1. Povijesni razvoj
Ako analiziramo prošlih 40 godina u povijesti uređaja za grijanje i klimatizaciju prvo što je moguće uočiti je nadmoćna uloga koju je odigrao prirodni plin kao ''čisto'' gorivo i gorivo za laku upotrebu. Zbog tih svojstava brzo je zamijenio ugljen i tekuće gorivo za potrebe grijanja u stanovima, poslovnim zgradama i u industrijskom sektoru.
Ako nastavimo analizu, također možemo primijetiti da su osamdesete godine prošlog stoljeća bile okarakterizirane pitanjima korištenja uređaja s aspekta sigurnosti. U Europi je u tom periodu uvedeno sigurnosno certificiranje proizvoda (npr. u Njemačkoj DIN–DVGW certifikati i oznake). Nakon što su postignuti ciljevi potpune sigurnosti, u 1990.-ima je od interesa javnosti počela biti potreba redukcije emisije zagađivača. Redukcija ugljičnih i dušičnih oksida u produktima izgaranja bila je predviđena direktivama i propisima čime je postala cilj proizvođača. To je dovelo do uvođenja ekoloških certifikata i oznaka (npr. u Njemačkoj BLAU ENGEL), a kao posljedicu svega toga, danas imamo radikalnu redukciju emisije polutanata. Možemo kazati da suvremeni uređaji za grijanje i klimatizaciju koji koriste plin kao gorivo, gotovo jedino proizvode ugljični dioksid i vodenu paru, tako da nisu ti koji mogu biti okrivljeni za zagađenje u našim mjestima i gradovima. U međuvremenu, performanse (učinkovitost) proizvoda su polako ali kontinuirano rasle s prosječnih 75 % u 1970.-ima, 85 % u 1980-ima pa sve do 95-105 % u 1990.-ima (uvođenje viskoučinskih i kondenzacijskih kotlova).
Potreba za učinkovitim korištenjem energije, borba protiv efekta staklenika, Kyoto protokol, nove uredbe Vlada, kao i uvođenje poticaja za učinkovito korištenje energije, biti će i dalje ključni pokretači razvoja u sadašnjem desetljeću. Međutim naoko se čini da nema više toliko prostora za takav intenzivan razvoj kakav je bio u prošlih 40 godina. Približili smo se performansama uređaja od 110 % (mjereno u odnosu na donju ogrjevnu moć plina) što je maksimalni limit za idealno izgaranje. ''Super-kondenzcija'' ne postoji, a buduće izvodljive i prihvatljive tehnologije kao vodikove i gorive ćelije još su relativno daleko od masovne upotrebe. Postavlja se pitanje što nam je ostalo za poboljšanje. Da li postoji neki '' čarobni štapić'' koji će omogućiti porast performansi dosadašnjim tempom ili ćemo se samo osloniti na zahvate koji smanjuju zahtjeve za energijom.
Odgovor na to pitanje je primjena nove tehnologije plinskih apsorpcijskih toplinskih pumpi (gas absorption heat pump – GAHP). Ova tehnologija koja koristi obnovljive izvore energije upotrebljiva je "danas" i masovno. To je tehnologija koja omogućuje daljnji skok performansi za 30-40 % prema uređajima za grijanje koji su trenutno raspoloživi na tržištu. Također ta tehnologija ne zahtijeva promjene u načinu projektiranja ili u načinu primjene instalacija grijanja i hlađenja. Dapače ova tehnologija omogućuje potpunu upotrebu instalacijskih rješenja koja su razvijena u prošlih 10-15 godina.
Ilustracija 1.: povijesni razvoj uređaja za grijanje i klimatizaciju.
Tehnologija plinskih apsorpcijskih toplinskih pumpi razvila se iz tehnologije apsorpcijskog ciklusa (radni medij amonijak-voda), koji je razvijen za potrebe hlađenja. U povijesnom razvoju, često se dešava da neka tehnologija ili proizvod koji je razvijen za neku specifičnu namjenu bude uspješnije upotrijebljen za drugu namjenu od one za koju je projektiran i proizveden. To je slučaj i s plinskim apsorpcijskim rashladnim uređajem koji je prenamijenjen u mnogo efikasniji uređaj za grijanje. U stvari upotreba energije prirodnog plina ili ukapljenog naftnog plina u tehnologiji apsorpcijskih dizalica topline, osigurava vrlo dobar odnos između konzumirane energije i proizvedene topline.
Primjena plinskih apsorpcijskih dizalica topline je veliki korak prema Kyoto protokolu i zaštiti okoliša, veliki korak za učinkovitu i ekonomski efikasnu upotrebu energije. To je bitno poboljšanje za korisnike, instalatere, projektante, organe vlasti koji su u potrazi za rješenjima za zaštitu okoliša, ukratko za kompletnu društvenu zajednicu.
2. Način rada i osnovne karakteristike
Plinske apsorpcijske pumpe (GAHP) spadaju u kategoriju uređaja koji koriste obnovljive izvore energije jer se za proizvodnju toplinske i rashladne energije osim energije plinskog goriva koristi i dio toplinske energije iz okoline. Kao okolišni obnovljivi toplinski izvor može se koristiti zrak, zemlja, voda iz jezera, rijeka, mora ili iz ostalih vodenih površina. GAHP toplinske pumpe baziraju se na principu rada plinskih apsorpcijskih hladnjaka ROBUR.
Plinskim apsorpcijskom zračnim toplinskim pumpama moguće je grijati i hladiti prostor za široki raspon ambijentalnog zraka i to od -20 0 C do +50 0 C. Ovakav temperaturni raspon rada isključio je upotrebu mješavine LiBr-voda jer se u tom procesu kao rashladno sredstvo koriste niskotlačne pare vode koja ima točku smrzavanja oko 0 o C pa je gotovo nemoguć rad za vrijeme niskih ambijentalnih temperatura.
Neke od prednosti plinskih apsorpcijskih dizalica GHAP su:
- niska potrošnja električne energije u usporedbi s električnim dizalicama topline (5-10 puta manja * ovisno o načinu primjene) i niska potrošnja plina u usporedbi s ostalim plinskim uređajima za grijanje i hlađenje,
- nema potrebe za strojarnicom i kotlovnicom unutar objekta kao ni za dimovodnom instalacijom jer su uređaji predviđeni za vanjski smještaj, visoka efikasnost uređaja bitno smanjuje emisiju CO2, NOx i ostalih polutanata u okolinu,
- ne koriste se freoni i ekološki freoni kao radna tvar,
- omogućavanje komfora na lokacijama gdje je otežana opskrba električnom energijom,
- nije potreban dodatni zakup električne energije a često se izbjegava promjena tarifnog modela "Poduzetništvo plavi" u "Poduzetništvo crveni" (cjenovno i investicijski nepovoljniji), koji se primjenjuje ako je električna snaga objekta veća od 30 kW,
- moguća potpuna automatizacija procesa,
- mirnoća u radu jer gotovo da nema vibracija i buke,
- dugačak vijek trajanja i niski troškovi održavanja.
GHAP dizalice topline mogu:
alternativno (naizmjenično) proizvoditi toplinsku energiju zimi i rashladnu energiju ljeti, unutar jednog agregata s jednim plamenikom na prirodni plin ili ukapljeni naftni plin, simultano (istovremeno) proizvoditi toplinsku i rashladnu energiju za industrijske procese ili klimatizirane objekte koji u isto vrijeme zahtijevaju grijanje i hlađenje.
Ilustracija 2.: osnovna energetska bilanca GHAP zračne toplinske pumpe
Ilustracija 3.: Rashladni agregati velikog učinka koriste apsorpciju (voda – amonijak) koju pokreće plin u hermetički zatvorenom krugu.
