Toplotna pumpa i pet činjenica: Kako funkcionišu, koje su vrste najbolje, koliko struje je potrebno?

0
EPA/JEROEN JUMELET

Toplotne pumpe koriste toplotu iz vazduha, zemlje ili vode i ne zagađuju životnu sredinu. Ali, kako one funkcionišu? Zašto su im potrebna sredstva za hlađenje i kolika je potrošnja pogonske struje?

1. Kako funkcioniše toplotna pumpa?

Toplotna pumpa koristi toplotu iz okoline i koristi princip hladnoće koju stvara isparavanje – za grejanje. Onaj ko stavi vlažan peškir na oznojeno lice, poznaje taj efekat. Kada hladan voda isparava, koža se hladi. Pretvaranje vode u paru zahteva mnogo energije. Molekuli vode je uzimaju iz svog okruženja – u ovom slučaju: sa kože. Zato koža postaje hladnija. Važno je ono što se dešava u obrnutom procesu: toplotna energija se oslobađa pri prelasku iz gasovitog u tečno stanje.

Toplotne pumpe, klima-uređaji i frižideri koriste upravo te prelaze. U zatvorenom sistemu cevi, cirkuliše specijalno sredstvo za hlađenje. Takve tečnosti isparavaju već na vrlo niskim temperaturama, delom nižim od -50°C.

Zbog toplote okruženja, na primer zemlje ili vazduha, ta tečnost se zagreva i isparava u okviru sistema cevi. Sredstvo koje je u gasovitom stanju sprovodi se u specijalne komore – kompresore. Tu je gas sabijen, nalazi se pod pritiskom. Tako se njegova temperatura dodatno povećava. Na kraju on ponovo prelazi u tečno stanje i pri tome se oslobađa toplota – koja se koristi za grejanje.

Čitav sistem funkcioniše na struju. Ali, potrošnja struje je u tom slučaju mnogo manja nego pri korišćenju grejanja na struju.

2. Koja vrsta pumpe je najbolja?

Postoji više vrsta toplotnih pumpi. Sve one funkcionišu po istom principu i uzimaju toplotnu energiju iz vode, zemlje ili vazduha.

Toplotna pumpa voda-voda služi se vodom iz reka ili jezera, ali i podzemnom vodom. Ona od tih voda preuzima toplotnu energiju koju prenosi na vodu sistema centralnog grejanja. U zavisnosti od vrste tla, to često iziskuje bušenje zemljišta do dubine veće od 100 metara. Što dublje – tim toplije. To je najefikasnija vrsta grejanja ali je i najzahtevnija za ugradnju i traži najveća početna ulaganja.

Toplotna pumpa zemlja-voda izvlači toplotnu energiju iz zemlje i prenosi je u vodu u sistemu za centralno grejanje. To znači da se u zemlju ugrađuju sonde ili kolektori toplote i to na dubini od oko jednog ili više metara.

Pumpa vazduh-voda izvlači energiju iz spoljašnjeg vazduha i prenosi je vodu sistema za centralno grejanje, a pumpa vazduh-vazduh toplotu prenosi direktno u vazduh objekta koji se greje. Ova dva poslednja sistema su i najpovoljnija kada je reč o ceni.

3. Funkcionišu li toplotne pumpe i u vreme zimske hladnoće?

Da. I u hladnim zimskim danima u zemlji, vazduhu i podzemnim vodama ima dovoljno toplote da se greju čitave zgrade. U Skandinaviji postoji veliki broj kuća koje se zimi greju toplotnim pumpama. One i na minus 20 stepeni izvlače dovoljno toplotne energije iz vazduha. Tada im je potrebno više struje za rad. Za svaku sigurnost, toplotne pumpe imaju i sopstvene grejne šipke koje funkcionišu na svakoj temperaturi.

4. Koliko struje je potrebno toplotnim pumpama?

U povoljnim uslovima, sa jednim kilovatom pogonske struje može da se dobije šest kilovat-sati toplote. To bi značilo da jedan dobro izolovan stan veličine 80 kvadratnih metara troši manje od 1000 kilovat-sati godišnje.

Optimalni su objekti koji su dobro izolovani i sa podnim grejanjem ili velikim grejnim telima. U takvim objektima, temperatura vode u grejnom sistemu može da bude i manja od 30 stepeni a da grejanje perfektno funkcioniše. Što je temperatura grejne vode manja, efikasnost toplotne pumpe je veća.

Toplotne pumpe mogu da zagreju vodu i na temperature veće od 70 stepeni, što je dovoljno i za kuće sa nedovoljnom izolacijom i starim radijatorima. Ali u to slučaju se potrošnja pogonske struje bitno povećava.

Ovakve pumpe mogu i da hlade tokom leta, jer je čitav proces dobijanja toplote moguće obrnuti.

5. Da li su sredstva za hlađenje štetna za životnu sredinu?

Većina – jeste. U toplotnim pumpama se – baš kao i u klima-uređajima – uglavnom koriste hemijski proizvedena sredstva (HFKW) koja su štetna za životnu sredinu. Zato se sada prodaje sve više toplotnih pumpi u kojima se koriste propan, CO2 ili amonijak koji su dobri za klimu.