Уште од пред многу илјади години луѓето го користеле дрвото за греење. Подоцна, зе греење на просториите почнале се користат фосилни горива, а тоа се јагленот, нафтата и природниот гас. Во сите овие случаи има согорување на горивото при што се произведува топлинска енергија, но се ослободуваат и димни гасови меѓу кои доминантно е количеството на јаглерод-диоксид (СО2). Овој гас е главен причинител за глобалното затоплување, односно климатските промени. Затоа, денес во целиот свет постепено се исфрлуваат од употреба фосилните горива, а како главно решение од пред неколку години се наметнува и препорачува греење на просториите со топлински пумпи.
Со зборот пумпа (за воздух) прв пат сум се сретнал како дете кога сум возел велосипед. Со помош на пумпа се зголемува притисокот на воздухот во гумите од тркалата. Постојат и пумпи за вода за разни намени со кои се зголемува притисокот на водата (или друга течност) со што се овозможува циркулација на истата низ цевководи. Но топлинска пумпа е направа (машина) која што е многу посложена и најпросто кажано служи за пумпање на топлина од околината кон средината што се загрева.
Принципот на работа на топлинската пумпа е ист како и кај ладилните машини, како на пример кај домашниот фрижидер. Топлината што се одзема од внатрешноста на фрижидерот (на околу 5оС) со помош на мотор-компресор се подигнува на повисоко температурно ниво за да се може да се предава на околината. Допрете го елементот на задниот дел од фрижидерот, тој дел е секогаш топол бидејќи преку него се предава топлината на околниот воздух.
Многу граѓани дома имаат клима уред кој што служи и за ладење (во лето) и за греење во зима. Всушност, во зима клима уредот претставува топлинска пумпа. На сликата подолу е прикажана шема на една топлинска пумпа.
Дефиниција за топлинска пумпа: тоа е уред кој одзема топлина од околината (воздух, вода, земја), и ја предава на средина со повисоко температурно ниво за греење (најчесто на простории). На сликата се гледа дека се одзема 3 kWh топлина од околината, се троши 1 kWh ел. енергија во електромоторот и се добива 4 kWh топлина за греење на просторијата. Значи, за 1 kWh потрошена ел. енергија се добива 4 kWh топлина. За споредба: кај електрична печка или греалка за да се добие топлинска енергија од 4 kWh треба да се потроши 4 kWh ел. енергија, значи четири пати повеќе. Грејниот фактор во овој случај е еднаков на 4, но тој може да биде и поголем, особено ако се зема просечната вредност во текот на целата грејна сезона. Овој фактор зависи и од енергетската класа на топлинската пумпа, при што класата “А“ е најдобра. Пожелно е топлинските пумпи да имаат инвертер со кој се овозможува континуирана промена на бројот на вртежи на моторот, а со тоа и квалитетна регулација и висока енергетска ефикасност.
Во зависност од средината од која се одзема топлина и од средината во која се предава топлината постојат топлински пумпи воздух-воздух, воздух-вода, вода-вода и др. Најприменети се топлинските пумпи воздух-воздух, всушност тоа се клима уредите кои служат и за ладење во летниот период. Кај топлинските пумпи воздух-вода и вода-вода додатен бенефит е добивањето на санитарна топла вода и тоа со 4 до 5 пати помала потрошувачка на ел. енергија во споредба со конвенционалните ел. бојлери. Постојат топлински пумпи со поголем капацитет од неколку десетици или стотици киловати наменети за централно греење (и ладење) на разни видови згради, како и со капацитет од неколку мегавати наменети за топлификација на поголеми населби и реони. И уште еден позитивен факт: при работа на топлинските пумпи нема штетни емисии на гасови, значи нема ниту локално загадување. Ако се земе предвид дека во тек е енергетска транзиција кон користење на ел. енергија од обновливи извори, тогаш се добива греење со нула емисии на стакленички гасови. Од тие причини, Меѓународната агенција за енергија (IEA) објави дека греењето на просториите (и за други намени во индустриите) во иднина ќе се одвива главно со топлински пумпи.
Примената на топлинските пумпи може да биде различна зависно од условите, околината, капацитетот, намената и др. Во друга пригода ќе дадам осврт за повеќе разни случаи.
Д-р Ристо Цицонков, редовен професор
Машински факултет – Скопје
10.05.2024
