U području tehnologija grijanja i hlađenja, toplotne pumpe su se pojavile kao visoko efikasno i ekološki prihvatljivo rješenje. Široko se koriste u stambenim, komercijalnim i industrijskim okruženjima za obavljanje funkcija grijanja i hlađenja. Da bismo zaista razumjeli vrijednost i rad toplotnih pumpi, bitno je proučiti njihove principe rada i koncept koeficijenta performansi (COP).
Principi rada toplotnih pumpi
Osnovni koncept
Toplotna pumpa je u suštini uređaj koji prenosi toplotu s jednog mjesta na drugo. Za razliku od tradicionalnih sistema grijanja koji generišu toplotu putem sagorijevanja ili električnog otpora, toplotne pumpe premještaju postojeću toplotu iz hladnijeg u toplije područje. Ovaj proces je sličan načinu na koji funkcioniše frižider, ali obrnuto. Frižider izvlači toplotu iz svoje unutrašnjosti i oslobađa je u okolni prostor, dok toplotna pumpa izvlači toplotu iz vanjskog okruženja i oslobađa je u zatvorenom prostoru.
Ciklus hlađenja
Rad toplotne pumpe zasniva se na ciklusu hlađenja, koji uključuje četiri glavne komponente: isparivač, kompresor, kondenzator i ekspanzioni ventil. Evo detaljnog objašnjenja kako ove komponente rade zajedno:
- IsparivačProces počinje s isparivačem, koji se nalazi u hladnijem okruženju (npr. izvan kuće). Rashladno sredstvo, tvar s niskom tačkom ključanja, apsorbira toplinu iz okolnog zraka ili tla. Dok apsorbira toplinu, rashladno sredstvo prelazi iz tekućine u plin. Ova promjena faze je ključna jer omogućava rashladnom sredstvu da prenese značajnu količinu topline.
- KompresorRashladno sredstvo u plinovitom stanju zatim se premješta u kompresor. Kompresor povećava pritisak i temperaturu rashladnog sredstva komprimiranjem. Ovaj korak je neophodan jer podiže temperaturu rashladnog sredstva na nivo koji je viši od željene unutrašnje temperature. Rashladno sredstvo pod visokim pritiskom i visokom temperaturom sada je spremno da oslobodi svoju toplotu.
- KondenzatorSljedeći korak uključuje kondenzator, koji se nalazi u toplijem okruženju (npr. unutar kuće). Ovdje vruće rashladno sredstvo pod visokim pritiskom oslobađa svoju toplinu okolnom zraku ili vodi. Kako rashladno sredstvo oslobađa toplinu, ono se hladi i vraća iz plinovitog u tekuće stanje. Ova promjena faze oslobađa veliku količinu topline, koja se koristi za zagrijavanje unutarnjeg prostora.
- Ekspanzioni ventilKonačno, tečni rashladni fluid prolazi kroz ekspanzioni ventil, što smanjuje njegov pritisak i temperaturu. Ovaj korak priprema rashladni fluid da ponovo apsorbuje toplotu u isparivaču, a ciklus se ponavlja.
Koeficijent performansi (COP)
Definicija
Koeficijent performansi (COP) je mjera efikasnosti toplotne pumpe. Definiše se kao odnos količine isporučene (ili odvedene) toplote i količine potrošene električne energije. Jednostavnije rečeno, on nam govori koliko toplote toplotna pumpa može proizvesti za svaku jedinicu električne energije koju potroši.
Matematički, COP se izražava kao:
COP=Potrošena električna energija (W)Isporučena toplota (Q)
Kada toplotna pumpa ima COP (koeficijent performansi) od 5,0, može značajno smanjiti račune za električnu energiju u poređenju sa tradicionalnim električnim grijanjem. Evo detaljne analize i proračuna:
Poređenje energetske efikasnosti
Tradicionalno električno grijanje ima COP od 1,0, što znači da proizvodi 1 jedinicu toplote za svakih 1 kWh potrošene električne energije. Nasuprot tome, toplotna pumpa sa COP-om od 5,0 proizvodi 5 jedinica toplote za svakih 1 kWh potrošene električne energije, što je čini daleko efikasnijom od tradicionalnog električnog grijanja.
Izračun uštede troškova električne energije
Pod pretpostavkom potrebe za proizvodnjom 100 jedinica toplote:
- Tradicionalno električno grijanjePotrebno je 100 kWh električne energije.
- Toplotna pumpa sa COP-om od 5.0Potrebno je samo 20 kWh električne energije (100 jedinica toplote ÷ 5,0).
Ako je cijena električne energije 0,5€ po kWh:
- Tradicionalno električno grijanjeCijena električne energije je 50€ (100 kWh × 0,5€/kWh).
- Toplotna pumpa sa COP-om od 5.0Cijena električne energije je 10€ (20 kWh × 0,5€/kWh).
Koeficijent štednje
Toplotna pumpa može uštedjeti 80% na računima za struju u poređenju sa tradicionalnim električnim grijanjem ((50 - 10) ÷ 50 = 80%).
Praktičan primjer
U praktičnim primjenama, kao što je snabdijevanje toplom vodom za domaćinstva, pretpostavimo da je potrebno dnevno zagrijati 200 litara vode sa 15°C na 55°C:
- Tradicionalno električno grijanjePotrošnja električne energije je približno 38,77 kWh (pod pretpostavkom termičke efikasnosti od 90%).
- Toplotna pumpa sa COP-om od 5.0Potrošnja električne energije je otprilike 7,75 kWh (38,77 kWh ÷ 5,0).
Po cijeni električne energije od 0,5€ po kWh:
- Tradicionalno električno grijanjeDnevni trošak električne energije iznosi oko 19,39€ (38,77 kWh × 0,5€/kWh).
- Toplotna pumpa sa COP-om od 5.0Dnevni trošak električne energije iznosi oko 3,88€ (7,75 kWh × 0,5€/kWh).
Procijenjene uštede za prosječna domaćinstva: Toplotne pumpe u odnosu na grijanje na prirodni plin
Na osnovu procjena za cijelu industriju i trendova cijena energije u Evropi:
| Stavka | Grijanje na prirodni plin | Grijanje toplinskom pumpom | Procijenjena godišnja razlika |
| Prosječni godišnji trošak energije | 1.200–1.500 € | 600–900 € | Ušteda od cca. 300–900 € |
| Emisije CO₂ (tone/godina) | 3–5 tona | 1–2 tone | Smanjenje od cca. 2-3 tone |
Napomena:Stvarne uštede variraju u zavisnosti od nacionalnih cijena električne energije i plina, kvaliteta izolacije zgrade i efikasnosti toplotnih pumpi. Zemlje poput Njemačke, Francuske i Italije obično pokazuju veće uštede, posebno kada su dostupne državne subvencije.
Hien R290 EocForce Serie 6-16kW toplotna pumpa: Monoblok toplotna pumpa zrak-voda
Ključne karakteristike:
Sve-u-jednom funkcionalnost: funkcije grijanja, hlađenja i tople vode za domaćinstva
Fleksibilne opcije napona: 220–240 V ili 380–420 V
Kompaktni dizajn: Kompaktne jedinice od 6–16 kW
Ekološki prihvatljivo rashladno sredstvo: Zeleno rashladno sredstvo R290
Izuzetno tih rad: 40,5 dB(A) na 1 m
Energetska efikasnost: SCOP do 5,19
Ekstremne temperaturne performanse: Stabilan rad na –20 °C
Vrhunska energetska efikasnost: A+++
Pametno upravljanje i spremno za fotonaponske sisteme
Funkcija protiv legionele: Maks. temperatura izlazne vode 75ºC
Vrijeme objave: 10. septembar 2025.