Vandens-vandens šilumos siurblys: prietaisas, veikimo principas, šildymo organizavimo pagal jį taisyklės

Šildymui ir karšto vandens tiekimui individualiems namams patartina naudoti vandens-vandens šilumos siurblį, kuris veikia iš natūralių šaltinių - požeminio vandens, upių, rezervuarų ir kt. Sistema pasižymi absoliučia aplinkos sauga, jai nereikia reguliarių išlaidų eksploatacinėms medžiagoms, todėl ji tampa vis populiaresnė.

Mes kalbėsime apie šilumos siurblio įrenginio, naudojančio ekologinę vandens energiją, galimybes jį perduoti į namų šildymo sistemas. Smalsiems namų šeimininkams mes aprašėme populiarių įrenginių variantų ir konstrukcijos technologijos veikimo principus. Čia sužinosite, kokia įranga reikalinga sistemai valdyti.

Šilumos siurblio vanduo-vanduo veikimo principas

Šilumos siurblys įkūnijo Carnot ciklo principą. Tai susideda iš to, kad judanti medžiaga uždaroje sistemoje ir keičia savo bendrą būseną iš skystos į dujinę, veikiama cheminių, fizinių ar šiluminių veiksnių, išskiria ir sugeria didžiulį šiluminės energijos kiekį.

Darbinės medžiagos vaidmuo yra šilumnešis - vanduo iš šulinio ar rezervuaro.

Net žiemą natūrali temperatūra tam tikrame gylyje palaiko teigiamą temperatūrą, todėl šiluminę energiją iš jos galima išgauti visus metus.Vienintelis įrengimo trūkumas yra didelis energijos suvartojimas ir poreikis įsigyti papildomos įrangos.

Diagrama rodo vandens ir šaltnešio cirkuliacijos trajektoriją. Sistema leidžia priimti šiluminę energiją, nepriklausomai nuo sezono

Pagrindiniai vandens-vandens šilumos siurblio elementai yra šie:

• kompresorius
• garintuvas;
• kondensatorius;
• išsiplėtimo indukcinis vožtuvas;
• automatinė indikatorių stebėjimo sistema;
• keli greitkeliai iš varinių vamzdžių;
• darbinė medžiaga (šaltnešis).

Naudojant specialų siurblį, vanduo vamzdžiais teka iš šaltinio į šiluminę instaliaciją, po to jis sąveikauja su dujomis (freonu), virinančiomis + 2-3 laipsnių temperatūroje. Freonas sugeria dalį vandens šilumos ir sugeria kompresorius, kur jo temperatūra pakyla suspaudimo metu.

Šilumos siurblio įranga užima daug vietos, tačiau suteikia galimybę atsikratyti bendruomeninės priklausomybės

Tada šaltnešis patenka į kondensatorių, po kurio karšta medžiaga šildo vandenį iki iš anksto nustatytos temperatūros (nuo +40 iki +80 laipsnių), kuri pernešama per šildymo sistemos vamzdžius.

Atšaldytas vanduo patenka į garintuvą, tada išpilamas į priėmimo šulinį. Praėjus kondensatoriui, šaltnešis pasidaro skystas ir kaupiasi elemento apačioje, tada per droselį grįžta į pradinę vietą. Kitas ciklas kartojasi.

Į ką atkreipti dėmesį organizuojant tokį šildymą?

Yra daugybė įvairių šilumos siurblių modifikacijų, skirtų bet kurios paskirties ir dydžio patalpoms, taip pat dirbantiems skirtingomis sąlygomis. Įranga skirta šildyti namus, kurių bendras plotas yra nuo 50 iki 150 kvadratinių metrų.

Orientyras Nr. 1 - vandens kietumas

Šulinio ar rezervuaro vandens kokybė vaidina svarbų vaidmenį renkantis įrangą. Ne visi modeliai gali veikti kietu vandeniu, kuriame yra daug mangano ir geležies.

Didelė šių elementų koncentracija kenkia sistemai - ant vamzdžių greičiau susidaro korozija, dėl kurios sumažėja įrangos efektyvumas ir jos tarnavimo laikas.

Todėl prieš pirkdami šilumos siurblį pasiimkite vandens mėginys ir atlikite analizę, ar nėra šių ir kitų mikroelementų - vandenilio sulfido, amoniako, chloro ir kt. Paprastai, jei temperatūra tvenkinyje viršija +13 laipsnių, tada su didesne tikimybe vandenyje yra daug geležies ir mangano jonų.

Taigi vandens-vandens šilumos siurblys parenkamas atsižvelgiant į vandens kietumą. Yra sistemų, kurių elementai yra labiausiai apsaugoti nuo korozijos, tačiau jie kainuoja brangiau.

Orientyras Nr. 2 - veikimo būdas

Šilumos siurblys gali būti naudojamas kaip vienintelis šilumos šaltinis arba sąveikauti su kitomis sistemomis. Todėl prieš renkantis modelį svarbu išsiaiškinti, kokiu režimu įrenginys veiks.

Yra du sistemos veikimo tipai:

• Monovalentas. Įrenginiai turi didelę galią, tinkami šildyti namą.
• Bdvivalentis. Mažiau našūs prietaisai papildo pagrindinę šildymo įrangą.

Norint pastatyti autonominę sistemą su pagrindiniu vandens-vandens šildymo bloku, reikalingas monovalentinis tipas.

3 atskaitos taškas - siurblio galia

Galia yra svarbus rodiklis renkantis šilumos siurblį, nes nuo to priklauso sistemos našumas. Kuo didesnė galia, tuo didesnis įrangos efektyvumas, tačiau tuo daugiau energijos sunaudojama.

Šilumos siurblio vanduo-vanduo našumas parenkamas atsižvelgiant į realius poreikius

Pasirinkus įrenginį su nepakankama galia, sistemos efektyvumas sumažės, jei šilumos nuostoliai namuose viršys sistemos tiekiamos energijos kiekį. Šilumos siurblys gali dirbti visą parą, tačiau dėl sumažėjusios vandens temperatūros jis neturės jokio poveikio.

Kai pastato šilumos nuostoliai yra mažesni nei sistemos šilumos perdavimas, siurblys paprastai automatiškai įsijungia kelioms minutėms, šildo vandenį iki nustatytos temperatūros ir perneša jį per sistemą. Tada jis išsijungia, kol temperatūra nukrinta keliais laipsniais. Tada ciklas kartojasi.

Orientyras Nr. 4 - tam tikro modelio funkcionalumas

Šilumos siurbliai gali turėti papildomų funkcijų, tai yra:

• Automatinė valdymo sistema, leidžianti pritaikyti kambario mikroklimatą pagal skonį. Valdymas paprastai atliekamas naudojant nuotolinio valdymo pultą.
• Šildymo vandens tiekimas karštam vandeniui tiekti.
• Garsui nelaidus korpusas.
• Galimybė prisijungti prie kitų šildymo sistemų, saulės kolektorių, todėl šildymo įranga taps visiškai autonominė.

Šilumos siurblių „vanduo-vanduo“ veikimo trukmė paprastai viršija 30 metų.

Ne mažiau svarbu renkantis įrangą, atsižvelkite į įrengimo ir įrengimo kainą.

Reikalingos šilumos siurblio galios apskaičiavimas

Prieš perkant sistemą, svarbu pirmiausia nubraižyti ir apskaičiuoti reikalingą įrangos talpą. Našumas apskaičiuojamas atsižvelgiant į faktinį šilumos poreikį. Atsižvelgiama į šilumos suvartojimą, šilumos nuostolius namuose ir grandinės buvimą ar nebuvimą Karštas vanduo.

Skaičiavimo algoritmas:

1. Mes apskaičiuojame bendrą šildomų kambarių plotą.
2. Mes nustatome reikalingą energijos kiekį šildymui. Optimalus 1 kvadratinio metro rodiklis yra 0,07 kW.
3. Norėdami išlydyti namą N kvadratiniame metre, jums reikia N * 0,07 kW.
4. Už Karštas vanduo prie gauto skaičiaus pridėkite papildomus 15-20%, tai yra, N * 0,07 * 0,85 arba N * 0,07 * 0,80.

Šis skaičiavimas bus optimalus patalpoms, kurių lubos neviršija 2,7 m. Tikslesnius skaičiavimus specialistai atliks rengdami projektą.

Parengiamieji darbai prieš operaciją

Pasirengimas šilumos siurblio surinkimui, prijungimui ir paleidimui iš vandens-vandens serijos apima keletą standartinių žingsnių, su kuriais mes susipažinsime toliau.

Optimalaus vandens šaltinio pasirinkimas

Reikėtų pažymėti, kad ne kiekvienas atviras šaltinis ar vandens šulinys tinka sklandžiam šilumos siurblio darbui.Vandens kokybė vaidina svarbų vaidmenį, tačiau filtrai gali padėti išspręsti taršos problemą.

Leidžiama naudoti tvenkinį ar tvenkinį, esantį 100 metrų spinduliu nuo pastato. Jei tokio šaltinio nėra, tada reikia gręžti šulinius.

Renkantis šilumos siurblio šaltinį reikėtų atkreipti dėmesį į naudojimo paprastumą ir kainą. Jei yra netoliese esantis atvirojo vandens rezervuaras, protingiau jį naudoti

Atviro šaltinio elgsena yra labiau nuspėjama nei požeminis vanduo, todėl, jei įmanoma, pirmenybė teikiama vandens telkiniams.

Šiluminės sistemos įrengimas naudojant šulinį

Norint įdiegti sistemą naudojant šilumos siurblį, reikia dviejų šulinių. Vienas iš šulinių vadinamas debetu. Būtent jame panardinamas specialus siurblys, kurio pagalba vanduo imamas vėlesniam perdirbimui sistemoje. Antrasis šulinys yra priėmimo šulinys. Į jį nuteka atšaldytas vanduo.

Nutekėjimo ir tiekimo šuliniai turi būti bent 15 metrų atstumu

Debeto gręžinio gylis neturėtų viršyti 50 metrų. Kuo giliau yra vandens šaltinis, tuo galingesnis siurblys bus reikalingas jam tiekti, o tai padidins sunaudojamos energijos kiekį.

Debeto šulinio įrenginys

Prieš eksploatuojant debeto gręžinį, svarbu žinoti, kiek vandens jis gali pagaminti ir kiek skysčio reikia šilumai tiekti visam kambariui. Kuo aukštesnė vandens temperatūra, tuo mažiau jo reikės šildymui.

Svarbu iš anksto apskaičiuoti tūrį V, kuris valandą turi būti išsiurbtas iš šulinio, kad šildytų kambarį. Tarkime, kad yra siurblys, kurio šilumos išeiga yra lygi tam tikram skaičiui Q kW, o energijos suvartojimas - skaičius P kW Taip pat turėsite sužinoti požeminio vandens temperatūrą (t1) ir jų temperatūra po šilumos mainai (t2).

Tada vandens per valandą reikiamo skaičiavimo formulė atrodo taip:

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

Analitiškai neįmanoma nustatyti debetinio šulinio galimybės tiekti reikiamą kiekį vandens, todėl jis yra išbandytas. Per 3 dienas siurblys nepertraukiamai siurbia vandenį iš šulinio. Taigi, taip pat tikrinamas priėmimo šulinys, ar yra galimybė priimti reikiamą vandens kiekį esant dideliam krūviui.

Svarbu suprasti, kad požeminis vanduo elgiasi nenuspėjamai, todėl laikui bėgant vanduo iš debetinio šulinio gali tapti mažesnis. Pavyzdžiui, potvyniai stebimi pavasarį, o žiemą, atvirkščiai, vandens mažėja. Jei šulinyje nėra pakankamai vandens, sistema automatiškai išsijungia, šildymas nevyksta.

Priėmimo šulinio ypatybės

Priimamas vamzdinis šulinys yra po gruntinio vandens. Analitiškai neįmanoma nustatyti, kuria kryptimi juda vanduo. Todėl praktiškai rinkitės savavališką ir debeto gręžinį ir įsitraukite į jį panardinamas pompa.

Jei sistemos veikimo metu vandens lygis nenukrenta, tada pasirinkimas yra teisingas. Jei lygis nukrito, o vandens temperatūra nukrito, tada reikia pakeisti šulinius - perkelti panardinamas siurbti į kitą skylę.

Drenažo vamzdis į priėmimo šulinį turi būti panardintas kelis centimetrus į vandenį, nepasiekdamas dugno. Jei išleidžiate skysčių iš viršaus, tai gali užpilti vandeniu. Vamzdinis šulinys gali nustoti vartoti vandenį ir užsikimšti.

Rezultatas kelia grėsmę perpildymui, o žiemą - galimam apledėjimui. Geriausias priimančio šaltinio pasirinkimas yra upė arba tvenkinys. Jei šių objektų nėra šalia, tada būtina išgręžti vieną ar daugiau priėmimo gręžinių, kad būtų galima apsisaugoti nuo perpildymo.

Paveikslėlyje parodytas vieno, kaip priėmimo ir debeto gręžinių naudojimo pavyzdys

Neįmanoma išsiaiškinti, ar iš šulinio vanduo pateks nei analitiniu, nei bandymo metodu. Praktika rodo, kad kanalizacijos šulinys daugelį metų gali nuolat absorbuoti vandenį ir per vieną sezoną gali net sugesti.

Yra technologijų, leidžiančių naudoti vieną, debetą ir priėmimo gręžinį, tačiau šis metodas nėra efektyvus - veikimas bus susijęs su sunkumais, galbūt vandens temperatūros sumažėjimu, vandens nutekėjimu ir daugybe kitų problemų.

Įrenginių sistema naudojant tvenkinį

Pasirinktas tvenkinys turėtų būti pakankamai gilus, kad apatiniai vandens sluoksniai neužšaltų stiprių šalčių metu. Pietiniuose regionuose optimalus gylis yra apie 1 metras, šiauriniuose regionuose reikalingas šaltinis, kurio gylis yra 3 metrai ar daugiau. Taip pat tvenkinys turi būti stabilus - nepriimtini vandens lygio svyravimai ir jo mažinimas.

Į rezervuarą yra du vamzdynai - debeto ir priėmimo. Priėmimo vietoje yra povandeninis siurblys

Kaip vamzdžius rekomenduojama naudoti modelius iš PNDpasižymi patvarumu ir patikimumu. Vamzdžius svarbu apsaugoti nuo užšalimo, juos papildomai izoliuojant ir nuo lūžių.

Namų paruošimas šilumos siurbliui

Norint sąveikauti su vandens-vandens šilumos siurbliu, name turi būti įrengta vandens pagrindu pagaminta šildymo sistema, pateikta vamzdžių, radiatorių baterijų pavidalu. Norint geriau izoliuoti grindis ir sienas, taip pat leidžiama montuoti šildymo vamzdžius.

Jei įranga bus naudojama karštam vandeniui tiekti, tada name turi būti surinkimo sistema. Kad siurblys veiktų, turite prisijungti prie neribotos galios elektros tinklo.

Be papildomų namo šiltinimo priemonių (izoliacija lauke, dvigubų kamerų langų montavimas ir kt.) šilumos siurblio veikimas neturi prasmės.

Ekspertai rekomenduoja papildomai įdiegti vėdinimo sistema su oro šildymo mechanizmu. Įrangoje naudojamas freonas yra kenksmingas žmonėms. Jei sistemoje kilpa mikrofrakcijos, tada dujos išsiskiria ir tokiu būdu išstumia orą iš kambario. Šaldymo agentas gali sukelti žmogaus plaučių ligų paūmėjimą, astmos priepuolius.

Šilumos siurblys yra sunki įranga, jo svoris gali siekti tonų (priklausomai nuo galios ir dydžio), todėl kai kuriais atvejais norint jį įdiegti, reikia pastatyti savo pamatą, neprijungtą prie kotedžo pamato.

Prieš montuodami įrangą, turite atsižvelgti į leistinus kambario matmenis, išlaikyti atstumą iki sienų, nurodytų gaminio pase.

Papildoma įranga

Pasirinkimas papildoma įranga šilumos siurbliui - atsakinga užduotis, kurios sprendimas daugiausia lemia ilgalaikį visos šildymo sistemos aptarnavimą ir veikimo problemų nebuvimą.

Panardinamas siurblys šuliniams ir tvenkiniams

Jei sistemos šilumos siurblys naudojamas karštam vandeniui tiekti, mažos talpos įtaisas gali sumažinti slėgį čiaupuose. Galingas siurblys išspręs šią problemą, tačiau jis sunaudos daugiau energijos. Mažiausia leistina galia eksploatacijos metu FGP - 1 kW.

Yra daugybė skirtingų modifikacijų. panardinamas pompos.Pasirinkimas atliekamas atsižvelgiant į tris kriterijus:

• Skysčio kiekisnaudojamas siurbimui (kuo daugiau vandens turite perpilti, tuo didesnė turėtų būti siurblio galia).
• Šulinio gylis (kuo gilesnis šulinys, tuo didesnė turėtų būti įrangos talpa);
• Šulinio skersmuo (tradiciškai pirmenybė teikiama 4 colių velenams, nes, priešingai nei 3 colių, jie sukūrė daugiausiai siurblių).

Norint nustatyti šulinio gylį, būtina pritvirtinti virvės apkrovą ir nuleisti ją į veleną. Drėgna virvės dalis parodys visą šulinio gylį, o sausa nustatys atstumą nuo vandens pradžios iki paviršiaus.

Siurblys panardinamas į šulinio angą iki prietaiso gamintojo nurodyto gylio. Paprastai duomenų lape nurodoma, kiek metrų turėtų būti tarp vandens veidrodžio ir siurblio, išvesties apačios ir siurblio

Kasyklose gali būti naudojami tiek universalūs siurbliai, tiek specialiai šuliniams skirta įranga. Jei kasyklą sukūrė profesionalai, tada ji yra mažiau užkimšta smėliu, todėl galite saugiai naudoti universalų siurblį.

Siurbliai, sukurti specialiai gręžiniams, yra brangesni, tačiau jie puikiai dirba su smėliu ir purvu, mažiau užsikemša. Universalūs yra jautrūs dideliam organinių medžiagų kiekiui, jie turi būti reguliariai valomi nuo nešvarumų, dėl to sutrumpėja jų tarnavimo laikas.

Reikėtų pirmenybę teikti siurbliams su automatine įranga, nes kai variklis perkaista, per daug užsikemša ar trūksta vandens šulinyje, jie išsijungia savarankiškai, dėl to variklis neperkaista ir nesugenda.

Pagal veikimo principą išskiriami 2 tipai panardinamas siurbliai:

• Išcentrinis.
• Vibracija.

Dirbant šuliniuose, iš kurių vanduo gaminamas kalkakmenyje, pirmenybė teikiama išcentriniams giluminiams modeliams. Jie yra jautrūs vandeniui su smėlio grūdais ir molio suspensija.

Jei šilumos siurblys bus prijungtas prie atviro rezervuaro, geriau naudoti paviršinio siurbimo įrangą, skirtą nešvariam vandeniui siurbti, arba nebrangų vibracinį įrenginį.

Šilumos siurblio tarpinis šilumokaitis

Šilumos siurbliuose cirkuliacijos metu Freonas gali nepakankamai atvėsti, dėl to kompresorius gali perkaisti dėl per didelės iškrovos temperatūros. Todėl svarbu pagerinti medžiagos aušinimą ir taip sumažinti slėgį grandinėse.

Yra dar viena visiems šilumos siurbliams būdinga problema - šaltnešis gali maišyti su vandens garais. Jei skystis patenka į kompresorių, tai gali atsitikti. vandens plaktukas. Tokiu atveju jums reikia taisyti arba pakeisti dalį. Taip pat į aliejų gali patekti vanduo, ir jį sunku iš jo išgauti.

Visos aukščiau išvardytos problemos išsprendžiamos įdiegus tarpinį šilumokaitį. Yra trijų tipų šilumokaičiai - atviro tipo, su apvalkalu ir ritė.

Modifikacija atviro tipo neutralizuoja skystį, įstrigusį freone cirkuliacijos metu, ir tai sumažina tikimybę vandens plaktukas kompresorius. Įrenginys pasižymi dideliu našumu ir minimaliomis energijos sąnaudomis.

Įrengdami atvirojo tipo šilumokaitį, svarbu teisingai pasirinkti skysčio vamzdžio dydį, kad būtų užtikrintas minimalus slėgio suspaudimas

Tinkamai parinkti vamzdžiai neutralizuos skysčio virimo galimybę. Tuo pačiu metu vožtuvas turi būti pakankamo tūrio, kad esant mažam slėgio skirtumui skystis galėtų prasiskverbti pro prietaisą.

Korpuso ir vamzdžio šilumokaitis pateiktas uždaros formos. Šilumos mainai vyksta per vamzdžių sienas, o juose esantis skystis ir šaltnešis nesimaišo, skirtingai nei atviras, kuris suteikia aukštą slėgį garų ir oro cirkuliacijai.

Ritės šilumokaičiui būdingas srauto reguliatorius, kontroliuojantis skysto freono srautą. Prietaiso dydis priklauso nuo šilumos siurblio galios.Būtina pasirinkti produktą, atsižvelgiant į jo funkcionalumą ir turimą kiekį. Patartina teikti pirmenybę sulankstomiems modeliams.

Šilumos siurblių filtrai

Vanduo iš šulinių ar tvenkinių nėra grynas. Jame gali būti smėlio, purvo, įvairių mikroelementų - geležies, vandenilio sulfido, mangano, chloro, amoniako ir kt. Prieš įeinant į šilumos siurblį, vanduo turi būti filtruojamas.

Visų pirma, būtina pašalinti dideles medžiagas - akmenis, smėlį, purvą, dumblą. Norint juos pašalinti iš vandens, reikia įdiegti hidrociklonas.

Hidrociklonas - prietaisas, reikalingas grubiam vandeniui valyti. Jis turi būti pasirinktas atsižvelgiant į siurblio galią

Kitas svarbu įdiegti filtrus, kurie pašalina geležį, vandenilio sulfidą, manganą, amoniaką. Šie mikroelementai sutrumpina įrangos tarnavimo laiką ir ją suerzina.

Galite naudoti filtrus atvirkštinė osmozė, minkštikliai, geležies šalinimo priemonės ir jų modifikacijos. Norint užtikrinti geriamą karštą vandenį, taip pat turėtų būti įrengti anglies filtrai ir UV sterilizatorius, naikinantis bakterijas ir virusus.

Elektros generatorius atsarginei energijai

Šilumos siurbliai veikia iš elektros tinklo, taigi, nutrūkus elektros tiekimui, namas liks be šildymo. Patartina papildomai įsigyti elektros generatorių, veikiantį degiosiomis medžiagomis.

Svarbu, kad generatorius galėtų generuoti reikiamą galią siurblio kompresoriui valdyti

Tokio šilumos siurblio veikimo ypatybės

Kartą per metus būtina atlikti nepriklausomą vizualų siurblio komponentų patikrinimą, laikytis techninės priežiūros rekomendacijų - laiku sutepti dalis, stebėti, ar teisingai veikia prietaisas, siurbdamas vandenį.

Kai kurias įrangos rūšis reikia reguliariai (dažniausiai 1–2 kartus per metus) tikrinti aptarnavimo centro specialistams. Patikrinimo metu nustatykite:

• variklio alyvos nutekėjimas per grandinės įtrūkimus;
• armatūros ir furnitūros kokybė;
• slėgio lygis rezervuaruose ir grandinėse;
• gedimai maitinimo laiduose.

Vandens-vandens šilumos siurblio montavimas turėtų būti patikėtas apmokytiems specialistams. Sistemos neefektyvumas dažniausiai susijęs su netinkamu diegimu. Šiluminė įranga yra tinkama naudoti tiek pietinių, tiek šiaurinių regionų gyventojams.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vaizdo įraše pristatomas įrenginio veikimo principas ir ypatybės:

Dėl to galime daryti išvadą, kad vanduo-vanduo šilumos siurblys laikomas efektyvia ekologiška įranga, skirta šildyti namus iki 150 kvadratinių metrų. Norint išdėstyti didesnio ploto patalpas, jau gali prireikti gana sudėtingų inžinerinių tyrimų.

Jei turite klausimų, susipažindami su pateikta informacija, paprašykite jų žemiau esančiame laukelyje. Laukiame jūsų komentarų, klausimų šia tema, istorijų ir nuotraukų apie mini hidroelektrinės statybą. Mus domina tavo nuomonė.