Vrste toplotnih pumpi

Podela toplotnih pumpi

U zavisnosti od vrste izvora toplote iz prirode koja se koristi za predaju "hladne" energije toplotne pumpe se dele na: 

• Voda - Voda
• Vazduh - Voda
• Zemlja - Voda

Kod svih vrsta navedenih toplotnih pumpi topla energija se predaje izmenjivačem toplote vodi grejnog sistema.

Voda - voda toplotne pumpe

Voda - voda sistem koristi pločasti izmenjivač toplote da preda hladnu energiju bunarskoj vodi(slika 2). Centrifugalna pumpa iz bunara vuče vodu i gura kroz izmenjivač gde se hladna energija freona  predaje bunarskoj vodi bez promene njenog hemiskog sastava i vraća u povratni bunar nazad u zemlju. Prednost ovog sistema jeste to što je ne zavisno od spoljne temperature kapacitet pumpe kao i koeficijent korisnog dejstva ili  COP stalan. Voda - voda toplotne pumpe imaju najbolje iskorištenje uporedno sa druga dva sistema, vazduh - voda i zemlja - voda. Izvedba ovakvog sistema  zahteva bušenje dva bunara. 

Vazduh - voda toplotne pumpe

Vazduh - voda je sistem koji hladnu energiju predaje vazduhu (slika 3). Ima spoljašnju jedinicu sa isparivačem i ventilatorom koji izduvava hladnu energiju u atmosferu. Najlakše je napraviti usporedbu sa spoljnom jedinicom komercijalnih split klima uređaja. Nedostatak vazduh - voda toplotnih pumpi kao i kod klima uređaja jeste što usled niskih spoljašnjih temperatura dobijamo dosta niže tačke isparenja freona u odnosu na sistem voda - voda što direktno utiče na kapacitet i koeficijent korisnog dejstva ili COP-a toplotne pumpe. Vazduh - voda toplotne pumpe imaju jako ne stabilan rad, to jest promenjive tačke isparenja samim time i potrošnje, sobzirom da im isparenje zavisi od spoljašnjih uslova to jest temperature i vlage vazduha.

Najveći problemi nastaju usled magle i povišene vlage u vazduhu pri niskim temperaturama. Tada dolazi do stvaranje leda na pozadini spoljašnje jedinice toplotne pumpe što sprečava cirkulaciju vazduha i prestanak funkcionisanja uređaja. Toplotne pumpe vazduh - voda su opremljene grejačima i sistemom okretanja smera freona ćime se otapa led na spoljašnjoj jedinici. Sobzirom da se za otapanje leda okreće sistem i da se sada topla energija predaje spoljašnjoj jedninci, a hladna energija predaje sistemu grejanja, dolazimo do toga da bukvalno za vreme otapanja hladimo vodu u sistemu grejanja. Usled ovakvog načina rada uređaja posatavlja se pitanje efikasnosti toplotnih pumpi vazduh - voda na niskim temperaturama.

Toplotne pumpe vazduh - voda su najčešće opremljene dodatnim električnim grejačima za dogrevanje vode u sistemu grejanja koji se uključuju kada toplotna pumpa kapacitivno ne može da zadovolji snagom zahtev objekta koji se greje. Toplotne pumpe vazduh - voda su nejjeftinije jer nema dodatnih troškova da bi se dobili uslovi za rad uređaja (bušenje bunara, zemljani radovi).

Zemlja - voda toplotne pumpe

Zemlja - Voda je sistem u kojem se isto kao i kod Voda - Voda sistema koristi pločasti izmenjivač toplote koji hladnu energiju freona predaje najčešće mešavini glikola i vode koji uz pomoć cirkulacione pumpe kruži u zatvorenom sistemu cevi. Te cevi su najčešće zakopane na dubini od 1m (slika 4) na dosta većoj površini od samog objekta koji se greje ili sistem sondi (slika 1) gde se cevi uranjaju u bušotine duboke i do 100m nakon čega se prostor između bušotine i cevi popunjava termo provodnim materijalom. U oba slučaja hladna energija se predaje zemlji. Ovakva izvedba je najskuplja zbog samih zemljanih radova i velike količine cevi koje se postavljaju u zemlju. Zemlja - voda toplotne pumpe imaju nešto nižu tačku isparenja freona u odnosu na voda - voda sistem a samim time i niže iskorištenje. Za razliku od vazduh - voda toplotnih pumpi, zemlja - voda imaju dosta stabilnije radne uslove, to jest isparenje freona jer nema oscijacija u temperaturi zemlje. Također može doći do opadanja kapaciteta toplotne pumpe usled rashlađivanja zemlje oko cevi u toku grejne sezone.

Izvori toplote

 1. Zemlja - Sonda

 2. Voda - Bunar

 3. Vazduh

 4. Zemlja - Kolektor