Pompa di calore acqua-acqua: dispositivo, principio di funzionamento, regole per organizzare il riscaldamento sulla base

Per il riscaldamento e la fornitura di acqua calda a case private, è consigliabile utilizzare una pompa di calore acqua-acqua che funziona da fonti naturali - acque sotterranee, fiumi, bacini idrici, ecc. Il sistema è caratterizzato da assoluta sicurezza ambientale, non richiede spese regolari per i materiali di consumo, quindi sta diventando sempre più popolare.

Parleremo delle opzioni per un dispositivo a pompa di calore che utilizza l'eco-energia dell'acqua per trasmetterlo ai sistemi di riscaldamento domestici. Per curiosi padroni di casa, abbiamo descritto i principi di funzionamento di opzioni di dispositivi popolari e tecnologia di costruzione. Qui scoprirai quali apparecchiature sono necessarie per far funzionare il sistema.

Il principio di funzionamento della pompa di calore acqua-acqua

La pompa di calore incarnava il principio del ciclo di Carnot. Consiste nel fatto che una sostanza in movimento in un sistema chiuso cambia il suo stato aggregato da liquido a gassoso sotto l'influenza di fattori chimici, fisici o termici che rilascia e assorbe un'enorme quantità di energia termica.

Il ruolo della sostanza di lavoro è un trasportatore termico: l'acqua di un pozzo o di un serbatoio.

Anche in inverno, le temperature naturali a una certa profondità mantengono una temperatura positiva, quindi l'energia termica può essere estratta da esse tutto l'anno.L'unico inconveniente dell'installazione è l'elevato consumo energetico e la necessità di acquistare apparecchiature aggiuntive.

Il diagramma mostra la traiettoria della circolazione di acqua e refrigerante. Il sistema ti consente di ricevere energia termica, indipendentemente dalla stagione

Gli elementi principali di una pompa di calore acqua-acqua sono:

• un compressore;
• evaporatore;
• condensatore;
• valvola di induzione di espansione;
• sistema automatico di indicatori di monitoraggio;
• autostrade multiple da tubi di rame;
• sostanza di lavoro (refrigerante).

Usando una pompa speciale, l'acqua scorre attraverso i tubi dalla sorgente all'impianto termico, dopo di che interagisce con il gas (freon) che bolle ad una temperatura di + 2-3 gradi. Freon assorbe parte del calore dell'acqua e viene assorbito dal compressore, dove la sua temperatura aumenta durante la compressione.

L'attrezzatura della pompa di calore occupa molto spazio, ma offre l'opportunità di sbarazzarsi della dipendenza comune

Quindi il refrigerante entra nel condensatore, dopo di che la sostanza calda riscalda l'acqua a una temperatura predeterminata (da +40 a +80 gradi), che viene trasportata attraverso i tubi del sistema di riscaldamento.

L'acqua refrigerata entra nell'evaporatore, quindi scarica nel pozzo di ricezione. Dopo il passaggio del condensatore, il refrigerante diventa liquido e si raccoglie nella parte inferiore dell'elemento, quindi attraverso l'acceleratore torna al suo posto originale. Successivamente, il ciclo si ripete.

Cosa guardare quando si organizza tale riscaldamento?

Esistono numerose modifiche alle pompe di calore progettate per ambienti di qualsiasi scopo e dimensione, oltre a funzionare in condizioni diverse. L'apparecchiatura è destinata al riscaldamento di case con una superficie totale da 50 a 150 metri quadrati.

Punto di riferimento numero 1 - durezza dell'acqua

La qualità dell'acqua di un pozzo o di un serbatoio gioca un ruolo importante nella selezione delle attrezzature. Non tutti i modelli sono in grado di funzionare su acqua dura contenente grandi quantità di manganese e ferro.

Un'alta concentrazione di questi elementi danneggia il sistema: si forma più rapidamente la corrosione sui tubi, il che porta a una diminuzione dell'efficienza dell'apparecchiatura e della sua durata.

Pertanto, prima di acquistare una pompa di calore prendere campione d'acqua e fa la sua analisi per la presenza di questi e altri oligoelementi - idrogeno solforato, ammoniaca, cloro, ecc. Di solito, se la temperatura nello stagno supera i +13 gradi, allora con un maggior grado di probabilità ci sono molti ioni ferro e manganese nell'acqua.

Pertanto, la pompa di calore acqua-acqua viene selezionata tenendo conto della durezza dell'acqua. Esistono sistemi i cui elementi sono maggiormente protetti dalla corrosione, ma costano di più.

Punto di riferimento numero 2 - modalità di funzionamento

La pompa di calore può essere utilizzata come unica fonte di calore o interagire con altri sistemi. Pertanto, prima di scegliere un modello, è importante determinare in quale modalità funzionerà il dispositivo.

Esistono due tipi di funzionamento del sistema:

• Monovalente. I dispositivi hanno un grande potere, adatto per il riscaldamento della casa.
• Bivalentny. Dispositivi meno produttivi completano le principali apparecchiature di riscaldamento.

Per costruire un sistema autonomo con l'unità principale di riscaldamento acqua-acqua, è necessario un tipo monovalente.

Punto di riferimento 3 - potenza della pompa

La potenza è un indicatore importante quando si sceglie una pompa di calore, poiché le prestazioni del sistema dipendono da essa. Maggiore è la potenza, maggiore è l'efficienza dell'apparecchiatura, ma anche maggiore è il consumo di energia.

Le prestazioni della pompa di calore acqua-acqua sono selezionate in base alle reali esigenze

Quando si sceglie un dispositivo con potenza insufficiente, l'efficienza del sistema diminuirà se la perdita di calore in casa supera la quantità di energia fornita dal sistema. La pompa di calore può funzionare 24 ore su 24, ma non vi sarà alcun effetto a causa della riduzione della temperatura dell'acqua.

Quando la perdita di calore dell'edificio è inferiore al trasferimento di calore del sistema, la pompa di solito si avvia automaticamente per diversi minuti, riscalda l'acqua alla temperatura impostata e la trasporta attraverso il sistema. Quindi si spegne fino a quando la temperatura scende di diversi gradi. Quindi il ciclo si ripete.

Punto di riferimento numero 4: la funzionalità di un particolare modello

Le pompe di calore possono avere funzioni aggiuntive, queste sono:

• Sistema di controllo automatico che consente di regolare a piacere il microclima della stanza. La gestione viene solitamente eseguita utilizzando un telecomando.
• Funzione di riscaldamento dell'acqua per l'approvvigionamento di acqua calda.
• Custodia insonorizzata.
• La possibilità di connettersi ad altri sistemi di riscaldamento, collettori solari, che renderanno le apparecchiature di riscaldamento completamente autonome.

La durata di funzionamento delle pompe di calore acqua-acqua di solito supera i 30 anni.

Non meno importante quando si sceglie l'attrezzatura si considerano i costi di installazione e installazione.

Calcolo della capacità richiesta della pompa di calore

Prima di acquistare un sistema, è importante redigere e calcolare la capacità necessaria dell'attrezzatura. Le prestazioni vengono calcolate tenendo conto dell'effettiva domanda di calore. Vengono presi in considerazione il consumo di calore, la perdita di calore in casa e la presenza o l'assenza di un circuito ACS.

Algoritmo di calcolo:

1. Calcoliamo l'area totale delle stanze riscaldate.
2. Determiniamo la quantità necessaria di energia per il riscaldamento. L'indicatore ottimale per 1 metro quadrato è 0,07 kW.
3. Per fondere una casa su N metri quadrati, hai bisogno di N * 0,07 kW.
4. per ACS al numero risultante aggiungere un ulteriore 15-20%, ovvero N * 0,07 * 0,85 o N * 0,07 * 0,80.

Questo calcolo sarà ottimale per le stanze con soffitti non superiori a 2,7 m di altezza. Durante la preparazione del progetto, gli specialisti effettueranno calcoli più accurati.

Lavori preparatori prima dell'operazione

La preparazione per il montaggio, il collegamento e la messa in servizio di una pompa di calore della serie acqua-acqua comprende una serie di passaggi standard, che approfondiremo ulteriormente.

Scelta della fonte d'acqua ottimale

Va notato che non tutti gli open source o pozzo d'acqua adatto per il buon funzionamento della pompa di calore.La qualità dell'acqua svolge un ruolo importante, ma i filtri possono aiutare a risolvere il problema dell'inquinamento.

È consentito l'uso di uno stagno o stagno situato entro un raggio di 100 metri dall'edificio. Se non esiste tale fonte, diventa necessario perforare i pozzi.

La scelta della fonte per la pompa di calore dovrebbe concentrarsi sulla semplicità e sui costi di utilizzo. Nel caso di un serbatoio aperto nelle vicinanze, è più ragionevole utilizzarlo

Il comportamento dell'open source è più prevedibile delle acque sotterranee, quindi, se possibile, viene data preferenza ai corpi idrici.

Installazione di un sistema termico utilizzando un pozzo

Per installare il sistema utilizzando una pompa di calore, sono necessari due pozzetti. Uno dei pozzi si chiama debito. È in esso che viene immersa una pompa speciale, con l'aiuto della quale viene prelevata l'acqua per la successiva elaborazione nel sistema. Il secondo pozzo è il pozzo di ricezione. L'acqua refrigerata viene drenata al suo interno.

Lo scarico e l'alimentazione dei pozzi devono essere distanti almeno 15 metri

La profondità del pozzo di addebito non deve superare i 50 metri. Più profonda è la fonte d'acqua, più potente sarà la pompa per alimentarla, aumentando così la quantità di energia consumata.

Debit Well Device

Prima di far funzionare bene un debito, è importante sapere quanta acqua può produrre e quanto fluido è necessario per fornire calore all'intera stanza. Maggiore è la temperatura dell'acqua, meno sarà necessario per il riscaldamento.

È importante pre-calcolare il volume V, che deve essere pompato fuori dal pozzo per un'ora per riscaldare la stanza. Supponiamo che ci sia una pompa la cui potenza termica è uguale a un certo numero Q kW e consumo energetico: il numero P kW. Dovrai anche scoprire la temperatura delle acque sotterranee (t1) e la loro temperatura successiva scambio di calore (t2).

Quindi la formula per calcolare la quantità di acqua necessaria all'ora è simile alla seguente:

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

È analiticamente impossibile determinare la capacità di un pozzo di debito di erogare la quantità necessaria di acqua, pertanto viene testato. Entro 3 giorni, la pompa pompa ininterrottamente l'acqua dal pozzo. Pertanto, viene eseguita anche la verifica del pozzo di ricezione per la capacità di prelevare la quantità richiesta di acqua ad alto carico.

È importante capire che le acque sotterranee si comportano in modo imprevedibile, quindi l'acqua di un pozzo di debito potrebbe ridursi nel tempo. Ad esempio, le maree si osservano in primavera e in inverno, al contrario, l'acqua diminuisce. Se non c'è abbastanza acqua nel pozzo, il sistema si spegne automaticamente, il riscaldamento non si verifica.

Caratteristiche del pozzo di ricezione

Il pozzo tubolare ricevente si trova a valle delle acque sotterranee. È analiticamente impossibile determinare in quale direzione si sta muovendo l'acqua. Pertanto, in pratica, scegli un pozzo arbitrario e un pozzo di addebito e corri dentro sommergibile la pompa.

Se durante il funzionamento del sistema il livello dell'acqua non scende, la scelta viene effettuata correttamente. Se il livello è sceso e la temperatura dell'acqua è scesa, è necessario scambiare pozzi - trasferire sommergibile pompare in un altro foro.

Il tubo di scarico nel pozzo di ricezione deve essere immerso per diversi centimetri in acqua, non raggiungendo il fondo. Se si scarica il liquido di scarto dall'alto, ciò causerà il ristagno d'acqua. Il pozzo tubolare potrebbe interrompere l'assunzione di acqua e intasamenti.

Il risultato minaccia lo straripamento e, in inverno, la possibile formazione di ghiaccio. L'opzione migliore per una fonte di ricezione è un fiume o uno stagno. Se questi oggetti non si trovano nelle vicinanze, diventa necessario perforare uno o più pozzetti di ricezione per assicurare il trabocco.

La figura mostra un esempio dell'uso di un bene e di un bene di ricezione e addebito

È impossibile scoprire se un pozzo riceverà acqua, analiticamente o con un metodo di prova. La pratica dimostra che un pozzo di drenaggio può assorbire continuamente acqua per molti anni e può anche fallire in una stagione.

Esistono tecnologie che consentono di utilizzare uno come debito e di ricevere bene, ma questo metodo non è efficace: il funzionamento sarà accompagnato da difficoltà, che potrebbero abbassare la temperatura dell'acqua, intasamento dell'acqua e una serie di altri problemi.

Sistema del dispositivo che utilizza uno stagno

Lo stagno selezionato dovrebbe essere abbastanza profondo in modo che gli strati inferiori di acqua non si congelino durante le forti gelate. Nelle regioni meridionali, la profondità ottimale è di circa 1 metro, nelle regioni settentrionali è richiesta una sorgente con una profondità di 3 metri o più. Inoltre, lo stagno deve essere stabile - le fluttuazioni del livello dell'acqua e la sua riduzione sono inaccettabili.

Esistono due condutture per il serbatoio: addebito e ricezione. Una pompa sommersa è installata nella ricevente

Come tubi si consiglia di utilizzare modelli da HDPEcaratterizzato da durabilità e affidabilità. È importante proteggere i tubi dal congelamento, isolandoli ulteriormente e dalle scoperte.

Preparare una casa per una pompa di calore

Per interagire con la pompa di calore acqua-acqua, è necessario dotare in casa un sistema di riscaldamento a base d'acqua, presentato sotto forma di tubi, batterie di radiatori. Per un migliore isolamento del pavimento e delle pareti, è anche possibile installare tubi di riscaldamento.

Se l'apparecchiatura verrà utilizzata per fornire acqua calda, la casa deve avere un sistema di raccolta. Perché la pompa funzioni, è necessario connettersi a una rete elettrica con potenza illimitata.

Senza misure aggiuntive per l'isolamento termico della casa (isolamento esterno, l'installazione di finestre a doppia camera, ecc.) il funzionamento della pompa di calore non ha senso.

Gli esperti raccomandano inoltre l'installazione sistema di ventilazione con meccanismo di riscaldamento ad aria. Il freon utilizzato nelle apparecchiature è dannoso per l'uomo. Se nel ciclo di sistema si verificano microfratture, quindi il gas viene rilasciato e sposta quindi l'aria dalla stanza. Il refrigerante può causare una esacerbazione delle malattie polmonari in una persona, attacchi di asma.

La pompa di calore è un'apparecchiatura pesante, il suo peso può raggiungere tonnellate (a seconda della potenza e delle dimensioni), quindi, per installarla, in alcuni casi è necessario costruire le proprie fondamenta, non collegate alle fondamenta del cottage.

Prima di installare l'apparecchiatura, è necessario tenere conto delle dimensioni consentite della stanza, mantenere la distanza dalle pareti indicate nel passaporto del prodotto.

Equipaggiamento aggiuntivo

La scelta attrezzatura aggiuntiva per la pompa di calore - un compito responsabile, la cui soluzione determina in gran parte il servizio a lungo termine del sistema di riscaldamento nel suo insieme e l'assenza di problemi durante il funzionamento.

sommergibile pompa per pozzi e stagni

Se la pompa di calore del sistema viene utilizzata per fornire acqua calda, un dispositivo con una capacità ridotta può abbassare la pressione nei rubinetti. Una potente pompa risolverà questo problema, ma consuma più energia. Potenza minima consentita durante il funzionamento FGP - 1 kW.

Ci sono molte diverse modifiche. sommergibile pompe.La scelta viene effettuata tenendo conto di tre criteri, questi sono:

• Quantità fluidausato per il pompaggio (più acqua devi trasportare, maggiore dovrebbe essere la potenza della pompa).
• Bene profondità (più profondo è il pozzo, maggiore dovrebbe essere la capacità dell'attrezzatura);
• Bene diametro (preferiscono tradizionalmente alberi da 4 pollici, in quanto hanno creato il maggior numero di pompe, a differenza di 3 pollici).

Per determinare la profondità del pozzo, è necessario fissare il carico sulla fune e abbassarlo nell'albero. La parte bagnata della corda indicherà la profondità totale del pozzo, l'asciutto determinerà la distanza dall'inizio dell'acqua alla superficie.

La pompa è immersa nel pozzo fino a una profondità specificata dal produttore del dispositivo. In genere, la scheda tecnica indica quanti metri dovrebbero essere tra lo specchio d'acqua e la pompa, la parte inferiore dell'uscita e la pompa

Sia le pompe universali che le attrezzature appositamente progettate per i pozzi possono essere adatte per le miniere. Se la miniera è stata sviluppata da professionisti, è meno ostruita dalla sabbia, quindi puoi tranquillamente utilizzare una pompa universale.

Le pompe progettate appositamente per i pozzi sono più costose, ma fanno un ottimo lavoro con sabbia e fango, meno intasamenti. Gli universali sono sensibili all'alto contenuto di materia organica, devono essere regolarmente puliti dallo sporco, a causa del quale la loro vita è ridotta.

Le pompe con attrezzatura automatica dovrebbero essere preferite, poiché quando il motore si surriscalda, intasamento eccessivo o mancanza di acqua nel pozzo, si spengono in modo indipendente, a causa del quale il motore non si surriscalda e non si guasta.

Secondo il principio di azione, si distinguono 2 tipi sommergibile pompe:

• centrifugo.
• Vibrazioni.

Per il lavoro in pozzi che producono acqua in calcare, sono preferibili modelli profondi centrifughi. Sono sensibili all'acqua con granelli di sabbia e sospensione di argilla.

Se la pompa di calore verrà collegata a un serbatoio aperto, è meglio utilizzare un'apparecchiatura di pompaggio di superficie progettata per pompare acqua sporca o un dispositivo a vibrazione economico.

Scambiatore di calore intermedio con pompa di calore

Nelle pompe di calore, durante la circolazione, Freon potrebbe non raffreddarsi sufficientemente, causando un surriscaldamento del compressore a causa di una temperatura di scarico eccessiva. Pertanto, è importante migliorare il raffreddamento della sostanza, riducendo così la pressione nei circuiti.

C'è un altro problema comune a tutte le pompe di calore: il refrigerante può mescolarsi con il vapore acqueo. Se il liquido entra nel compressore, può succedere. colpo d'ariete. In questo caso, è necessario riparare o sostituire la parte. Inoltre, l'acqua può penetrare nell'olio ed è difficile estrarla da lì.

Tutti i suddetti problemi vengono risolti installando uno scambiatore di calore intermedio. Gli scambiatori di calore sono disponibili in tre tipi: tipo aperto, a fascio tubiero e bobina.

La modifica del tipo aperto neutralizza il liquido intrappolato nel freon durante la circolazione, riducendo al minimo la probabilità colpo d'ariete compressore. Il dispositivo è caratterizzato da elevate prestazioni con un consumo energetico minimo.

Quando si installa uno scambiatore di calore di tipo aperto, è importante selezionare correttamente le dimensioni del tubo del liquido per garantire la compressione della pressione minima

Tubi correttamente selezionati neutralizzeranno la possibilità di liquido bollente. Allo stesso tempo, la valvola deve avere una capacità sufficiente affinché il liquido con una bassa differenza di pressione possa penetrare nel dispositivo.

Lo scambiatore di calore a fascio tubiero è presentato sotto forma di un design chiuso. Lo scambio di calore avviene attraverso le pareti dei tubi e il liquido e il refrigerante in esso contenuti non si mescolano, a differenza di quelli aperti, che forniscono alta pressione per la circolazione di vapore e aria.

Lo scambiatore di calore a serpentina è caratterizzato dalla presenza di un regolatore di flusso che controlla il flusso di liquido libero. Le dimensioni del dispositivo dipendono dalla potenza della pompa di calore.È necessario scegliere un prodotto, tenendo conto della funzionalità e della quantità disponibile. Si consiglia di privilegiare i modelli pieghevoli.

Filtri per pompe di calore

L'acqua di pozzi o stagni non viene in forma pura. Può contenere sabbia, sporco, vari oligoelementi - ferro, idrogeno solforato, manganese, cloro, ammoniaca, ecc. Prima di entrare nella pompa di calore, l'acqua deve essere filtrata.

Prima di tutto, è necessario eliminare grandi sostanze: pietre, sabbia, sporco, limo. Per rimuoverli dall'acqua, è necessaria l'installazione idrociclone.

Idrociclone: ​​un dispositivo necessario per il trattamento di acque agitate. Deve essere selezionato tenendo conto della potenza della pompa

Successivamente, è importante installare filtri che eliminano ferro, idrogeno solforato, manganese, ammoniaca. Questi oligoelementi riducono la vita dell'attrezzatura e la corrodono.

Puoi usare i filtri osmosi inversa, ammorbidenti, smacchiatori per ferro e le loro modifiche. Per garantire il consumo di acqua calda, è necessario equipaggiare anche filtri a carbone e uno sterilizzatore UV che distrugge batteri e virus.

Generatore di corrente per alimentazione di backup

Le pompe di calore funzionano dalla rete elettrica, quindi se si verifica un'interruzione di corrente, la casa rimarrà senza riscaldamento. Si consiglia inoltre di acquistare un generatore elettrico funzionante con sostanze combustibili.

È importante che il generatore possa generare la potenza necessaria per far funzionare il compressore della pompa

Caratteristiche del funzionamento di tale pompa di calore

Una volta all'anno, è necessario condurre un'ispezione visiva indipendente dei componenti della pompa, seguire le raccomandazioni per la manutenzione: lubrificare tempestivamente le parti, monitorare il corretto funzionamento del dispositivo durante il pompaggio dell'acqua.

Alcuni tipi di apparecchiature richiedono ispezioni regolari (in genere 1-2 volte l'anno) da parte di specialisti dei centri di assistenza. Durante l'ispezione, identificare:

• perdita di olio motore attraverso fessure nel circuito;
• qualità degli infissi;
• livello di pressione in serbatoi e circuiti;
• malfunzionamenti nel cablaggio di alimentazione.

L'installazione di una pompa di calore acqua-acqua deve essere affidata a specialisti qualificati. L'inefficienza del sistema è spesso associata a un'installazione errata. Le apparecchiature termiche sono adatte per il funzionamento di entrambi i residenti delle regioni meridionali e settentrionali.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Il video introduce il principio di funzionamento e le caratteristiche del dispositivo:

Di conseguenza, possiamo concludere che la pompa di calore acqua-acqua è considerata un'apparecchiatura ecologica efficiente progettata per riscaldare abitazioni fino a 150 metri quadrati. Per la sistemazione dei locali di un'area più ampia, potrebbero essere già necessarie indagini ingegneristiche piuttosto complicate.

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