Bomba de calor aigua-aigua: dispositiu, principi de funcionament, normes per ordenar la calefacció de la seva base

Per escalfar i subministrar aigua calenta a cases particulars, és recomanable utilitzar una bomba de calor aigua-aigua que funcioni a partir de fonts naturals - aigües subterrànies, rius, embassaments, etc. El sistema es caracteritza per una seguretat ambiental absoluta, no requereix despeses regulars en consumibles, per tant cada vegada és més popular.

Parlarem de les opcions per a un dispositiu de bomba de calor que utilitza l’energia energètica de l’aigua per transmetre-la als sistemes de calefacció domèstics. Per a mestres domèstics curiosos, vam descriure els principis de funcionament de les opcions populars de dispositius i la tecnologia de construcció. Aquí trobareu quins equips es necessiten per funcionar el sistema.

El principi de funcionament de la bomba de calor aigua-aigua

La bomba de calor va plasmar el principi del cicle de Carnot. Consisteix en el fet que una substància en moviment en un sistema tancat i canvia el seu estat agregat de líquid a gasós sota la influència de factors químics, físics o tèrmics allibera i absorbeix una quantitat enorme d’energia tèrmica.

El paper de la substància de treball és el transportador tèrmic: aigua d’un pou o dipòsit.

Fins i tot a l’hivern, les temperatures naturals a una certa profunditat mantenen una temperatura positiva, de manera que es pot extreure energia tèrmica d’elles durant tot l’any.L’únic inconvenient de la instal·lació és l’elevat consum d’energia i la necessitat de comprar equips addicionals.

El diagrama mostra la trajectòria de la circulació d’aigua i refrigerant. El sistema permet rebre energia tèrmica, independentment de la temporada

Els elements principals d’una bomba de calor aigua a aigua són:

• compressor
• vaporitzador;
• condensador;
• vàlvula d’inducció d’expansió;
• sistema automàtic de monitorització d’indicadors;
• múltiples carreteres des de canonades de coure;
• substància de treball (refrigerant).

Utilitzant una bomba especial, l’aigua flueix a través de les canonades des de la font fins a la instal·lació tèrmica, i després interacciona amb el gas (freó) bullint a una temperatura de + 2-3 graus. El freó absorbeix part de la calor de l’aigua i és absorbit pel compressor, on la seva temperatura puja durant la compressió.

L’equip de la bomba de calor ocupa molt d’espai, però proporciona una oportunitat per desfer-se de la dependència comunitària

A continuació, el refrigerant entra al condensador, després del qual la substància calenta escalfa l’aigua a una temperatura predeterminada (de +40 a +80 º), que es transporta a través de les canonades del sistema de calefacció.

L’aigua refrigerada entra a l’evaporador, i després s’aboca al pou receptor. Després del pas del condensador, el refrigerant es torna líquid i es recull a la part inferior de l’element, a través de l’accelerador torna al seu lloc original. A continuació, es repeteix el cicle.

Què heu de mirar a l’hora d’organitzar aquesta calefacció?

Hi ha un gran nombre de diferents modificacions de bombes de calor dissenyades per a habitacions de qualsevol propòsit i mida, a més de funcionar en diferents condicions. L'equip està destinat a escalfar cases amb una superfície total de 50 a 150 metres quadrats.

Fita número 1: duresa de l’aigua

La qualitat de l’aigua d’un pou o dipòsit té un paper important en la selecció dels equips. No tots els models són capaços de funcionar amb aigua dura que conté grans quantitats de manganès i ferro.

Una elevada concentració d’aquests elements perjudica el sistema: la corrosió es forma més ràpidament a les canonades, cosa que comporta una disminució de l’eficiència de l’equip i la seva vida útil.

Per tant, abans de comprar una bomba de calor, prengui mostra d’aigua i feu-ne l’anàlisi per la presència d’aquests i altres oligoelements: sulfur d’hidrogen, amoníac, clor, etc. Normalment, si la temperatura a l’estany supera els +13 graus, llavors amb un grau de probabilitat més gran hi ha molts ions de ferro i manganès a l’aigua.

Així, la bomba de calor aigua-aigua es selecciona tenint en compte la duresa de l’aigua. Hi ha sistemes que els elements estan més protegits de la corrosió, però costen més.

Número de fita 2 - mode d’operació

La bomba de calor es pot utilitzar com a única font de calor o interactuar amb altres sistemes. Per tant, abans de triar un model, és important determinar en quin mode funcionarà el dispositiu.

Hi ha dos tipus de funcionament del sistema:

• Monovalent. Els dispositius tenen una gran potència, adequada per escalfar la casa.
• Bbivalent. Els dispositius menys productius complementen els principals equips de calefacció.

Per construir un sistema autònom amb la unitat principal de calefacció aigua-aigua, cal un tipus monovalent.

Punt de referència 3 - potència de la bomba

La potència és un indicador important a l’hora d’escollir una bomba de calor, ja que el rendiment del sistema en depèn. Com més gran sigui la potència, més eficient serà l’equip, però també serà més gran el consum d’energia.

El rendiment de la bomba de calor aigua-aigua es selecciona en funció de les necessitats reals

En triar un dispositiu amb una potència insuficient, l’eficiència del sistema baixarà si la pèrdua de calor a casa supera la quantitat d’energia subministrada pel sistema. La bomba de calor pot funcionar tot el dia, però no hi haurà efectes a causa de la baixada de la temperatura de l'aigua.

Quan la pèrdua de calor de l’edifici és inferior a la transferència de calor del sistema, la bomba s’engega automàticament durant diversos minuts, escalfa l’aigua a la temperatura establerta i la transporta a través del sistema. Després s’apaga fins que la temperatura baixa de diversos graus. Després es repeteix el cicle.

Punt número 4: la funcionalitat d'un model particular

Les bombes de calor poden tenir funcions addicionals, són:

• Sistema de control automàtic que permet ajustar el microclima de la sala al gust. La gestió es fa normalment mitjançant un comandament a distància.
• Funció de l'escalfament d'aigua per al subministrament d'aigua calenta.
• Carcassa insonoritzada.
• La capacitat de connectar-se amb altres sistemes de calefacció, col·lectors solars, que faran que els equips de calefacció siguin completament autònoms.

La durada del funcionament de les bombes de calor aigua-aigua sol superar els 30 anys.

No menys important a l’hora d’escollir equips, considereu el cost de la instal·lació i la instal·lació.

Càlcul de la capacitat necessària de la bomba de calor

Abans de comprar un sistema, és important el primer esborrany i càlcul de la capacitat dels equips necessaris. El rendiment es calcula tenint en compte la demanda de calor real. Es té en compte el consum de calor, la pèrdua de calor a casa i la presència o absència d’un circuit ACS.

Algoritme de càlcul:

1. Calculem la superfície total de les habitacions climatitzades.
2. Determinem la quantitat d’energia necessària per a la calefacció. L’indicador òptim per 1 metre quadrat és de 0,07 kW.
3. Per fondre una casa amb N metres quadrats, cal N * 0,07 kW.
4. Per ACS al nombre resultant afegir un 15-20% addicional, és a dir, N * 0,07 * 0,85 o N * 0,07 * 0,80.

Aquest càlcul serà òptim per a habitacions amb sostres que no superin una alçada de 2,7 m. Els especialistes faran càlculs més precisos durant la preparació del projecte.

Treballs preparatoris abans de la operació

La preparació per al muntatge, la connexió i la posada en marxa d'una bomba de calor de la sèrie aigua-aigua inclou una sèrie de passos estàndard, que coneixerem més endavant.

Elecció de la font d’aigua òptima

Cal destacar que no tots els codis oberts o aigua bé adequat per al bon funcionament de la bomba de calor.La qualitat de l’aigua té un paper important, però els filtres poden ajudar a resoldre el problema de la contaminació.

Es pot utilitzar un estany o estany situat a un radi de 100 metres de l’edifici. Si no hi ha cap font, aleshores és necessari perforar pous.

L'elecció de la font de la bomba de calor s'ha de centrar en la simplicitat i el cost d'ús. En el cas d’un dipòsit d’aigua oberta a prop, és més raonable utilitzar-lo

El comportament de codi obert és més previsible que les aigües subterrànies, per la qual cosa, si és possible, es prefereix les masses d'aigua

Instal·lació d’un sistema tèrmic mitjançant un pou

Per instal·lar el sistema mitjançant una bomba de calor, calen dos pous. Un dels pous s’anomena dèbit. És en què s’immersa una bomba especial, amb l’ajuda de la qual es pren aigua per a posterior processament al sistema. El segon pou és el pou receptor. L’aigua refrigerada s’escorre a dins.

Els pous de desguàs i subministrament han d’estar com a mínim a 15 metres de distància

La profunditat del pou de dèbit no hauria de superar els 50 metres. Com més profunda estigui situada la font d’aigua, més gran serà necessària la bomba per subministrar-la, cosa que augmentarà la quantitat d’energia consumida.

Dispositiu de dèbit de bé

Abans d’executar un pou de dèbit, és important saber quanta aigua pot produir i quant de líquid es necessita per proporcionar calor a tota l’habitació. Com més alta sigui la temperatura de l’aigua, menys es necessitarà per a la calefacció.

És important calcular prèviament el volum V, que s’ha de bombejar del pou durant una hora per escalfar l’habitació. Suposem que hi ha una bomba la potència de calor és igual a un nombre determinat P kW i consum elèctric: el nombre Pàg kW També heu d’esbrinar la temperatura de l’aigua subterrània (t1) i la seva temperatura després intercanvi de calor (t2).

A continuació, la fórmula per calcular la quantitat d’aigua necessària per hora s’assembla a aquesta:

V = (Q-P) / (t1-t2).

És analíticament impossible determinar la capacitat d’un pou de dèbit per subministrar la quantitat d’aigua necessària, per tant, es prova. En un termini de 3 dies, la bomba interromp de manera ininterrompuda l’aigua del pou. Així, també es realitza la comprovació del pou receptor de la capacitat de prendre la quantitat d'aigua requerida a una gran càrrega.

És important comprendre que l’aigua subterrània es comporta de manera imprevisible, de manera que l’aigua d’un pou de dèbit pot arribar a ser més petita amb el pas del temps. Per exemple, les marees s’observen a la primavera i a l’hivern, al contrari, l’aigua disminueix. Si no hi ha prou aigua al pou, el sistema s’apaga automàticament, no es produeix la calefacció.

Característiques del pou receptor

El pou tubular receptor es troba aigües avall de les aigües subterrànies. És analíticament impossible determinar en quina direcció es mou l’aigua. Per tant, a la pràctica, trieu un pou arbitrari i un de dèbit i executeu-lo submergible la bomba.

Si durant el funcionament del sistema el nivell d’aigua no baixa, l’elecció es realitza correctament. Si el nivell ha baixat i la temperatura de l'aigua ha baixat, haureu de canviar pous - transferir submergible bombejar a un altre forat.

La canonada de desguàs al pou receptor ha d’estar submergida diversos centímetres en aigua, sense arribar al fons. Si descarregueu el líquid de residus des de dalt, això comportarà un comportament fluvial. El pou tubular pot deixar de prendre aigua i obstruir-se.

El resultat amenaça un desbordament i, a l’hivern, un possible glaç. La millor opció per a una font de recepció és un riu o estany. Si aquests objectes no es troben a prop, aleshores és necessari perforar un o més pous receptors per tal d’assegurar-se de desbordaments.

La figura mostra un exemple d’ús d’un bé com a pou de recepció i dèbit

És impossible esbrinar si un pou rebrà aigua, analíticament o mitjançant un mètode de prova. La pràctica demostra que un pou de desguàs pot absorbir contínuament aigua durant molts anys i fins i tot pot fallar en una temporada.

Hi ha tecnologies que permeten utilitzar un bé com un dèbit i rebre un pou, però aquest mètode no és eficaç: el funcionament anirà acompanyat de dificultats, possiblement disminuint la temperatura de l’aigua, l’aiguat i molts altres problemes.

Sistema de dispositius que utilitza un estany

L’estany seleccionat ha de ser prou profund perquè les capes inferiors d’aigua no es congelin durant les gelades severes. A les regions del sud, la profunditat òptima és d’aproximadament 1 metre, a les regions del nord es necessita una font amb una profunditat de 3 metres o més. A més, l'estany ha de ser estable, les fluctuacions del nivell de l'aigua i la seva reducció són inacceptables.

Hi ha dues canonades fins a l’embassament: dèbit i recepció. S’instal·la una bomba submergible al receptor

Com a canonades es recomana utilitzar models de PNDcaracteritzat per la durabilitat i la fiabilitat. És important protegir les canonades de la congelació, aïllant-les addicionalment i dels avenços.

Preparar un habitatge per a una bomba de calor

Per interactuar amb la bomba de calor aigua-aigua, s’ha de disposar d’un sistema de calefacció basat en aigua a la casa, presentat en forma de canonades, bateries del radiador. Per a un millor aïllament del sòl i les parets, també és possible instal·lar canonades de calefacció.

Si l’equip s’utilitzarà per subministrar aigua calenta, la casa ha de tenir un sistema de recollida. Perquè la bomba funcioni, cal connectar-se a una xarxa elèctrica amb una potència il·limitada.

Sense mesures addicionals per a l'aïllament tèrmic de la casa (aïllament exterior, instal·lació de finestres de doble cambra, etc.) el funcionament de la bomba de calor no té sentit.

Els experts recomanen instal·lar addicionalment sistema de ventilació amb mecanisme de calefacció per aire. El freó utilitzat en l'equip és perjudicial per als humans. Si es produeix en el bucle del sistema microfractures, llavors el gas s’allibera i desplaça així l’aire de l’habitació. El refrigerant pot provocar una agreujament de malalties pulmonars en una persona, atacs d’asma.

La bomba de calor és un equipament pesat, el seu pes pot arribar a tones (depenent de la potència i la mida), per tant, per instal·lar-la, en alguns casos és necessari construir el vostre propi fonament, no connectat a la base de la cabana.

Abans d’instal·lar l’equip, heu de tenir en compte les dimensions admissibles de l’habitació, mantenir la distància a les parets indicades al passaport del producte.

Equip addicional

L’elecció equip addicional per a la bomba de calor - una tasca responsable, la solució de la qual determina en gran mesura el servei a llarg termini del sistema de calefacció en general i l’absència de problemes en funcionament.

Submergible bomba per pous i basses

Si s’utilitza la bomba de calor del sistema per subministrar aigua calenta, un dispositiu amb una capacitat petita pot reduir la pressió a les aixetes. Una bomba potent resoldrà aquest problema, però consumeix més energia. Potència mínima admesa durant el funcionament FGP - 1 kW.

Hi ha moltes modificacions diferents. submergible bombesL'elecció es realitza tenint en compte tres criteris, que són:

• Quantitat de líquids'utilitza per al bombeig (com més aigua hagi de transportar, més gran hauria de ser la potència de la bomba).
• Bé profunditat (com més profund sigui el pou, més gran hauria de tenir la capacitat dels equips);
• Diàmetre del pou (tradicionalment prefereixen els eixos de 4 polzades, ja que van crear el major nombre de bombes, a diferència de les 3 polzades).

Per determinar la profunditat del pou, cal assegurar la càrrega a la corda i baixar-la a l’eix. La part humida de la corda indicarà tota la profunditat del pou, el sec determinant la distància des del començament de l’aigua fins a la superfície.

La bomba està immersa en el pou fins a una profunditat especificada pel fabricant del dispositiu. Normalment, la fitxa de dades indica quants metres haurien d’estar entre el mirall d’aigua i la bomba, la part inferior de la sortida i la bomba

Tant les bombes universals com els equipaments especialment dissenyats per als pous poden ser adequats per a les mines. Si la mina va ser desenvolupada per professionals, aleshores està menys obstruïda amb sorra, de manera que podeu utilitzar una bomba universal amb seguretat.

Les bombes dissenyades específicament per als forats són més cares, però fan un gran treball amb sorra i fang, menys obstruccions. Els universals són sensibles a un alt contingut d’orgànics, s’han de netejar regularment de brutícia, a conseqüència de la qual es redueix la seva vida.

S’han de preferir les bombes amb equip automàtic, ja que quan el motor s’escalfa, l’obstrucció excessiva o la falta d’aigua al pou, s’apaguen de forma independent, per la qual cosa el motor no s’escalfa i no falla.

Segons el principi d’acció, es distingeixen 2 tipus submergible bombes:

• Centrífuga.
• Vibrant.

Per a treballs en pous que produeixen aigua en pedra calcària, són preferibles els models centrífugs. Són sensibles a l’aigua amb grans de sorra i suspensió d’argila.

Si la bomba de calor estarà connectada a un dipòsit obert, és millor utilitzar equips de bombament de superfície dissenyats per bombejar aigua bruta o un dispositiu vibrador barat.

Intercambiador de calor de la bomba de calor

A les bombes de calor, durant la circulació, Freon pot no refredar-se suficientment, cosa que comporta un sobreescalfament del compressor com a conseqüència d’una temperatura de descàrrega excessiva. Per tant, és important millorar el refredament de la substància, disminuint així la pressió als circuits.

Hi ha un altre problema comú a totes les bombes de calor: el refrigerant es pot barrejar amb vapor d’aigua. Si entra líquid al compressor, pot passar. martell d’aigua. En aquest cas, heu de reparar o substituir la peça. A més, l’aigua pot entrar al petroli i és difícil extreure’n d’allà.

Tots els problemes anteriors es resolen mitjançant la instal·lació d’un intercanviador de calor intermedi. Els intercanviadors de calor són de tres tipus: tipus obert, cargol i tub i bobina.

La modificació del tipus obert neutralitza el líquid atrapat al freó durant la circulació, cosa que minimitza la probabilitat martell d’aigua compressor El dispositiu es caracteritza per tenir un alt rendiment i un consum mínim d’energia.

En instal·lar un intercanviador de calor de tipus obert, és important seleccionar correctament la mida del tub de líquid per assegurar una compressió mínima a la pressió

Les canonades seleccionades adequadament neutralitzaran la possibilitat de bullir líquid. Al mateix temps, la vàlvula ha de tenir una capacitat suficient perquè el líquid a una diferència de baixa pressió pugui penetrar al dispositiu.

L’intercanviador de calor de closca i tub es presenta en forma de disseny tancat. L’intercanvi de calor es produeix a través de les parets de les canonades i el líquid i el refrigerant que hi ha no es barregen, a diferència de l’obert, que proporciona una alta pressió per a la circulació de vapor i aire.

L’intercanviador de calor en bobina es caracteritza per la presència d’un controlador de flux que controla el flux de freó líquid. La mida del dispositiu depèn de la potència de la bomba de calor.Cal triar un producte, tenint en compte la funcionalitat i la quantitat disponible. És recomanable donar preferència als models plegables.

Filtres de bomba de calor

L’aigua de pous o estanys no arriba en forma pura. Pot contenir sorra, brutícia, diversos oligoelements: ferro, sulfur d’hidrogen, manganès, clor, amoníac, etc. Abans d’entrar a la bomba de calor, s’ha de filtrar l’aigua.

En primer lloc, és necessari eliminar grans substàncies: pedres, sorra, brutícia, silt. Per treure'ls de l'aigua, cal instal·lar-la hidrocicló.

Hydrocyclone: ​​un dispositiu necessari per al tractament de l'aigua rugosa. S'ha de seleccionar tenint en compte la potència de la bomba

A continuació, és important instal·lar filtres que eliminin ferro, sulfur d'hidrogen, manganès, amoníac. Aquests oligoelements escurcen la vida de l’equip i el corroeixen.

Podeu utilitzar filtres osmosi inversa, suavitzants, retiradors de ferro i les seves modificacions. Per garantir l’aigua calenta potable, també s’han de disposar de filtres de carboni i d’un esterilitzador UV que destrueixi bacteris i virus.

Generador d'energia per a potències de còpia de seguretat

Les bombes de calor funcionen des de la xarxa elèctrica, de manera que si es produeix una interrupció elèctrica, la casa romandrà sense calefacció. És recomanable comprar també un generador elèctric que funcioni amb substàncies combustibles.

És important que el generador pugui generar la potència necessària per fer funcionar el compressor de la bomba

Característiques del funcionament d'una bomba de calor

Un cop a l'any, cal realitzar una inspecció visual independent dels components de la bomba, seguir les recomanacions de manteniment: lubricar puntualment les peces, supervisar el funcionament correcte del dispositiu quan es bombeja aigua.

Alguns tipus d'equips requereixen una inspecció regular (normalment 1-2 vegades a l'any) per part dels especialistes del centre de serveis. Durant la inspecció, identifiqueu:

• fuites d’oli del motor per esquerdes del circuit;
• qualitat dels accessoris i accessoris;
• nivell de pressió en dipòsits i circuits;
• mal funcionament del cablejat.

La instal·lació d’una bomba de calor aigua a aigua s’ha de confiar a especialistes formats. La ineficiència del sistema s’associa més sovint amb una instal·lació incorrecta. L'equip tèrmic és adequat per a l'ús tant dels residents de les regions del sud com del nord.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

El vídeo introdueix el principi de funcionament i les característiques del dispositiu:

Com a resultat, podem concloure que la bomba de calor aigua a aigua es considera un equip eficient per al medi ambient dissenyat per escalfar habitatges de fins a 150 metres quadrats. Per a l’arranjament de locals d’una àrea més gran, ja poden ser necessàries enquestes d’enginyeria força complicades.

Si teniu cap pregunta mentre us familiariu amb la informació proporcionada, pregunteu-los al quadre següent. Esperem els vostres comentaris, preguntes sobre el tema, històries i fotos sobre la construcció d’una mini-hidroelèctrica. Ens interessa la vostra opinió.