4.12.2012

1

Toplotne pumpeToplotne pumpe

� Toplotna pumpa je uređaj koji radi na termodinamičkom principu podizanja toplote ; energiju sa nižeg dovode na viši nivo uz dodatnu energiju (rad) i pomoću kružnog procesa prikladnog medija.

� Glavna razlika između toplotnih pumpi i tipičnih rashladnih uređaja je u željenom korištenju efekta grijanja ili efekta hlađenja - toplotne pumpe predstavljaju vrstu rashladnog uređaja, čiji se učinak mjeri, ne količinom toplotne energije preuzete iz toplotnog izvora (rashladnim učinom), već količinom toplote predate toplotnom

ponoru (grijani prostor). Za što bolji koeficijent je potrebna što viša temperatura isparavanja, a da je temperatura kondenzacije što niža!

� Za raspodjelu toplote u obzir dolaze podno ili zidno grijanje koje ima nisku radnu temperaturu od 30 do 40oC.

� Postoje dvije vrste: kompresione i apsorpcijske

� Proces se odvija kod toplotnih pumpi između temperature okoline i temperature prostorije, dok se kod rashladnog sistema odvija između temperature prostorije i temperature okoline

2

4.12.2012

2

3

4

4.12.2012

3

Toplotna pumpa se sastoji iz četiri klasična elementa:

-Kompresor (troši rad i obezbjeđuje razliku pritisaka)

-Isparivač (preuzima toplotu, vrši se isparavanje)

-Kondenzator (predaje toplotu, kondenzacija)

-Prigušni ventil (obara pritisak i reguliše rad postrojenja)

Toplotni izvori mogu biti:

-prirodni izvori s uglavnom promjenjivim temperaturama:

◦ okolni (vanjski) zrak

-prirodni izvori s razmjerno konstantnim temperaturama:

◦ površinske vode (veći vodotoci i jezera), mora i oceani

◦ podzemne vode

◦ tlo

-umjetni izvori:

◦ onečišćeni zrak iz prostorija ili industrijskih procesa

◦ otpadne vode.

5

6

4.12.2012

4

7

Termodinamski pokazateljiTermodinamski pokazatelji

� Koeficijent hlađenja (odnos korisnog efekta hlađenja i utrošenog rada):

� Koeficijent grijanja kod toplotnih pumpi:

� Za idealni (Carnotov) ciklus je

8

4.12.2012

5

Toplotne pumpe s tlom kao Toplotne pumpe s tlom kao izvorom toplineizvorom topline

9

10

4.12.2012

6

11

12

4.12.2012

7

13

ToplotneToplotne pumpepumpe s s vodomvodom kaokaoizvoromizvorom toplinetopline

14

4.12.2012

8

ToplotneToplotne pumpepumpe sasa zrakomzrakom kaokaoizvoromizvorom toplinetopline

15

16

4.12.2012

9

Toplotne pumpe moraju ispunjavati sljedeće kriterije za ekonomičnost svoje

upotrebe:

- raspoloživost toplotnog izvora dovoljno visoke i razmjerno konstantne

temperature duže vrijeme

- mala udaljenost toplotnih izvora i ponora

- umjeren temperaturni nivo toplotnog ponora (npr. niskotemperaturni sistem

grijanja)

- veliki broj sati upotrebe tokom godine radi veće isplativosti

- visoke cijene drugih izvora energije (ostvaruju se veće uštede)

U svakodnevnoj praksi toplotne pumpe se koriste za zagrijavanje prostora, dok

se u industrijskoj primjeni koriste za razne tehnološke procese: sušenje,

isparivanje, proizvodnja pare, zagrijavanje raznih fluida i sl.

Svoju primjenu toplotne pumpe su našle u skoro svim industrijskim granama:

prehrambena, drvna, hemijska, petrohemijska, tekstilna i dr.

17

Glavne prednosti sistema toplotnih pumpi u odnosu na druge sisteme su:

-smanjuje troškove grijanja i do 75%

-zauzima mali prostor

-tih rad

-nije potrebno spremište za energent

-ne uzrokuju požare ili eksplozije, smanjuju emisiju CO2 do 30%

-u potpunosti su automatizirane

-neograničen besplatan energetski potencijal izvora energije

Nedostatak bi bio veći investicijski troškovi u odnosu na druge sisteme.

18

4.12.2012

10

19

20