Toplinske pumpe koriste toplinu iz zraka, zemlje ili vode. One ne zagađuju okoliš. Ali kako funkcioniraju? Zašto su im potrebna sredstva za hlađenje i kolika je potrošnja struje, objašnjava DW.
Kako funkcionira toplinska pumpa?
Toplinska pumpa koristi toplinu iz okoline i koristi načelo hladnoće koju stvara isparavanje – i to za grijanje. Onaj tko stavi vlažan ručnik na oznojeno lice, poznaje taj efekt. Kada hladna voda isparava, koža se hladi. Pretvaranje vode u paru zahtijeva mnogo energije. Molekule vode je "uzimaju” iz svog okruženja – u ovom slučaju: s kože. Zato koža postaje hladnija. Važno je ono što se događa u obrnutom procesu: toplinska energija se oslobađa pri prelasku iz plinovitog u tekuće stanje.
Toplinske pumpe, klima-uređaji i frižideri koriste upravo te "prijelaze”. U zatvorenom sustavu cijevi, cirkulira specijalno sredstvo za hlađenje. Takve tekućine isparavaju već na vrlo niskim temperaturama, dijelom nižim od -50°C.
Zbog topline okruženja, na primjer zemlje ili zraka, ta tekućina se zagrijava i isparava u okviru sustava cijevi. Sredstvo koje je u plinovitom stanju provodi se u specijalne komore – kompresore. Tu je plin sabijen, nalazi se pod tlakom. Tako se njegova temperatura dodatno povećava. Na kraju on ponovo prelazi u tekuće stanje i pritom se oslobađa toplina – koja se koristi za grijanje.
Čitav sustav funkcionira na struju. Ali, potrošnja struje je u tom slučaju mnogo manja nego pri korištenju grijanja na struju.
Koja vrsta pumpe je najbolja?
Postoji više vrsta toplinskih pumpi. Sve one funkcioniraju po istom načelu i uzimaju toplinsku energiju iz vode, zemlje ili zraka.
Toplinska pumpa voda-voda služi se vodom iz rijeka ili jezera, ali i podzemnom vodom. Ona od tih voda preuzima toplinsku energiju koju prenosi na vodu sustava centralnog grijanja. Ovisno od vrste tla, to često iziskuje bušenje zemljišta do dubine veće od 100 metara. Što dublje – tim toplije. To je najučinkovitija vrsta grijanja, ali je i najzahtjevnija za ugradnju i traži najveća početna ulaganja.
Toplinska pumpa zemlja-voda izvlači toplinsku energiju iz zemlje i prenosi je u vodu u sustavu za centralno grijanje. To znači da se u zemlju ugrađuju sonde ili kolektori topline i to na dubini od oko jednog ili više metara.
Pumpa zrak-voda izvlači energiju iz vanjskog zraka i prenosi je u vodu sustava za centralno grijanje, a pumpa zrak-zrak toplinu prenosi izravno u zrak objekta koji se grije. Ova dva posljednja sustava su i najpovoljnija kada je riječ o cijeni.
Funkcioniraju li toplinske pumpe i u doba zimske hladnoće?
Da. I u hladnim zimskim danima u zemlji, zraku i podzemnim vodama ima dovoljno topline da se griju čitave zgrade. U Skandinaviji postoji veliki broj kuća koje se tijekom zime griju toplinskim pumpama. One i na minus 20 stupnjeva izvlače dovoljno toplinske energije iz zraka. Tada im je potrebno više struje za rad. Za svaku sigurnost, toplinske pumpe imaju i vlastite šipke za grijanje koje funkcioniraju na svakoj temperaturi.
Koliko struje je potrebno toplinskim pumpama?
U povoljnim uvjetima, s jednim kilovatom pogonske struje može se dobiti šest kilovat-sati topline. To bi značilo da jedan dobro izoliran stan veličine 80 kvadratnih metara troši manje od 1000 kilovat-sati godišnje.
Optimalni su objekti koji su dobro izolirani i s podnim grijanjem ili velikim tijelima za grijanje. U takvim objektima, temperatura vode u sustavu grijanja može biti i manja od 30 stupnjeva a da grijanje savršeno funkcionira. Što je temperatura vode za grijanje manja, učinkovitost toplinske pumpe je veća.
Toplinske pumpe mogu zagrijati vodu i na temperature veće od 70 stupnjeva, što je dovoljno i za kuće s nedovoljnom izolacijom i starim radijatorima. Ali u to slučaju se potrošnja pogonske struje bitno povećava.
Ovakve pumpe mogu i hladiti tijekom ljeta, jer je čitav proces "proizvodnje" topline moguće i obrnuti.
Jesu li sredstva za hlađenje štetna za okoliš?
Većinom – jesu. U toplinskim pumpama se, baš kao i u klima-uređajima, uglavnom koriste kemijski proizvedena sredstva (HFKW) koja su štetna za okoliš. Zato se sada prodaje sve više toplinskih pumpi u kojima se koristi propan, CO2 ili amonijak koji su bolji za klimu.
