Toplotne pumpe

Toplotne pumpe su trenutno jedan od najefikasnijih, najekonomičnijih i ekološki najprihvatljivijih sistema za grejanje i hlađenje prostora, kao i za pripremu sanitarne tople vode.

Umesto da stvaraju toplotu (poput kotlova na struju, gas ili čvrsto gorivo), one funkcionišu po principu prenošenja (pumpanja) toplote iz spoljašnje sredine u unutrašnjost objekta.

Kako rade? (Princip rada)

Rad toplotne pumpe je najlakše razumeti ako zamislite frižider koji radi u obrnutom smeru. Dok frižider uzima toplotu iz svojih namirnica i izbacuje je napolje, toplotna pumpa uzima toplotu iz spoljašnjeg vazduha, zemlje ili vode, podiže joj temperaturu pomoću kompresora i unosi je u kuću.

Ovaj proces se zasniva na kružnom termodinamičkom sistemu:

1. Apsorpcija: Specijalni medijum (rashladni fluid/gas) prolazi kroz spoljašnji izmenjivač i upija toplotu iz okruženja (čak i kada su spoljne temperature u minusu).

2. Kompresija: Gas potom ulazi u kompresor koji ga sabija. Usled rasta pritiska, temperatura gasa drastično raste.

3. Predaja toplote: Taj vreli gas prolazi kroz unutrašnji izmenjivač (kondenzator) gde predaje toplotu vodi koja kruži kroz vaše radijatore, podno grejanje ili fan-coil uređaje.

4. Ekspanzija: Nakon što preda toplotu, fluid se hladi, prolazi kroz ekspanzioni ventil gde mu pada pritisak, i ponovo odlazi napolje da započne novi krug.

Glavne vrste toplotnih pumpi

Prema izvoru iz kojeg crpe energiju i medijumu na koji je prenose, dele se na:

• Vazduh – Voda (Air-to-Water): Najpopularniji i najčešći sistem. Uzima toplotu iz spoljnog vazduha i prenosi je na sistem vodenog grejanja (podno ili radijatori). Laka je za ugradnju i cenovno najpristupačnija.

• Zemlja – Voda (Geotermalne): Koristi toplotu zemlje putem sondi koje se ukopavaju duboko u tlo ili horizontalnih kolektora. Pošto je temperatura zemlje stabilna tokom cele godine (oko 10–12°C), ovi sistemi su neverovatno efikasni, ali je inicijalna investicija visoka zbog iskopavanja.

• Voda – Voda: Koristi podzemne vode (sistem bunara). Izuzetno efikasan sistem, ali zahteva stabilan nivo i dobar kvalitet podzemnih voda, kao i posebne dozvole.

Zašto su toliko efikasne? (COP faktor)

Ključ uspeha toplotnih pumpi leži u njihovoj efikasnosti koja se meri takozvanim COP koeficijentom (Coefficient of Performance).

Ako toplotna pumpa ima COP 4, to znači da za 1 kW potrošene električne energije (koju plaćate) ona isporuči 4 kW toplotne energije u vaš dom. Preostala 3 kW su potpuno besplatna energija uzeta iz prirode.

Prednosti i mane

Prednosti:

• Ekstremno niski troškovi eksploatacije: Dugoročno najjeftiniji vid grejanja.

• Multifunkcionalnost: Leti mogu da rade obrnuto i da efikasno hlade prostor.

• Ekologija: Nema emisije štetnih gasova, pepela, dima niti dimnjaka.

• Komfor: Sistem je potpuno automatizovan, nema cepanja drva, čišćenja pepela niti skladištenja energenata.

Mane:

• Visoka početna investicija: Sama oprema i profesionalna ugradnja koštaju znatno više od tradicionalnih kotlova.

• Zavisnost od izolacije: Toplotne pumpe najbolje rade na niskotemperaturnim režimima (idealan partner im je podno grejanje). Ako kuća nema dobru izolaciju i fasadu, sistem će trošiti previše struje.

• Pad efikasnosti na ekstremnom minusu: Kod modela vazduh-voda, efikasnost (COP) opada kako spoljna temperatura pada duboko ispod nule, jer ima manje toplote u vazduhu koju pumpa može da „izvuče“.