U takozvanom isparivaču, toplota okoline se prenosi na tečno rashladno sredstvo, koje zbog svojih specifičnih svojstava isparava već na niskim temperaturama.
Funkcija toplotne pumpe je jednostavno objašnjena
Toplotna pumpa dobija energiju za grejanje iz okoline. Iz tog razloga se naziva i ekološko grejanje. Ali kako toplotna pumpa zapravo radi? Princip je sličan principu frižidera - samo obrnuto. Dok frižider izvlači toplotnu energiju iz hrane, odnosno unutrašnjosti frižidera, i sprovodi je ka spolja, toplotna pumpa radi suprotno. Izvlači toplotnu energiju iz okoline van zgrade i čini je upotrebljivom za unutrašnje grejanje. Pored unutrašnjeg ili spoljašnjeg vazduha, toplotna pumpa može da iskoristi toplotnu energiju iz podzemnih voda i tla.
Struktura i princip rada toplotne pumpe
Bez obzira na iskorišćeni ekološki izvor energije, sistem toplotne pumpe se sastoji od tri dela:
Sistem izvora toplote: izvlači energiju iz okoline
Toplotna pumpa: čini toplotu okoline upotrebljivom
Sistem za distribuciju i skladištenje toplote: distribuira i skladišti toplotu u zgradi
Samo u interakciji komponente toplotne pumpe omogućavaju korišćenje energije životne sredine. Proces počinje sa sistemom izvora toplote. U geotermalnim toplotnim pumpama ovde cirkuliše mešavina vode i antifriza - rasol, koji se zagreva. Toplotne pumpe vazduh-voda, s druge strane, usisavaju spoljašnji vazduh preko ventilatora. Rasol i spoljni vazduh zatim prolaze do same toplotne pumpe. U takozvanom ciklusu hlađenja, pumpa podiže nivo temperature pre nego što se toplota prenese na distributivni sistem koji se sastoji od panelnog grejanja ili radijatora, ili se privremeno uskladišti u puferu ili rezervoaru tople vode.
Procesna jezgra rashladnog ciklusa principa toplotne pumpe.
Pošto je temperatura povrata toplote obično nedovoljna za zagrevanje zgrade ili tople vode, rad toplotne pumpe zahteva termodinamički proces. Gore navedeni proces hlađenja odvija se u četiri koraka i stalno se ponavlja:
Kompresor koji pokreće struju, nazvan kompresor, usisava paru rashladnog sredstva i komprimira je. Povećanje pritiska takođe podiže temperaturu. Princip se može posmatrati ne samo u radu toplotne pumpe. Ako je otvor vazdušne pumpe bicikla zatvoren i vazduh je komprimovan, cilindar vazdušne pumpe se zagreva.
Na kondenzatoru se toplota iz vruće pare rashladnog sredstva prenosi na sistem za distribuciju toplote. Kako rashladno sredstvo daje energiju, ono se hladi.
Takozvani ekspanzioni ventil smanjuje pritisak rashladnog sredstva. To dovodi do toga da se vrati u prvobitno stanje i proces toplotne pumpe može ponovo da počne. Princip se takođe može posmatrati, na primer, u cilindru sa tečnim gasom. Ako se ventil otvori, led se može formirati na ventilu čak i leti.
Rashladno sredstvo neophodno za funkcionisanje toplotne pumpe
Rashladno sredstvo je neophodno da bi toplotna pumpa obavljala svoju funkciju. Važna karakteristika je niska tačka ključanja, zbog čega tečnost prelazi iz tečnog u gasovito stanje čak i na niskim temperaturama. Za ovo su dovoljne čak i temperature od minus 20 stepeni Celzijusa. Zbog toga toplotna pumpa radi i zimi na niskim spoljnim temperaturama. Viessmann toplotne pumpe najnovije generacije koriste prirodno rashladno sredstvo propan (R290), koje po svojim svojstvima ni na koji način nije inferiorno u odnosu na klasična rashladna sredstva.
Jednostavno objašnjeno: princip toplotne pumpe
Napomene o načinu rada
Kako toplotne pumpe rade zimi i na šta treba obratiti pažnju kod električne energije toplotne pumpe? Saznajte više detalja o radu i funkciji toplotne pumpe.
Za kompresiju je potrebna električna struja
Bitna komponenta rashladnog kruga je kompresor. To je zato što su bez kompresije izlazne temperature preniske da bi se zgrada mogla zagrejati na ugodnu temperaturu – još više u veoma hladnim danima sa dvocifrenim minus temperaturama. U praksi se koristi veliki broj kompresora, uključujući klipne kompresore ili scroll kompresore, koji su svi na električni pogon. Potrošnja energije toplotne pumpe za kompresiju zavisi od mnogih faktora. To uključuje potražnju za toplotom, tehnologiju kompresora i, na kraju, ali ne i najmanje važno, temperaturnu razliku između izvora toplote i sistema grejanja. Opšte pravilo: Što je veća temperaturna razlika između izvora toplote i temperature polaza, to više mora da radi kompresor.
Uporedite tarife električne energije za toplotnu pumpu
Po pravilu, rad toplotne pumpe se zasniva na električnoj energiji. Mnogi dobavljači energije nude tarife toplotnih pumpi sa posebnim uslovima za vlasnike toplotnih pumpi. Oni mogu biti jeftiniji od konvencionalne električne energije za domaćinstvo, ali podležu određenim uslovima. Na primer, snabdevač električnom energijom ima pravo da isključi toplotnu pumpu iz napajanja tokom takozvanih perioda zamračenja. Pored toga, potrebno je dodatno brojilo električne energije za električnu energiju toplotne pumpe. Da li takva tarifa dolazi u pitanje i da li je povoljnija, zato treba proveriti na samom početku. Međutim, treba napomenuti da se eko-ravnoteža toplotne pumpe može poboljšati ako struja dolazi iz obnovljivih izvora energije.
Obezbeđeno snabdevanje toplotom čak i zimi
Čak i pri veoma niskim spoljnim temperaturama, rad toplotne pumpe je pouzdan. Snabdevanje toplotom je posebno efikasno sa toplotnim pumpama voda-voda i rasol-voda. To je zato što stalne temperature preovlađuju tokom cele godine u zemlji i podzemnim vodama. Ali toplotne pumpe vazduh-voda takođe rade na dvocifrenim temperaturama ispod nule. U ekstremnim spoljašnjim temperaturama, električni grejač pruža privremenu podršku - ako je potrebno.
Preokretanje funkcije toplotne pumpe za hlađenje
Princip rada toplotne pumpe je reverzibilan. Iz tog razloga, prostorije se ne mogu samo zagrevati, već i hladiti - ako su ispunjeni tehnički zahtevi. Mora se napraviti razlika između prirodnog i aktivnog hlađenja. Dok je u drugom slučaju funkcija toplotne pumpe aktivno obrnuta, ona ostaje isključena u pasivnom ili prirodnom hlađenju.