Izvor: Objava, 03.Avg.2018, 09:57   (ažurirano 02.Apr.2020.)

Kako  rade toplotne pumpe

Toplotne pumpe sve češće postaju redovno upotrebljavane u domaćinstivima u inostranstvu ali i kod nas. Iako mnogi još uvek nisu upućeni u njihov princip rada, toplotne pumpe se smatraju glavnim uređajima za rashlađivanje i grejanje u budućnosti. U ovom tekstu možete pročitati čemu služe toplotne pumpe i koje vrste toplotnih pumpi postoje, a zatim možda doneti odluku o kupvini ovih uređaja.


Rashladna sredstva u toplotnim pumpama


Za industrijske primene u velikoj meri, amonijak je najprikladniji rashladni fluid za toplotne pumpe koji dovode do temperature od 90 ° C. Smatra se da je amonijak jedan od najefikasnijih rashladnih sredstava.

Međutim, njegova upotreba dolazi sa određenim sigurnosnim merama. Zbog toga se amonijak uglavnom koristi za velike industrijske instalacije. Izbor rashladnog sredstva za određenu primenu određuje se temperaturnim opsegom termodinamičkog ciklusa i veličinom potrebne instalacije.

Hladnjaci se mogu podeliti u dve grupe: prirodni rashladni uređaji (butan, amonijak, CO2) i sintetička rashladna sredstva (R134A, R407C, R410A). Za komercijalne primene sintetička rashladna sredstva su favorizovana preko prirodnih. Nedostatak sintetičkih rashladnih sredstava je njihov snažan doprinos efektu staklene bašte u slučaju curenja. Negativan uticaj sintetičkih rashladnih sredstava je, na primer, 1300-2100 puta veći u odnosu na CO2.


Različite vrste toplotnih pumpi


Mehanička toplotna pumpa je toplotna pumpa koja se najčešće primenjuje u industriji. Međutim, na raspolaganju je još nekoliko tipova toplotnih pumpi.



Mehanička toplotna pumpa



Mehanička toplotna pumpa je najčešće korišćena i komercijalno izvodljiva toplotna pumpa.



-Princip rada-



Pritisak rashladnog sredstva povećava se pomoću kompresora koji dovodi do porasta temperature ključanja. Postoje dve varijante mehaničkih toplotnih pumpi: sistem sa direktnim proširenjem (DKS sistem) i sistem u kojem se posuda koristi za odvajanje gasovitog i fluidnog rashladnog sredstva.


Toplotna pumpa plinskog motora

Toplotna pumpa plinskog motora sastoji se od mehaničke toplotne pumpe i plinskog motora. U zavisnosti od konvencionalne toplotne pumpe, gde se kompresor pokreće električnim motorom, kompresor toplotne pumpe plinskog motora pokreće gasni motor. Može se koristiti toplota iz hlađenja motora i dimnih gasova gasnog motora. Prema tome, kapacitet toplotne pumpe može biti niži.


Apsorpciona toplotna pumpa


Princip rada apsorpcione toplotne pumpe zasnovan je na isparavanju rashladnog sredstva i njenoj apsorpciji u apsorbujući medijum. Poznate kombinacije medijuma za hlađenje i apsorpciju su litijum-bromid i voda i amonijak i voda.

Pogonska sila u ovoj vrsti toplotne pumpe je toplinska energija. Toplotne pumpe za apsorpciju mogu biti vrlo korisne kada su neophodni zagrevanje i hlađenje.


Adsorpciona toplotna pumpa


Iako bazirana na istim principima kao i apsorpciona toplotna pumpa, toplotna pumpa za adsorpciju koristi umesto fluida umesto tečnosti kao apsorpcioni medij.


Transkritična toplotna pumpa CO2


Kod ove pumpe, iznad 31 ° C, CO2 pada u trans-kritičkom opsegu što znači da se ne može napraviti razlika između fluidne ili gasovite faze. Zbog ove pojave, toplota se može puštati na temperaturi umesto fiksne temperature.


Hibridna toplotna pumpa


Hibridna toplotna pumpa je kombinacija mehaničke i apsorpcione toplotne pumpe. Princip rada temelji se na činjenici da se apsorpcija amonijaka u vodi odvija na mnogo višim temperaturama u poređenju sa kondenzacijom amonijaka pri stalnom pritisku.




Termoakustična toplotna pumpa


Termo-akustična toplotna pumpa koristi fizički princip da razlike u temperaturi mogu generisati zvučne talase, ili, obrnuto. zvučni talas može izazvati razliku u temperaturi. Niskotemperaturna otpadna toplota se koristi za generisanje zvučnog talasa.

Ovaj talas se koristi za stvaranje temperaturne razlike u drugom vrednom visokotemperaturnom mediju. Termoakustični sistemi još nisu komercijalno dostupni.