Toplotne Pumpe

Toplotne pumpe kao izvor toplote mogu da koriste vazduh, vodu ili zemlju. Međutim sistem vazduh-voda predstavlja ono najbolje od sve tri tehnologije, kombinujući pristupačnost vazduha kao izvora toplote, male investicione troškove, jednostavnu instalaciju, veliku pouzdanost sistema, lako održavanje.

Toplotna pumpa Vazduh-Voda radi na principu razmene energije spoljnog vazduha i freona. Freon isparava i na niskim spoljnim temperaturama, ako se dovede (preko regulacionog ventila) na pritisak isparavanja. Toplotna energija iz spoljašnjeg vazduha omogućava isparavanje freona čija para se radom kompresora podiže na viši pritisak i višu temperaturu i putem izmenjivača freon-voda se zatim ta energija prenosi na zagrevanje vode. U izmenjivaču freon kondenzuje i pothlađuje se i time odaje značajnu toplotu vodi. Kondenzovani freon se ponovo preko regulacionog ventila dovodi na pritisak isparavanja za trenutnu spoljnu temperaturu vazduha i tako se proces odvija sve dok postoji potreba za toplotom. Pumpa za vodu šalje toplu vodu u radijatore, u podno grejanje, bojler sanitarne vode, fan-coil aparate. Kod kombinovane verzije hlađenje—grejanje,hlađenje se postiže smanjenjem temperature vode na 7°C i cirkulisanjem vode kroz ventilo—konvektore (fan-coili, gde duvanjem ventilatora dobijamo hladan vazduh) ili kroz sistem podnog ili zidnog grejanja. Sistem može da obezbedi umereno hlađenje preko sistema podnog i zidnog grejanja pri čemu ograničavamo najnižu temperaturu vode da ne dođe do kondenzacije po površini.

Danas postoje toplotne pumpe vazduh-voda koje, u režimu hlađenja proizvode besplatnu toplu vodu, odnosno, sa potrošnjom el.energije 8-10 puta manjom nego što bi bila potrošnja el.energije električnog grejača tople vode u bojleru. Ušteda se postiže time što zagrejani freon umesto da ide na hlađenje u spoljašnji kondenzator, odlazi u izmenjivač freon-voda u bojleru (ako smo toplotnoj pumpi preko komandera zadali da radi u kombinovanom režimu).

Priprema sanitarne vode se vrši prebacivanjem sistema sa režima hlađenja ili grejanja na režim grejanja tople vode.

Efikasnost toplotne pumpe se obično navodi kao COP sistema, i može da iznosi od 3 do 5. Drugim rečima, izvlačenje toplote iz obnovljivih izvora zahteva samo 1kWh ulazne električne energije da bi učinak grejanja bio od 3kWh do 5kWh toplotne energije. Zbog toga su sistemi toplotne pumpe, gledajući celu grejnu sezonu, oko 3 puta energetski efikasniji od elektro kotlova, a 3,5-4 puta energetski efikasniji od kotlova na tečno ili gasovito gorivo, i preko 6 puta energetski efikasniji od kotlova na čvrsto gorivo. U odnosu na kotlove na pelet, energetska efikasnost im je oko 5 puta veća.

Visoku ekonomičnost ovih sistema poboljšava uticaj povećane izolacije (smanjenih toplotnih gubitaka) čime se omogućava konfornije korišćenje niskih temperatura u režimima grejanja. Što je razlika između temperature spoljnog vazduha i polazne temperature vode u sistemu grejanja niža, to su uštede veće. To znači, ako bi smo grejali jednu kuću do unutrašnje temperature od 23°C temperaturom polazne vode od 40°C (duže vreme efektivnog grejanja) u odnosu na grejanje istog objekta i do istog osećaja ugodnosti temperaturom od 50°C (kraće vreme efektivnog grejanja) imali bi smo značajno manju potrošnju el.energije u prvom slučaju, a time i jeftinije grejanje, iako smo mašinu koristili duže vreme. Poenta je u tome da je toplotna pumpa radila na dosta manjoj snazi i da je preuzela veći deo toplotne energije iz spoljnjeg vazduha. Idealni oblici potrošnje energije pri korišćenju toplotnih pumpi vazduh-voda u sistemima grejanja su:

• 1.Podno grejanje
• 2.Fan coil sistemi
• 3.Sanitarna topla voda
• 4.Radijatorsko grejanje

Sistemi su poređani po redosledu podobnosti.

Sanitarna topla voda, koja traži relativno visoke temperature (40-50°C) u bojleru, i po tome bi ličilo da je relativno nepovoljna za grejanje toplotnom pumpom, zbog toga što se veoma dugo koristi u vreme veoma visokih spoljnih temperatura (za toplotnu pumpu vazduh voda visoke temperature su sve temperature spoljnog vazduha više od +7°C), na godišnjem nivou je pogodnija od radijatora. Zato imamo veoma uspešne kombinacije toplotne pumpe vazduh-voda sa bojlerom od 150-200lit. gde je el.snaga toplotne pumpe 800-1250W i time se obezbeđuje topla voda za porodicu od 5-6 članova, ili, što nam je iskustvo i potvrdilo, za kuhinje veoma zahtevnih restorana.

Ugradnja toplotne pumpe vazduh-voda na postojeći sistem grejanja, gde postoji kotao bilo koje vrste i radijatori, podno grejanje ili fan coili, može da potraje od 4-5 sati do dva dana, zavisno od uslova koje postavlja postojeći sistem za grejanje, kao i mesto za ugradnju toplotne pumpe. U svakom slučaju je relativno jednostavno i brzo. Otplata investicionih troškova na ugradnji toplotne pumpe, bez korišćenja proizvodnje sanitarne tople vode, koja se bazira samo na razlici u ceni između cene trenutno korišćene energije (cena grejanja za celu grejnu sezonu sa postojećim sistemom grejanja) kreće se od 3 godine do 6 godina, zavisno od toga da li je postojeći sistem na struju, lož ulje, gas ili na ugalj ili drva. Kada je el.energija u pitanju onda je povraćaj investicije na bazi ušteda koje ostvaruje toplotna pumpa između 3 i 4 godine, zavisno od toga da li je potrošač grejao celu kuću, do koje temperature, da li je štedeo na potrošnji energije zbog previsoke cene itd. a sa toplotnom pumpom najčešće, zbog niskih troškova, greje kuću nešto komfornije nego ranije. Kada je prirodni gas u pitanju, kao i lož-ulje, ušteda je trenutno još veća, jer su cene gasa, odnosno lož ulja nerealno visoke u odnosu na cenu el.energije. Ali treba svakako računati da ušteda može da izvrši povraćaj investicija za 4-5 godina (trenutno je 2,5-3 godine). Najinteresantnije je kod korišćenja čvrstog goriva (uglja ili drva) gde je kod novih instalacija (ne pravi se kotlarnica, dimnjak i prostorija za smeštaj čvrstog goriva) i investiciona vrednost neuporedivo niža, a finansijski, grejanje na el.energiju iz toplotne pumpe je oko 30% jeftinije nego sa čvrstim gorivom (kod čvrstog goriva 1kWh iskorišćene toplotne energije košta oko 4,8-5₡ ,dok iz toplotne pumpe košta u proseku oko 3,5₡, dakle preko 35% jeftinije. Prevedeno, to znači da domaćinstvo koje troši 600€ u uglju, plaćaće struju ne više od 400€ grejući se toplotnom pumpom. Računajući troškove prevoza uglja, ubacivanja u podrum, dolazimo do količine od 300-400€/god, što za 6 godina pokriva investiciju u toplotnu pumpu, ne računajući rad oko loženja, čišćenje kotla, izbacivanje pepela itd.