Toplotne Pumpe opis

7/21/2019 Toplotne Pumpe opis

1/10


2/10

TOPLOTNE PUMPE U INSTALACIJAMA GREJANJA 1

TOPLOTNE PUMPE U INSTALACIJAMA GREJANJA

Iako je proncip rada toplotne pumpe (u daljem tekstu TP) veoma jednostavan, one sutek nedavno nale iru primenu u instalacijama grejanja stambenih objekata.Opravdanost ugradnje ovih energetski efikasnih maina sve vie dobija na snaziporastom cene energenata i padom cene ure aja usled sve ve e konkurencije. Sobzirom na sve kra i period isplativosti ugradnje, TP tek treba da doive pravupopularnost.

GODINJA CENA GREJANJA

Na stanovima od 55, 80, 105m2 napravljena je uporedna analiza cena centralnoggrejanja. Svi stanovi su energetske klase "E" po Pravilniku o enegetskoj efikasnostizgrada. Na osnovu izra unatih toplotnih gubitaka i potrebne godinje energije zagrejanja, zatin vae ih cena tarifnog sistema grejanaj u ZR, cena energenata, uzimaju iu obzir efikasnost pojedinih sistema CG, izra unate su godinje cene grejanja. Na krajuza pore enje, izra unata je godinja cena grejanja po starom na inu naplate, po m2, pocenovniku novosadske toplane. (cene su izjanuara 2015)


3/10


Premda toplotne pumpe troe troe za pogon relativno skupu elektro energiju, ukupanutroak energije pa i cena, su mali (oko 3,5-4,5 puta manji u odnosu na klasi noelektri no grejanje).

PRINCIP RADA TOPLOTNE PUMPE

Toplotne pumpe su toplotne maine kojima se energija iz jedne sredine moetransportovati u drugu. U transport je potrebno utroiti energiju tj. rad. Energija uloenau transport nekoliko puta je manja od preneene energije. Odnos preneene i uloeneenergije je mera efikasnosti toplotne pumpe COP (coefficient of performance)COP=Q/W.

U tehnici grejanja i hla enja u zgradarstvu koriste se skoro isklu ivo kompresorsketoplotne pime koje su u zavisnosti sa toplotnog izvora i ponora dele na: vazduh-vazduhvazduh- voda, voda voda, zemlja voda. Postoje jo neke kombinacije.

Princip rada toplotne pumpe zasniva se na zatvorenom, krunom termodiami komciklusu. Toplota se uzima ili bolje re i oduzima sa toplotnog izvora putem medijuma(rashladnog sredstva - Freon) koji na primarnoj strani na niskom pritisku u te noj fazidolazi u ispariva , isparava na temperaturu nioj od temerature okiline. Dakle isparavaoduzimaju i temeraturu od okoline. Paru rashladnog sredstva usisava kompresor,pritom rashladnom sredstvu raste pritisak i temperatura. Para zatim dolazi nasekundarni deo toplotne pumpe, kondenzator, koji se nalazi u toplotnom ponoru.Temperatura toplotnog ponora je nia od temperature kondenzacije. U kondenzatorurashladno sredstvo kondenzuje i predaje toplotu toplotnom ponoru. Nakon togarashladno sredstvo se preko ekspanzionog ventila na niskom pritisku ponovo vra a uispariva i ciklus se ponavlja.


4/10



5/10


VODA-VODA VAZDUH-VODA ili VAZDUH-VAZDUH

Cene kompletnih instalacija grejanja putem TP kre u se u irokom rasponu. Cenapre svega zavisi od vrste TP, odnosno vrste i obima neophodnih prate ih radova,pa tek potom od sloenosti instalacije i cene samog ure aja TP.

Obimni gra evinski radovi, postavljanje kolektora ili sondi za TPzemlja-voda cenovnoprevazilaze cenu ure aja. Zbog visoke cene instalacije i prostornog zahteva, ove TP suveoma slabo u upotrebi bez obzira na njihovu visoku efikasnost u radu.

Najrasprostranjenije TP kod nas su (bunarske) vodavoda . One za toploti izvor imajupodzemnu vodu, a toplotu predaju vodi sekundarne (ku ne) instalacije CG. Za rad ovihtoplotnih pumpi neophodni su bunari. Jedan napojni bunar odgovaraj e izdanosti (0.18m3/h vode za svaki kW instalisane snage grejanja) i odgovaraju e dubine (25-30m zaVojvodinu), zatim nja e e 2 upojna bunara koji pothla enu vodu vra aju nazad uzemlju na istu dubinu i bunarska pumpa koja obezbe uje cirkulaciju kroz primarni, krug,

ispariva

TP. Dakle za ove toplotne pumpe neophodan je prostor pored objekta zabunare. Eksterna instalacija primarnog kruga TP sa opremanjem bunara kod malih TPdostie cenu polovine vrednosti samog ure aja TP. Najve a prednost ovih TP jekonstantna temperatura toplotnog izvora. Podzemna voda na dubinama preko 20metara je preko celog grejnog perioda na temperaaturi od +13 do +15Co. Kao posledicatoga efikasnost i kapacitet ovih TP su konstantantni tokom grejnog perioda. NominalniCOP ovih TP je oko 5.Me utim kod ovih toplotnih pumpi u COP nije ula potronja elektri ne enrgije bunarskepumpe. S obzirom da je pumpa u primarnom krugu koja obezbe uje cirkulacijubunarske vode neophpdna za rad ovih TP njenu potronji svakako treba uzeti u obzir.Realni COP e dakle biti manji. Pokaza emo to na primeru jedne TP toplotne snage od10kW. Proizv a navodi da je toplotna snaga 9.9kW,a elektri na snaga kompresora2.1kW. Dakle nominalni COP =9.9/2.1= 4.71. Za rad ove pumpe ptrebna je bunarskapumpa kapaciteta 1.8m3/h i napora 200kPa. Elektri na snaga motora te pumpe je Pel=0.37kW. Dakle stvarni COP=9.9/(2.1+0.37)= 4.01.


6/10


TP vazduhvoda za toplotni izvor koriste spoljni vazduh. Njihova montaa je jednostana i brza. Nemaju dodatnu eksternu instalaciju. Prostor za smetajkompresorske, spoljne jedinice je minimalan. Me utim promenljiva temeratura toplotnogizvora, spoljnog vazduva, u manjoj ili ve oj meri uti e na rad ovih pumpi. Ove TP susuo ene sa padaom kapaciteta i efikasnosti na niim temeraturama i njihovim porastom

na viim. Ovo je vano imati na umu prilikom odabira jer su nominalni podaci zakapaciteta ovih TP uglavnom dati za spoljnu temperaturu od +7Co. Kapaciteti na niimtemperaturama se uglavnom nalaze samo u inenjerskim knjigama.

Nove generacije toplotnih pumi vazduh-voda sa DC inverterskim kompresorimamoderne konstrukcije su u stanju da u dobroj meri ublae nepovoljne, nestacionarneuslove toplotnog izvora spolnog vazdzha. Ovakve pumpe sada imaju garantovaneparametre rada i na teperaturama od -20C o. Ve smo rekli da je ovde efikasnost, COPpromenljiv u toku grejne sezone u zavisnosti od spoljne temerature. Ova zavisnost nijesasvim linearna. Kao precizniji pokazatelj efikasnosti ure aja sa vazduhom grejanimispariva em (kao to su TP vazduh-voda) uveden je novi koeficijent, SCOP (S odseasonal). SCOP predstavlja srednji godinji COP za celu grejnu sezonu. Kriterijum

ocenjivanja efikasnosti po evropskoj regulativi uzima u obzir broj sati rada ure aja naodre enim temeraturama tokom grejnog perioda u zavisnosti od klimatske zone. SCOPmodernih toplotnih pumpi kre e se u rasponu od 3.8-4.2.

Regulativa za ocenu SCOP vai samo za ure aje toplotne snage do 12kW. Uzpretpostavku da je SCOP i ve ih TP vazduh-voda sli an, moemo smatrati da jesrednja godinja efikasnost TP voda-voda i modernih TP vazduh-voda skoro jednaka.


7/10


8/10


HLA ENJE U LETNJEM PERIODU

Toplotne pumpe voda-voda i vazduh-voda u letnjem periodu mogu da rade kaorashladni agregati (chileri) sa vodom ili vazduhom hla enim kondenzatorom.Mogu nosti i ograni enja hla enja zavise od unutranje instalacije CG. Kod

niskotemperaturske instalacije radijatorskog grejanja hla

enje nije mogue zbog malepovrine grejnih tela i kondenzacije vodene pare iz vazduha na njihovoj povrini. Ako su

grejna tela ventilator konvektori hla enje je mogu e u potpunosti uz reeno odvo enjekondenzovane vodene pare sa konvektora. Podno hla enje ima svoja ograni enja ali ipogodnosti. Ograni enje se odnosi na minimalnu temeraturu rashladne vode (16-18C).Poto kondenzacija vodene pare na povrini poda nipoto nije poeljna, podnimhla enjem nije mogu e odvesti vlagu iz prostorije. To se mora raditi provetravanjemOvo je potpuno beuman sistem koji ne proizvodi bilo kakvo kretanje vazduha uprostoriji. Stvara prijatno okruenje blago rashla enih okolnih povrina. Dobro izolovaniobjekti u kojima ne boravi velik broj ljudu uspeno se mogu hladiti i sa ovako visokomtemperaturom rashladne vode. Instalacija podnog hla enja u vrelom letnjem periodu

mora raditi sa no

nim pothla

ivanjem kako dnevno toplotno optere

enje ni bi u ve

ojmeri naruilo konfor u prostorijama.Kod toplotnih pumpi vazduh-vazduh hla enje uvek ide u paketu sa grejanjem uznaravno reen odvod kondenzata.

GREJNA SEZONA ZA 210 EUR UZ INVESTICIJU OD 2800 EUR

Ovde je predstavljena je jedna jednostavna instalacije TP vazduh-vazduh. U porodi mojku i od 93m2 izvedena instalaciaja grejanja i hla enja TP vazduh-vazduh. Sistem jedimenzionisan na osnovu izra unatih toplotnih gubitaka 7,6kW za spoljnu projektnutemperaturu koja za Zrenjanin iznosi -15C. Godinja potrebna energija za grejanje je9350kWh (solarni dobici nisu uzeti u obzir).

Odabrana kompresorska jedinica toplotne pumpe vazduh-vazduh je DC inverterskimonofazni kompresor elektri ne snage 2,47kW. Kapacitet grejanja pri nominalnimuslovima je u opsegu 2,45-10,8kW. Za grejna tela odabrane su unutranje konzolne

jedinice, ventilator konvektori, odgovaraju eg kapaciteta prema prostorijama.

Tokom cele grejne sezone 2014/2015. ku a je grejana na temperaturu od 22C o uzno ne prekide od nekoliko sati tokom kojih temepratura u prostorijama nikad nije padalaispod 20Co


9/10


Kompletna cena ove instalacije TP vazduh - vazduh je 2800 EUR

Godinja cena grejanja:

Tokom cele grejne sezone za potrebe grejanja utroena elektri na energija bila je pocenama iz plave tarifne zone i to 75% po skupoj (9,79din/kwh) i 25% po jeftinoj tarifi(2.44din/kwh).

Dakle na osnovu potroene el. energije godinja cena grejanja je:3165*0.75*9.79+3165*0.25*2.44=25169 din. ili 210EUR.

* * * Napomena: pretpostavili smo sa relativnom ta no u da su potrebe grejanja za prole ne mesecemart i april kao za jesenje novembar i oktobar respektivno, s obzirom da jo uvek ne postoji obra un .


10/10


U Zrenjaninu, mart 2015 Aleksandar Korovljev dipl.ma.in

Documents

Toplotne Pumpe opis