У области технологија грејања и хлађења, топлотне пумпе су се појавиле као веома ефикасно и еколошки прихватљиво решење. Широко се користе у стамбеним, комерцијалним и индустријским објектима за обављање функција грејања и хлађења. Да бисмо заиста разумели вредност и рад топлотних пумпи, неопходно је да се удубимо у њихове принципе рада и концепт коефицијента перформанси (COP).
Принципи рада топлотних пумпи
Основни концепт
Топлотна пумпа је у суштини уређај који преноси топлоту са једног места на друго. За разлику од традиционалних система грејања који генеришу топлоту сагоревањем или електричним отпором, топлотне пумпе преносе постојећу топлоту из хладнијег у топлије подручје. Овај процес је сличан начину на који ради фрижидер, али обрнуто. Фрижидер извлачи топлоту из своје унутрашњости и ослобађа је у околну средину, док топлотна пумпа извлачи топлоту из спољашње средине и ослобађа је у затвореном простору.
Циклус хлађења
Рад топлотне пумпе заснива се на циклусу хлађења, који обухвата четири главне компоненте: испаривач, компресор, кондензатор и експанзиони вентил. Ево детаљног објашњења како ове компоненте раде заједно:
- ИспаривачПроцес почиње испаривачем, који се налази у хладнијем окружењу (нпр., изван куће). Расхладно средство, супстанца са ниском тачком кључања, апсорбује топлоту из околног ваздуха или земље. Док апсорбује топлоту, расхладно средство се мења из течности у гас. Ова фазна промена је кључна јер омогућава расхладном средству да преноси значајну количину топлоте.
- КомпресорГасовито расхладно средство се затим премешта у компресор. Компресор повећава притисак и температуру расхладног средства тако што га компримује. Овај корак је неопходан јер подиже температуру расхладног средства на ниво који је виши од жељене унутрашње температуре. Расхладно средство под високим притиском и високом температуром је сада спремно да ослободи своју топлоту.
- КондензаторСледећи корак укључује кондензатор, који се налази у топлијем окружењу (нпр. унутар куће). Овде, вруће расхладно средство под високим притиском ослобађа своју топлоту околном ваздуху или води. Како расхладно средство ослобађа топлоту, оно се хлади и враћа из гасовитог у течно стање. Ова фазна промена ослобађа велику количину топлоте, која се користи за загревање унутрашњег простора.
- Експанзиони вентилКоначно, течни расхладни флуид пролази кроз експанзиони вентил, што смањује његов притисак и температуру. Овај корак припрема расхладни флуид да поново апсорбује топлоту у испаривачу, и циклус се понавља.
Коефицијент перформанси (COP)
Дефиниција
Коефицијент перформанси (COP) је мера ефикасности топлотне пумпе. Дефинише се као однос количине испоручене (или одведене) топлоте и количине потрошене електричне енергије. Једноставније речено, говори нам колико топлоте топлотна пумпа може да произведе за сваку јединицу електричне енергије коју користи.
Математички, COP се изражава као:
COP=Потрошена електрична енергија (W)Испоручена топлота (Q)
Када топлотна пумпа има COP (коефицијент перформанси) од 5,0, може значајно смањити рачуне за струју у поређењу са традиционалним електричним грејањем. Ево детаљне анализе и прорачуна:
Поређење енергетске ефикасности
Традиционално електрично грејање има COP од 1,0, што значи да производи 1 јединицу топлоте за сваки потрошени kWh електричне енергије. Насупрот томе, топлотна пумпа са COP-ом од 5,0 производи 5 јединица топлоте за сваки потрошени kWh електричне енергије, што је чини далеко ефикаснијом од традиционалног електричног грејања.
Израчунавање уштеде трошкова електричне енергије
Под претпоставком потребе за производњом 100 јединица топлоте:
- Традиционално електрично грејањеПотребно је 100 kWh електричне енергије.
- Топлотна пумпа са COP-ом од 5.0Потребно је само 20 kWh електричне енергије (100 јединица топлоте ÷ 5,0).
Ако је цена електричне енергије 0,5€ по kWh:
- Традиционално електрично грејањеЦена електричне енергије је 50€ (100 kWh × 0,5€/kWh).
- Топлотна пумпа са COP-ом од 5.0Цена електричне енергије је 10€ (20 kWh × 0,5€/kWh).
Коефицијент штедње
Топлотна пумпа може уштедети 80% на рачунима за струју у поређењу са традиционалним електричним грејањем ((50 - 10) ÷ 50 = 80%).
Практични пример
У практичним применама, као што је снабдевање топлом водом у домаћинству, претпоставимо да је потребно загрејати 200 литара воде са 15°C на 55°C дневно:
- Традиционално електрично грејањеТроши приближно 38,77 kWh електричне енергије (под претпоставком термичке ефикасности од 90%).
- Топлотна пумпа са COP-ом од 5.0Троши приближно 7,75 kWh електричне енергије (38,77 kWh ÷ 5,0).
По цени електричне енергије од 0,5€ по kWh:
- Традиционално електрично грејањеДневни трошкови електричне енергије су око 19,39€ (38,77 kWh × 0,5€/kWh).
- Топлотна пумпа са COP-ом од 5.0Дневни трошкови струје су око 3,88€ (7,75 kWh × 0,5€/kWh).
Процењене уштеде за просечна домаћинства: Топлотне пумпе у односу на грејање на природни гас
На основу процена за целу индустрију и трендова цена енергије у Европи:
| Ставка | Грејање на природни гас | Грејање топлотном пумпом | Процењена годишња разлика |
| Просечни годишњи трошкови енергије | 1.200–1.500 евра | 600–900 евра | Уштеда од приближно 300–900 € |
| Емисије CO₂ (тоне/годишње) | 3–5 тона | 1–2 тоне | Смањење од приближно 2–3 тоне |
Напомена:Стварне уштеде варирају у зависности од националних цена електричне енергије и гаса, квалитета изолације зграда и ефикасности топлотних пумпи. Земље попут Немачке, Француске и Италије имају тенденцију да показују веће уштеде, посебно када су доступне државне субвенције.
Hien R290 EocForce серија 6-16kW топлотна пумпа: Моноблок топлотна пумпа ваздух-вода
Кључне карактеристике:
Свеобухватна функционалност: грејање, хлађење и припрема топле воде за домаћинство
Флексибилне опције напона: 220–240 V или 380–420 V
Компактни дизајн: компактне јединице од 6–16 kW
Еколошки прихватљиво расхладно средство: Зелено расхладно средство R290
Тихи рад: 40,5 dB(A) на 1 m
Енергетска ефикасност: SCOP до 5,19
Екстремне температурне перформансе: Стабилан рад на –20 °C
Врхунска енергетска ефикасност: A+++
Паметно управљање и спремно за фотонапонске системе
Функција против легионеле: Максимална температура излазне воде 75ºC
Време објаве: 10. септембар 2025.