Топлотна пумпа вода-вода: уређај, принцип рада, правила за уређење грејања на основу тога

За грејање и обезбеђивање топле воде приватних кућа препоручљиво је користити топлотну пумпу вода-вода коју напајају природни извори - подземне воде, реке, резервоари итд. Систем је апсолутно еколошки безбедан и не захтева редовне трошкове за потрошни материјал, због чега постаје све траженији.

Говорићемо о опцијама за топлотну пумпу која користи еколошку енергију из воде да би је пренела у системе грејања домаћинства. За радознале кућне мајсторе описали смо принципе рада популарних опција уређаја и технологије изградње. Овде ћете сазнати која опрема је потребна за рад система.

Принцип рада топлотне пумпе вода-вода

Топлотна пумпа оличава принцип Карноовог циклуса.Она лежи у чињеници да супстанца која се креће кроз затворени систем и мења своје агрегатно стање из течног у гасовито под утицајем хемијских, физичких или термичких фактора ослобађа и апсорбује огромну количину топлотне енергије.

Радна супстанца је термални носач - вода из бунара или резервоара.

И зими природни извори на одређеној дубини одржавају позитивну температуру, па се из њих може црпити топлотна енергија током целе године. Једини недостатак инсталације је велика потрошња енергије и потреба за куповином додатне опреме.

Дијаграм приказује пут циркулације воде и расхладног средства. Систем вам омогућава да примате топлотну енергију, без обзира на годишње доба

Главни елементи топлотне пумпе вода-вода:

• компресор;
• испаривач;
• кондензатор;
• експанзиони индукциони вентил;
• аутоматски систем који прати индикаторе;
• више линија бакарних цеви;
• радна супстанца (расхладно средство).

Користећи специјалну пумпу, вода тече кроз цеви од извора до грејне јединице, након чега ступа у интеракцију са гасом (фреоном), који кључа на температури од +2-3 степена. Фреон апсорбује део топлоте из воде и усисава се у компресор, где његова температура расте током компресије.

Опрема топлотне пумпе заузима пуно простора, али пружа прилику да се ослободите зависности од комуналних услуга

Затим, расхладно средство улази у кондензатор, након чега врућа супстанца загрева воду на дату температуру (од +40 до +80 степени), која се транспортује кроз цеви система грејања.

Охлађена вода улази у испаривач, а затим се одводи у пријемни бунар.Након проласка кроз кондензатор, расхладно средство постаје течно и сакупља се на дну елемента, а затим се враћа кроз пригушницу на првобитно место. Затим се циклус понавља.

Шта тражити приликом уређења таквог грејања?

Постоји велики број различитих модификација топлотних пумпи дизајнираних за просторије било које намене и величине, као и за рад у различитим условима. Опрема је намењена за грејање кућа укупне површине од 50 до 150 квадратних метара.

Смерница број 1 - тврдоћа воде

Квалитет воде бунара или резервоара игра важну улогу при избору опреме. Нису сви модели у стању да раде на тврдој води која садржи велике количине мангана и гвожђа.

Висока концентрација ових елемената штети систему - корозија се брже формира на цевима, што доводи до смањења ефикасности опреме и њеног радног века.

Стога, пре куповине топлотне пумпе, узмите узорак воде и анализирају га на присуство ових и других елемената у траговима - водоник сулфида, амонијака, хлора итд. Обично, ако температура у рибњаку прелази +13 степени, онда постоји велика вероватноћа да у води има пуно јона гвожђа и мангана.

Дакле, топлотна пумпа вода-вода се бира узимајући у обзир тврдоћу воде. Постоје системи чији су елементи максимално заштићени од корозије, али су скупљи.

Смерница број 2 - режим рада

Топлотна пумпа се може користити као једини извор топлоте или у комбинацији са другим системима. Стога, пре избора модела, важно је одредити у ком режиму ће уређај радити.

Постоје две врсте рада система:

• Моновалентна. Уређаји имају велику снагу и погодни су за грејање дома.
• Бивалентан. Мање ефикасни уређаји допуњују главну опрему за грејање.

Да бисте изградили аутономни систем са главном јединицом за грејање вода-вода, потребан вам је моновалентни тип.

Смерница број 3 - снага пумпе

Снага је важан индикатор при избору топлотне пумпе, јер од тога зависе перформансе система. Што је већа снага, већа је ефикасност опреме, али је већа потрошња енергије.

Перформансе топлотне пумпе вода-вода се бирају на основу стварних потреба

Ако изаберете уређај са недовољном снагом, ефикасност система ће се смањити ако губитак топлоте у кући премашује количину енергије коју систем испоручује.Топлотна пумпа може да ради нон-стоп, али неће имати ефекта због пада температуре воде.

Када је губитак топлоте зграде мањи од преноса топлоте система, пумпа се обично аутоматски покреће на неколико минута, загрева воду до подешене температуре и транспортује је кроз систем. Затим се искључује док температура не падне неколико степени. Затим се циклус понавља.

Смерница број 4 - функционалност конкретног модела

Топлотне пумпе могу имати додатне функције, а то су:

• Аутоматски контролни систем који ће вам омогућити да прилагодите микроклиму просторије по свом укусу. Управљање се обично врши помоћу даљинског управљача.
• Функција загревања воде за снабдевање топлом водом.
• Звучно изолирано кућиште.
• Могућност прикључења на друге системе грејања, соларне колекторе, чиме ће опрема за грејање бити потпуно аутономна.

Век трајања топлотних пумпи вода-вода обично прелази 30 година.

Једнако важан при избору опреме је трошак уградње и монтаже.

Прорачун потребне снаге топлотне пумпе

Пре куповине система важно је прво израдити пројекат и израчунати потребну снагу опреме. Продуктивност се израчунава узимајући у обзир стварне потребе за топлотном енергијом. Узимају се у обзир потрошња топлоте, губитак топлоте код куће и присуство или одсуство кола ПТВ.

Алгоритам прорачуна:

1. Израчунавамо укупну површину загрејаних просторија.
2. Одређујемо потребну количину енергије за грејање. Оптимални индикатор по 1 квадратном метру је 0,07 кВ.
3. Да бисте загрејали кућу од Н квадратних метара, биће вам потребно Н * 0,07 кВ.
4. За ПТВ на добијени број додаје се додатних 15-20%, односно Н*0,07*0,85 или Н*0,07*0,80.

Овај прорачун ће бити оптималан за собе са плафонима који не прелазе висину од 2,7 м. Тачније прорачуне ће извршити стручњаци током припреме пројекта.

Припремни радови пре операције

Припрема за монтажу, прикључење и пуштање у рад топлотне пумпе из серије вода-вода обухвата низ стандардних корака, са којима ћемо се касније упознати.

Избор оптималног извора воде

Треба напоменути да није сваки опен соурце или бунар погодан за несметан рад топлотне пумпе. Квалитет воде игра важну улогу, али филтери ће помоћи у решавању проблема контаминације.

Дозвољено је користити резервоар или рибњак који се налази у радијусу од 100 метара од зграде. Ако не постоји такав извор, онда се јавља потреба за бушењем бунара.

Избор извора за топлотну пумпу треба да се заснива на једноставности употребе и цени коришћења. Ако у близини постоји отворени резервоар, паметније је користити га

Понашање отвореног извора је предвидљивије од подземних вода, па је, ако је могуће, боље дати предност резервоарима.

Монтажа топлотног система помоћу бунара

Да бисте инсталирали систем помоћу топлотне пумпе, биће вам потребна два бунара. Један од бунара се обично назива дебитним. У то је уроњена посебна пумпа, уз помоћ које се узима вода за накнадну обраду у систему. Други бунар је пријемни бунар. У њега се испушта охлађена вода.

Одводни и доводни бунари морају бити удаљени најмање 15 метара један од другог.

Дубина дебитног бунара не би требало да прелази 50 метара. Што је извор воде дубљи, то је пумпа потребна снажнија за снабдевање, што ће повећати количину потрошене енергије.

Изградња дебитног бунара

Пре него што почнете да користите дебитни бунар, важно је сазнати колико воде може да произведе и колико течности је потребно да обезбеди топлоту у целој просторији. Што је температура воде виша, то ће мање бити потребно за грејање.

Важно је унапред израчунати запремину В, који се мора испумпати из бунара у року од сат времена да би се просторија загрејала. Рецимо да постоји пумпа чија је топлотна снага једнака одређеном броју П кВ, а потрошња енергије - на број П кВ. Такође ћете морати да сазнате температуру подземне воде (т1) и њихова температура после размена температуре (т2).

Тада формула за израчунавање запремине потребне количине воде на сат изгледа овако:

В = (К-П)/(т1-т2).

Аналитички је немогуће утврдити способност дебитног бунара да произведе потребну запремину воде, па се испитује. Пумпа 3 дана непрекидно пумпа воду из бунара. На овај начин се такође проверава пријемни бунар на његову способност да прими потребну количину воде под великим оптерећењем.

Важно је схватити да се подземне воде понашају непредвидиво, тако да количина воде из дебитног бунара може временом постати мања. На пример, у пролеће су плиме, али зими, напротив, вода се смањује. Ако у бунару нема довољно воде, систем се аутоматски искључује и не долази до загревања.

Карактеристике пријемног бунара

Прихватни цевни бунар налази се низводно од подземних вода. Аналитички је немогуће одредити у ком правцу се вода креће. Дакле, у пракси, произвољни бунар се бира као дебитни бунар и пушта у њега подводни пумпа.

Ако ниво воде не падне током рада система, онда је избор направљен исправно.Ако је ниво опао и температура воде је пала, онда је потребно променити положај бунара - померити подводни пумпа у другу рупу.

Одводна цев у пријемни бунар мора бити уроњена неколико центиметара у воду, а да не дође до дна. Ако отпадну течност баците одозго, то ће довести до залијевања воде. Бунар за цев може престати да прима воду и да се зачепи.

Резултат прети преливање, а зими могуће залеђивање. Најбоље опције за пријемни извор су река или рибњак. Ако ови објекти нису у близини, онда је потребно избушити један или више пријемних бунара како би се осигурало од преливања.

На слици је приказан пример коришћења једног бунара као пријемног и задуженог бунара

Немогуће је сазнати да ли ће бунар добити воду било аналитички или испитивањем. Пракса показује да одводни бунар може непрекидно да апсорбује воду дуги низ година, или може потпуно пропасти у једној сезони.

Постоје технологије које вам омогућавају да користите један бунар као дебитни и пријемни бунар, али овај метод није ефикасан - рад ће бити праћен потешкоћама, смањењем температуре воде, могућим залијевањем и низом других проблема.

Пројектовање система коришћењем резервоара

Одабрани рибњак мора бити довољно дубок тако да се доњи слојеви воде не смрзавају током јаких мраза. У јужним регионима оптимална дубина ће бити око 1 метар, у северним регионима ће бити потребан извор дубине од 3 метра. Такође, рибњак мора бити стабилан - флуктуације нивоа воде и његово смањење су неприхватљиви.

До резервоара постоје два цевовода - дебитни и пријемни.Потопна пумпа је уграђена у пријемном подручју

Препоручљиво је користити моделе од ХДПЕ, одликује се издржљивошћу и поузданошћу. Важно је заштитити цеви од смрзавања додатном изолацијом и од продора.

Припрема вашег дома за инсталацију топлотне пумпе

За интеракцију са топлотном пумпом вода-вода, кућа мора бити опремљена системом грејања на бази воде, представљеним у облику цеви и радијаторских батерија. За бољу изолацију, такође је дозвољено постављање цеви за грејање у под и зидове.

Ако ће се опрема користити за снабдевање топлом водом, онда кућа мора имати систем сакупљања. Да бисте управљали пумпом, морате бити повезани на електричну мрежу са неограниченом снагом.

Без додатних мера за топлотну изолацију куће (изолација споља, уградња двокоморних прозора и сл.) управљање топлотном пумпом нема смисла.

Стручњаци препоручују додатну инсталацију систем доводне вентилације са механизмом за загревање ваздуха. Фреон који се користи у опреми је штетан за људе. Ако у колу система постоје микрофрактуре, гас ће се ослободити и тиме истиснути ваздух из просторије. Расхладно средство може изазвати погоршање плућних болести и нападе астме код људи.

Топлотна пумпа је тешка опрема, њена тежина може достићи тону (у зависности од снаге и величине), тако да у неким случајевима за њену уградњу је потребна изградња сопственог темеља, који није повезан са темељем викендице.

Пре инсталирања опреме, морате узети у обзир дозвољене димензије просторије и одржавати растојање до зидова наведено у пасошу производа.

Опциона опрема

Избор додатна опрема за топлотну пумпу - одговоран задатак, чије решење у великој мери одређује дугорочни радни век система грејања у целини и одсуство проблема у раду.

Субмерсибле пумпа за бунаре и резервоаре

Ако систем користи топлотну пумпу за снабдевање топлом водом, онда уређај мале снаге може смањити притисак у славинама. Снажна пумпа ће решити овај проблем, али троши више енергије. Минимална дозвољена снага током рада ФГП — 1 кВ.

Постоји много различитих модификација подводни пумпе Избор се врши узимајући у обзир три критеријума, а то су:

• Количина течностикористи се за пумпање (што више воде мора да се транспортује, то мора бити већа снага пумпе).
• Дубина бунара (што је дубљи бунар, то би требало да буде већа снага опреме);
• Пречник бунара (традиционално се преферирају осовине од 4 инча јер имају највећи број пумпи, за разлику од 3 инча).

Да бисте одредили дубину бунара, потребно је причврстити тег на конопац и спустити га у осовину. Мокри део ужета ће указати на пуну дубину бунара, суви део ће одредити растојање од почетка воде до површине.

Пумпа је уроњена у бушотину до дубине коју је одредио произвођач уређаја. Обично технички пасош показује колико метара треба да буде између површине воде и пумпе, дна ископа и пумпе

И универзалне пумпе и опрема посебно дизајнирана за бунаре могу бити погодне за руднике. Ако су рудник развили професионалци, онда је мање зачепљен песком, тако да можете безбедно користити универзалну пумпу.

Пумпе дизајниране посебно за бунаре су скупље, али се добро носе са песком и прљавштином и мање се зачепљују. Универзални су осетљиви на висок садржај органских материја, морају се редовно чистити од прљавштине, због чега им се смањује животни век.

Предност треба дати пумпама са аутоматизацијом, јер ако се мотор прегрева, постоји прекомерна блокада или нема воде у бунару, оне се саме искључују, због чега се мотор не прегрева и не ради.

На основу принципа рада, постоје 2 врсте подводни пумпе:

• Центрифугална.
• Вибрирајуће.

За рад у бунарима који производе воду у кречњаку, пожељни су центрифугални дубоки модели. Осетљиви су на воду са суспензијом зрна песка и глине.

Ако ће топлотна пумпа бити повезана са отвореним резервоаром, боље је користити опрему за површинско пумпање дизајнирану за пумпање прљаве воде или јефтин уређај за вибрације.

Средњи измењивач топлоте топлотне пумпе

У топлотним пумпама, фреон се можда неће довољно добро охладити током циркулације, што доводи до прегревања компресора због превисоке температуре пражњења. Због тога је важно побољшати хлађење супстанце, чиме се смањује притисак у круговима.

Постоји још један проблем који је заједнички свим топлотним пумпама - расхладно средство се може мешати са воденом паром. Ако течност уђе у компресор, може доћи до тога водени чекић. У овом случају ће бити неопходна поправка или замена дела. Такође, вода може ући у уље, а одатле је тешко уклонити.

Сви горе описани проблеми решавају се уградњом средњег измењивача топлоте.Постоје три типа измењивача топлоте - отвореног типа, шкољке и цеви и намотаја.

Модификација отвореног типа неутралише течност која улази у фреон током циркулације, што смањује вероватноћу водени чекић компресор. Уређај има високе перформансе уз минималну потрошњу енергије.

Приликом инсталирања измењивача топлоте отвореног типа, важно је одабрати тачну величину цевовода за течност како бисте обезбедили минималну компресију притиска

Правилно одабране цеви ће неутралисати могућност кључања течности. У овом случају, вентил мора имати довољну пропусност тако да течност може да продре у уређај при ниској разлици притиска.

Измјењивач топлоте са шкољком и цијеви је представљен у облику затворене структуре. Размена топлоте се одвија кроз зидове цеви, а течност и расхладно средство у њему се не мешају, за разлику од отворених, што обезбеђује висок притисак за циркулацију паре и ваздуха.

Измјењивач топлоте завојнице се одликује присуством регулатора протока који контролише проток течног фреона. Величина уређаја директно зависи од снаге топлотне пумпе. Неопходно је одабрати производ узимајући у обзир функционалност и расположиву количину. Препоручљиво је дати предност склопивим моделима.

Филтери топлотне пумпе

Вода из бунара или резервоара не долази у чистом облику. Може да садржи песак, прљавштину, разне елементе у траговима - гвожђе, водоник сулфид, манган, хлор, амонијак итд. Пре уласка у топлотну пумпу, вода се мора филтрирати.

Пре свега, потребно је елиминисати велике супстанце - камење, песак, прљавштину, муљ. Да бисте их уклонили из воде, потребна је инсталација хидроциклон.

Хидроциклон је уређај потребан за грубо пречишћавање воде.Мора се одабрати узимајући у обзир снагу пумпе

Затим је важно инсталирати филтере који елиминишу гвожђе, водоник сулфид, манган и амонијак. Ови микроелементи скраћују век трајања опреме и излажу је корозији.

Можете користити филтере обрнути осмоза, омекшивачи, средства за уклањање гвожђа и њихове модификације. Да бисте обезбедили топлу воду за пиће, потребно је додатно опремити угљеним филтерима и УВ стерилизатором који уништава бактерије и вирусе.

Електрични генератор за резервно напајање

Топлотне пумпе раде са електричне мреже, па ако дође до нестанка струје кућа ће остати без грејања. Препоручљиво је додатно купити електрични генератор који ради на запаљивим материјама.

Важно је да електрични генератор може произвести потребну снагу за рад компресора пумпе

Карактеристике рада такве топлотне пумпе

Једном годишње потребно је извршити независни визуелни преглед компоненти пумпе, пратити препоруке за одржавање - благовремено подмазати делове, пратити исправан рад уређаја приликом пумпања воде.

Неке врсте опреме захтевају редовну проверу (обично 1-2 пута годишње) од стране стручњака сервисних центара. Током инспекције, открива се следеће:

• моторно уље цури кроз пукотине у кругу;
• квалитет причвршћивања и спојева;
• ниво притиска у резервоарима и круговима;
• кварови у ожичењу напајања.

Инсталацију топлотне пумпе вода-вода треба да обављају обучени стручњаци. Неефикасност система најчешће је последица његове неправилне инсталације. Термо опрема је погодна за употребу и за становнике јужног и северног региона.

Закључци и користан видео на тему

Видео ће вас упознати са принципом рада и карактеристикама уређаја:

Као резултат тога, можемо закључити да се топлотна пумпа вода-вода сматра ефикасном еколошки прихватљивом опремом дизајнираном за загревање кућа до 150 квадратних метара. Уређење веће површине може захтевати прилично сложена инжењерска истраживања.

Ако имате било каквих питања док читате дате информације, поставите их у блоку испод. Чекамо ваше коментаре, питања на тему, приче и фотографије о изградњи мини хидроелектране сопственим рукама. Занима нас ваше мишљење.