Топлотна пумпа

С Википедије, слободне енциклопедије
Фазе рада топлотне пумпе‎

Топлотна пумпа је уређај помоћу кога се топлотна енергија из једне средине преноси у другу. За тај пренос топлотне енергије троши се одређена енергија која је неколико пута мања од пренете.

Тако се за утрошени 1 кWх електричне енергије на излазу добија укупна топлотна енергија 3-7 кWх. Енергија добијена на овај начин назива се геотермална енергија. У техничкој пракси топлотне пумпе се најчешће користе за грејање и хлађење простора и рекуперацију топлотне енергије.

Топлотна пумпа је уређај који може топлотну енергију да траспортује из спољашње околине у зграду или из зграде у спољашњу околину, тако да се у зимском периоду користи за грејање, а у летњем периоду за хлађење простора.

Топлотна енергија из топлих отпадних вода може да се помоћу топлотне пумпе врати и поново искористи за загревање простора или загревање воде. Најчешће примене су у индустријским процесима као и у хотелским и бањским применама. Овај процес зове се: рекуперација енергије.

У зависности од средине из које се преузима топлотна енергија и средине у коју се она преноси постоје више типова топлотних пумпи. Најчешћа типови топлотних пумпи су : ваздух - ваздух, ваздух - вода, вода - вода и земља - вода, где прва реч означава извор топлоте, а друга медиј коме се предаје топлота.

Топлотна пумпа која користи воду као топлотни извор и воду као топлотни понор узима енергију из воде и преноси је такође у воду у другом простору. Када се као топлотни извор користи подземна вода која је целе године на температури од 12 до 16°Ц оптимизацијом параметара топлотне пумпе постиже се максимални коефицијент корисног дејства у току целог периода употребе. Овај тип топлотне пумпе у комбинацији са подним системом грејања и хлађења даје најпогодније резултате.

Топлотна енергија може да се узме из подземних вода које су на температури од око 12-16°Ц на дубинама већим од 3м током целе године. Из избушеног бунара вода се води у измењивач топлоте у коме се део топлоте из подземне воде преноси у фреон који тада испарава. Делимично охлађена вода враћа се у други бунар који је исте дубине као и први тако да се токови подземних вода не ремете. Фреон који је сада у гасовитом стању сабија се компресором и тада отпушта латентну пренету топлоту и предаје је води која циркулише кроз кондензатор и систем грејања у објекту.

Историја[уреди | уреди извор]

  • 1748. Wиллиам Цуллен демонстрира вјештачко хлађење.
  • 1834. Јацоб Перкинс прави практичан фрижидер са диетил етером.
  • 1852. Лорд Келвин описује теорију у основи топлотних пумпи.
  • 1855–1857. Петер вон Риттингер развија и гради прву топлотну пумпу.
  • 1928. Аурел Стодола гради топлотну пумпу затвореног круга (извор воде из Женевског језера) која до данас осигурава гријање градске скупштине у Женеви.
  • 1945. Јохн Сумнер, градски инжењер електротехнике у Норwицху, поставља експериментални систем топлотне пумпе са извором воде којим се напаја централним гријањем, користећи сусједну ријеку за гријање нових управних зграда Вијећа. Коефицијент сезонске ефикасности 3,42. Просјечна топлотна испорука је 147 кW, а максимална снага 234 кW.
  • 1948. Роберт C. Wеббер заслужан је за развој и изградњу прве топлотне пумпе која као извор користи топлоту из земље.
  • 1951. Прва велика инсталација - Краљевска дворана фестивала у Лондону отворена је градском реверзибилном топлотном пумпом на извор воде, коју напаја Темза, како за зимско гријање, тако и за љетно хлађење.

Ограничења[уреди | уреди извор]

Топлотне пумпе имају ограничења температуре: доњу и горњу границу која се назива бивалентна температура. Новије топлотне пумпе су бивалентне топлотне пумпе опремљене су програмом који може да укључује додатно грејање када се достигне бивалентна температура[1].

  1. ^ „Топлотне пумпе - Енергија будућности”. орангеунит.цом (на језику: енглески). Приступљено 2021-02-18.