Vann-vann varmepumpe: enhet, driftsprinsipp, regler for ordning av oppvarming på dens grunnlag

For oppvarming og tilførsel av varmt vann til private hus, anbefales det å bruke en vann-vann varmepumpe som fungerer fra naturlige kilder - grunnvann, elver, reservoarer, etc. Systemet er preget av absolutt miljøsikkerhet, krever ikke regelmessige utgifter til forbruksvarer, derfor blir det mer og mer populært.

Vi vil snakke om alternativene for en varmepumpeenhet som bruker vannenergi for å overføre den til husholdningsvarmesystemer. For nysgjerrige hjemmemestere beskrev vi prinsippene for drift av populære enhetsalternativer og konstruksjonsteknologi. Her vil du finne ut hvilket utstyr som er nødvendig for å betjene systemet.

Prinsippet for drift av varmepumpen vann-vann

Varmepumpen legemliggjorde prinsippet om Carnot-syklusen. Det består i det faktum at et stoff som beveger seg i et lukket system og endrer dets samlede tilstand fra flytende til gassformet under påvirkning av kjemiske, fysiske eller termiske faktorer frigjør og absorberer en enorm mengde termisk energi.

Arbeidsstoffets rolle er en termisk bærer - vann fra en brønn eller reservoar.

Selv om vinteren opprettholder naturlige temperaturer på en viss dybde en positiv temperatur, slik at termisk energi kan utvinnes fra dem året rundt.Den eneste ulempen med installasjonen er det høye strømforbruket og behovet for å kjøpe tilleggsutstyr.

Diagrammet viser bane for sirkulasjon av vann og kjølemedium. Systemet lar deg motta termisk energi, uansett årstid

Hovedelementene i en vann-til-vann varmepumpe er:

• en kompressor;
• fordamper;
• kondensator;
• ekspansjon induksjonsventil;
• automatisk system for overvåking av indikatorer;
• flere motorveier fra kobberrør;
• arbeidsstoff (kjølemiddel).

Ved hjelp av en spesiell pumpe strømmer vann gjennom rørene fra kilden til den termiske installasjonen, hvoretter det samvirker med gass (freon) som koker ved en temperatur på + 2-3 grader. Freon absorberer en del av varmen fra vannet og blir absorbert av kompressoren, der temperaturen stiger under komprimering.

Varmepumpeutstyret tar mye plass, men gir en mulighet til å bli kvitt felles avhengighet

Så kommer kjølemediet inn i kondensatoren, hvoretter det varme stoffet varmer vannet til en forhåndsbestemt temperatur (fra +40 til +80 grader), som transporteres gjennom rørene i varmesystemet.

Kjølt vann kommer inn i fordamperen, og slippes deretter ut i mottaksbrønnen. Etter passering av kondensatoren blir kjølemediet flytende og samler seg på bunnen av elementet, og deretter gjennom gassen går tilbake til det opprinnelige stedet. Deretter gjentas syklusen.

Hva skal jeg se på når du ordner slik oppvarming?

Det finnes et stort antall forskjellige modifikasjoner av varmepumper designet for rom av alle formål og størrelser, samt i arbeid under forskjellige forhold. Utstyret er beregnet på oppvarming av hus med et samlet areal på 50 til 150 kvadratmeter.

Landemerke nummer 1 - vannhardhet

Vannkvaliteten til en brønn eller reservoar spiller en viktig rolle i valg av utstyr. Ikke alle modeller kan kjøre på hardt vann som inneholder store mengder mangan og jern.

En høy konsentrasjon av disse elementene skader systemet - korrosjon former seg på rørene raskere, noe som fører til en reduksjon i utstyrets effektivitet og levetid.

Ta derfor før du kjøper en varmepumpe vannprøve og gjør sin analyse for tilstedeværelsen av disse og andre sporstoffer - hydrogensulfid, ammoniakk, klor, etc. Vanligvis, hvis temperaturen i dammen overstiger +13 grader, så er det med en større grad av sannsynlighet mye jern og manganioner i vannet.

Dermed velges vann-vann varmepumpe under hensyntagen til vannets hardhet. Det er systemer der elementene er mest beskyttet mot korrosjon, men de koster mer.

Landemerke nummer 2 - driftsmodus

Varmepumpen kan brukes som eneste varmekilde eller samhandle med andre systemer. Derfor, før du velger en modell, er det viktig å bestemme i hvilken modus enheten vil fungere.

Det er to typer systemfunksjon:

• Monovalent. Enheter har stor kraft, som er egnet til å varme opp huset.
• Bivalentny. Mindre produktive enheter kompletterer hovedvarmeutstyret.

For å bygge et autonomt system med hovedvarmeenheten for vann-vann er det behov for en monovalent type.

Referansepunkt 3 - pumpekraft

Strøm er en viktig indikator når du velger en varmepumpe, siden systemytelsen er avhengig av den. Jo høyere strøm, jo ​​høyere effektivitet på utstyret, men også desto større er energiforbruket.

Ytelsen til varmepumpens vann-vann velges ut fra reelle behov

Når du velger en enhet med utilstrekkelig kraft, vil effektiviteten til systemet synke hvis varmetapet hjemme overstiger mengden energi som leveres av systemet. Varmepumpen kan jobbe døgnet rundt, men det vil ikke være noen effekt av den på grunn av senking av vanntemperaturen.

Når varmetapet i bygningen er lavere enn varmeoverføringen til systemet, starter pumpen vanligvis automatisk i flere minutter, varmer vannet til den innstilte temperaturen og transporterer det gjennom systemet. Så slås den av til temperaturen synker med flere grader. Så repeteres syklusen.

Landemerke nummer 4 - funksjonen til en bestemt modell

Varmepumper kan ha tilleggsfunksjoner, disse er:

• Automatisk kontrollsystem som lar deg justere mikroklimaet i rommet etter smak. Behandlingen gjøres vanligvis ved hjelp av en fjernkontroll.
• Funksjon av oppvarmingsvann for varmtvannsforsyning.
• Lydisolerte hus.
• Evnen til å koble til andre varmesystemer, solfangere, som vil gjøre varmeutstyret helt autonomt.

Varigheten av drift av varmepumper vann-vann overstiger vanligvis 30 år.

Ikke mindre viktig når du velger utstyr, vurder kostnadene ved installasjon og installasjon.

Beregning av ønsket varmepumpekapasitet

Før du kjøper et system, er det viktig å først utarbeide og beregne nødvendig utstyrskapasitet. Ytelsen beregnes under hensyntagen til den faktiske varmebehovet. Det tas hensyn til varmeforbruket, varmetapet hjemme og tilstedeværelsen eller fraværet av en krets VV.

Beregningsalgoritme:

1. Vi beregner det totale arealet til de oppvarmede rommene.
2. Vi bestemmer den nødvendige mengden energi for oppvarming. Den optimale indikatoren per 1 kvadratmeter er 0,07 kW.
3. For å smelte et hus på N kvadratmeter, trenger du N * 0,07 kW.
4. for VV til det resulterende antall tilsett ytterligere 15-20%, det vil si N * 0,07 * 0,85 eller N * 0,07 * 0,80.

Denne beregningen vil være optimal for rom med tak som ikke overstiger en høyde på 2,7 m. Mer nøyaktige beregninger vil bli gjort av spesialister under forberedelsen av prosjektet.

Forberedende arbeid før drift

Forberedelse til montering, tilkobling og igangkjøring av en varmepumpe fra vann-vann serien inkluderer en rekke standardtrinn, som vi vil gjøre oss kjent med videre.

Velge den optimale vannkilden

Det skal bemerkes at ikke alle åpen kilder eller vann godt egnet for jevn drift av varmepumpen.Vannkvalitet spiller en viktig rolle, men filtre kan bidra til å løse forurensningsproblemet.

Det er tillatt å bruke en dam eller en dam som ligger innenfor en radius på 100 meter fra bygningen. Hvis det ikke er en slik kilde, blir det nødvendig å bore brønner.

Valg av kilde for varmepumpen skal fokusere på enkelhet og bruksomkostninger. Når det gjelder et åpent vannreservoar i nærheten, er det rimeligere å bruke det

Åpen kildeadferd er mer forutsigbar enn grunnvann, så hvis mulig blir det foretrukket vannforekomster.

Installasjon av et termisk system ved bruk av en brønn

For å installere systemet ved hjelp av en varmepumpe, trengs to brønner. En av brønnene kalles debet. Det ligger i at en spesiell pumpe senkes ned, ved hjelp av hvilket vann som tas for etterfølgende prosessering i systemet. Den andre brønnen er mottaksbrønnen. Kjølt vann tappes ned i det.

Avløps- og forsyningsbrønner må være minst 15 meter fra hverandre

Dybden på debetbrønnen skal ikke overstige 50 meter. Jo dypere vannkilden befinner seg, jo kraftigere er det behov for pumpen for å tilføre den, noe som vil øke energiforbruket.

Debit brønnenhet

Før du betaler en belastningsbrønn, er det viktig å vite hvor mye vann den kan produsere og hvor mye væske som trengs for å gi varme til hele rommet. Jo høyere vanntemperatur, jo mindre vil den trenge for oppvarming.

Det er viktig å forhåndsberegne volumet V, som må pumpes ut av brønnen i en time for å varme opp rommet. Anta at det er en pumpe hvis varmeeffekt er lik et visst antall Q kW, og strømforbruk - tallet P kW. Du må også finne ut temperaturen på grunnvannet (t1) og temperaturen deres etter varmeveksling (t2).

Da ser formelen for beregning av vannmengden i timen slik ut:

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

Det er analytisk umulig å bestemme muligheten for en belastningsbrønn til å levere den nødvendige mengden vann, derfor testes den. I løpet av 3 dager pumper pumpen uavbrutt vann fra brønnen. Dermed blir også kontrollen av mottaksbrønnen for evnen til å ta den nødvendige mengden vann ved høy belastning utført.

Det er viktig å forstå at grunnvann oppfører seg uforutsigbart, slik at vann fra en belastningsbrønn kan bli mindre med tiden. For eksempel blir tidevann observert om våren, og om vinteren tvert imot, vann reduseres. Hvis det ikke er nok vann i brønnen, slås systemet automatisk av, oppvarming oppstår ikke.

Funksjoner ved mottaksbrønnen

Den mottakende rørformede brønnen ligger nedstrøms grunnvannet. Det er analytisk umulig å bestemme i hvilken retning vannet beveger seg. Derfor velger du i praksis en vilkårlig brønn som en belastningsbrønn og støter på den nedsenkbare pumpen.

Hvis vannstanden ikke faller under drift av systemet, blir valget riktig gjort. Hvis nivået har sunket, og vanntemperaturen har falt, må du bytte brønnene på steder - overfør nedsenkbare pump inn i et annet hull.

Avløpsrøret i mottaksbrønnen må dyppes flere centimeter i vann og ikke nå bunnen. Hvis du slipper avfallsvæsken ovenfra, vil dette føre til vanning. Den rørformede brønnen kan slutte å ta vann og tette seg.

Resultatet truer overløp, og om vinteren, mulig ising. Det beste alternativet for en mottakende kilde er en elv eller tjern. Hvis disse gjenstandene ikke er i nærheten, blir det nødvendig å bore en eller flere mottakende brønner for å sikre mot overløp.

Figuren viser et eksempel på bruk av en brønn som mottaks- og debiteringsbrønn

Det er umulig å finne ut om en brønn vil motta vann, enten analytisk eller med en testmetode. Praksis viser at en avløpsbrønn kontinuerlig kan absorbere vann i mange år, og til og med kan mislykkes i løpet av en sesong.

Det er teknologier som gjør det mulig å bruke en brønn som en belastning og motta brønn, men denne metoden er ikke effektiv - drift vil være ledsaget av vanskeligheter, muligens senke vanntemperaturen, vannlogging og en rekke andre problemer.

Enhetssystem ved bruk av et tjern

Det valgte tjernet skal være dypt nok slik at de nedre lagene med vann ikke fryser under alvorlig frost. I de sørlige regionene er den optimale dybden omtrent 1 meter, i de nordlige regionene kreves det en kilde med en dybde på 3 meter eller mer. Dammen må også være stabil - svingninger i vannstanden og dens reduksjon er uakseptable.

Det er to rørledninger til reservoaret - debet og mottak. En nedsenkbar pumpe er installert i mottakeren

Som rør anbefales det å bruke modeller fra HDPEpreget av holdbarhet og pålitelighet. Det er viktig å beskytte rørene mot frysing, ved å isolere dem i tillegg og mot gjennombrudd.

Forberede et hjem for en varmepumpe

For å samhandle med vann-vann-varmepumpen, må et vannbasert varmesystem utstyres i huset, presentert i form av rør, radiatorbatterier. For bedre isolasjon i gulv og vegger er det også tillatt å montere varmeledninger.

Hvis utstyret skal brukes til å levere varmt vann, må huset ha et oppsamlingssystem. For at pumpen skal fungere, må du koble til et elektrisk nettverk med ubegrenset strøm.

Uten ytterligere tiltak for varmeisolering av huset (isolasjon utenfor, installasjon av vinduer med dobbeltkammer, etc.) drift av varmepumpen er ikke fornuftig.

Eksperter anbefaler at du installerer i tillegg ventilasjonsanlegg med luftvarmemekanisme. Freonene som brukes i utstyret er skadelig for mennesker. Hvis i systemløkken forekommer mikrofrakt, så frigjøres gassen og fortrenger derved luften fra rommet. Kuldemediet kan forårsake en forverring av lungesykdommer hos en person, astmaanfall.

Varmepumpen er tungt utstyr, dens vekt kan nå tonn (avhengig av kraft og størrelse), derfor må du i noen tilfeller for å installere det bygge ditt eget fundament, ikke koblet til fundamentet til hytta.

Før du installerer utstyret, må du ta hensyn til de tillatte dimensjonene på rommet, holde avstanden til veggene som er angitt i produktpasset.

Tilleggsutstyr

Valget tilleggsutstyr for varmepumpen - en ansvarlig oppgave, hvis løsning i stor grad bestemmer den langsiktige tjenesten til varmesystemet som helhet og fraværet av problemer i drift.

nedsenkbare pumpe for brønner og dammer

Hvis varmepumpen i systemet brukes til å levere varmt vann, kan en enhet med liten kapasitet senke trykket i kranene. En kraftig pumpe vil løse dette problemet, men den bruker mer energi. Minimum tillatt effekt under drift FGP - 1 kW.

Det er mange forskjellige modifikasjoner. nedsenkbare pumper.Valget tas under hensyntagen til tre kriterier:

• Væskemengdebrukes til pumping (jo mer vann du må transportere, jo høyere bør pumpestyrken være).
• Vel dybde (jo dypere brønnen, desto større bør kapasiteten til utstyret være);
• Brønndiameter (foretrekker tradisjonelt 4-tommers sjakter, ettersom de skapte det største antallet pumper, i motsetning til 3-tommers).

For å bestemme dybden på brønnen, er det nødvendig å feste belastningen på tauet og senke den ned i skaftet. Den våte delen av tauet vil indikere brønnens fulle dybde, det tørre bestemmer avstanden fra begynnelsen av vannet til overflaten.

Pumpen er nedsenket i borehullet til en dybde som er spesifisert av produsenten av enheten. Typisk indikerer databladet hvor mange meter som skal være mellom vannspeilet og pumpen, bunnen av utgangen og pumpen

Både universalpumper og utstyr spesielt designet for brønner kan være egnet for gruver. Hvis gruven ble utviklet av fagfolk, er den mindre tett med sand, slik at du trygt kan bruke en universalpumpe.

Pumper designet spesielt for borehull er dyrere, men de gjør en god jobb med sand og gjørme, mindre tilstopping. Universal er følsomme for et høyt innhold av organiske stoffer, de må rengjøres regelmessig for skitt, som et resultat av at deres levetid reduseres.

Pumper med automatisk utstyr bør foretrekkes, siden når motoren overopphetes, overdreven tilstopping eller mangel på vann i brønnen, slås de av uavhengig, og som et resultat av at motoren ikke overopphetes og ikke svikter.

I henhold til handlingsprinsippet skilles to typer nedsenkbare pumper:

• sentrifugal.
• Vibrasjon.

For arbeid i brønner som produserer vann i kalkstein, er sentrifugale dype modeller å foretrekke. De er følsomme for vann med korn av sand og leiresuspensjon.

Hvis varmepumpen vil være koblet til et åpent reservoar, er det bedre å bruke overflatepumpeutstyr designet for å pumpe skittent vann, eller en billig vibrasjonsanordning.

Varmepumpe mellomvarmeveksler

I varmepumper under sirkulasjonen kan det hende at Freon ikke avkjøles tilstrekkelig, noe som fører til overoppheting av kompressoren som et resultat av for høy utladningstemperatur. Derfor er det viktig å forbedre avkjøling av stoffet, og dermed senke trykket i kretsene.

Det er et annet problem som er felles for alle varmepumper - kjølemediet kan blandes med vanndamp. Hvis væske kommer inn i kompressoren, kan det skje. vannhammer. I dette tilfellet må du reparere eller bytte ut delen. Også vann kan komme inn i oljen, og det er vanskelig å trekke det derfra.

Alle de ovennevnte problemene løses ved å installere en mellomliggende varmeveksler. Varmevekslere kommer i tre typer - åpen type, skall-og-rør og spole.

Modifisering av den åpne typen nøytraliserer væsken som er fanget i freon under sirkulasjon, noe som minimerer sannsynligheten vannhammer kompressor. Enheten er preget av høy ytelse med minimalt strømforbruk.

Når du installerer en åpen varmeveksler, er det viktig å velge størrelsen på væskerøret riktig for å sikre minimalt trykktrykk

Korrekt valgte rør vil nøytralisere muligheten for kokende væske. Samtidig må ventilen ha tilstrekkelig kapasitet slik at væsken med lavt trykkforskjell kan trenge gjennom enheten.

Skall-og-rør-varmeveksleren presenteres i form av en lukket design. Varmeveksling skjer gjennom veggene i rørene, og væsken og kjølemediet i den blandes ikke, i motsetning til åpen, noe som gir høyt trykk for sirkulasjonen av damp og luft.

Spolevarmeveksleren er preget av tilstedeværelsen av en strømningskontroller som kontrollerer strømmen av væske freon. Størrelsen på enheten avhenger av strømmen til varmepumpen.Det er nødvendig å velge et produkt under hensyntagen til funksjonalitet og tilgjengelig mengde. Det anbefales å foretrekke sammenleggbare modeller.

Varmepumpefiltre

Vann fra brønner eller dammer kommer ikke i ren form. Det kan inneholde sand, skitt, forskjellige sporstoffer - jern, hydrogensulfid, mangan, klor, ammoniakk, etc. Før vann inn i varmepumpen, må vannet filtreres.

Først av alt er det nødvendig å eliminere store stoffer - steiner, sand, skitt, silt. For å fjerne dem fra vannet, er installasjon nødvendig hydrosyklon.

Hydrocyclone - en enhet som er nødvendig for røff vannbehandling. Det må velges under hensyntagen til pumpens effekt

Dernest er det viktig å installere filtre som eliminerer jern, hydrogensulfid, mangan, ammoniakk. Disse sporelementene forkorter utstyrets levetid og korroderer det.

Du kan bruke filtre omvendt osmosemykner, jernfjerner og endringene av dem. For å sikre å drikke varmt vann, bør også karbonfiltre og en UV-sterilisator som ødelegger bakterier og virus utstyres.

Strømgenerator for sikkerhetskopiering

Varmepumper fungerer fra strømnettet, så hvis det oppstår strømbrudd, vil huset forbli uten oppvarming. Det anbefales å kjøpe en elektrisk generator som fungerer på brennbare stoffer.

Det er viktig at generatoren kan generere nødvendig kraft for å betjene pumpekompressoren

Funksjoner ved driften av en slik varmepumpe

En gang i året er det nødvendig å gjennomføre en uavhengig visuell inspeksjon av pumpekomponentene, følg anbefalingene for vedlikehold - smør delene rettidig, overvåk riktig funksjon av enheten når du pumper vann.

Noen typer utstyr krever regelmessig inspeksjon (vanligvis 1-2 ganger i året) av spesialistsentre. Under inspeksjonen, identifiser:

• lekkasje av motorolje gjennom sprekker i kretsen;
• kvalitet på inventar;
• trykknivå i tanker og kretsløp;
• feil i strømledningene.

Installasjonen av en vann-til-vann varmepumpe skal overlates til trente spesialister. Systemineffektivitet er ofte forbundet med feil installasjon. Termisk utstyr er egnet for drift av både innbyggere i de sørlige regionene og de nordlige.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Videoen introduserer prinsippet om drift og funksjoner på enheten:

Som et resultat kan vi konkludere med at vann-til-vann-varmepumpen anses å være et effektivt miljøvennlig utstyr designet for å varme opp hus på opptil 150 kvadratmeter. For ordningen av lokaler i et større område kan det allerede være behov for ganske kompliserte ingeniørundersøkelser.

Hvis du har spørsmål mens du blir kjent med informasjonen som gis, kan du spørre dem i ruten nedenfor. Vi ser frem til dine kommentarer, spørsmål om emnet, historier og bilder om bygging av en mini-vannkraftstasjon. Vi er interessert i din mening.