Pompa de căldură apă-apă: dispozitiv, principiul funcționării, reguli pentru amenajarea încălzirii pe baza sa

Pentru încălzirea și furnizarea apei calde caselor private, este recomandat să folosiți o pompă de căldură apă-apă care funcționează din surse naturale - ape subterane, râuri, rezervoare etc. Sistemul se caracterizează printr-o siguranță absolută a mediului, nu necesită cheltuieli regulate cu consumabile, de aceea devine din ce în ce mai popular.

Vom vorbi despre opțiunile pentru un dispozitiv cu pompă de căldură care utilizează energia energetică a apei pentru a o transmite sistemelor de încălzire casnice. Pentru stăpânii curioși de casă, am descris principiile de funcționare ale opțiunilor populare ale dispozitivului și ale tehnologiei de construcție. Aici veți afla ce echipamente sunt necesare pentru a funcționa sistemul.

Principiul funcționării pompei de căldură apă-apă

Pompa de căldură întruchipa principiul ciclului Carnot. Ea constă în faptul că o substanță în mișcare într-un sistem închis și își schimbă starea agregată de la lichid la gazos sub influența factorilor chimici, fizici sau termici eliberează și absoarbe o cantitate uriașă de energie termică.

Rolul substanței de lucru este un purtător termic - apa dintr-un puț sau rezervor.

Chiar și iarna, temperaturile naturale la o anumită adâncime mențin o temperatură pozitivă, astfel încât energia termică poate fi extrasă de pe tot parcursul anului.Singurul dezavantaj al instalației este consumul mare de energie și necesitatea achiziționării de echipamente suplimentare.

Diagrama prezintă traiectoria circulației apei și a agentului frigorific. Sistemul vă permite să primiți energie termică, indiferent de anotimp

Elementele principale ale unei pompe de căldură apă-apă sunt:

• un compresor;
• evaporator;
• condensator;
• supapă de inducție de expansiune;
• sistem automat pentru monitorizarea indicatorilor;
• mai multe autostrăzi de la conductele de cupru;
• substanță de lucru (agent frigorific).

Folosind o pompă specială, apa curge prin conductele de la sursă la instalația termică, după care interacționează cu gazul (freonul) care fierbe la o temperatură de + 2-3 grade. Freonul absoarbe o parte din căldura apei și este absorbit de compresor, unde temperatura acestuia crește în timpul comprimării.

Echipamentul pompei de căldură ocupă mult spațiu, dar oferă o oportunitate de a scăpa de dependența comunală

Apoi, agentul frigorific intră în condensator, după care substanța fierbinte încălzește apa la o temperatură predeterminată (de la +40 la +80 grade), care este transportată prin conductele sistemului de încălzire.

Apa răcită intră în evaporator, apoi se evacuează în puțul primitor. După trecerea condensatorului, agentul frigorific devine lichid și se colectează în partea de jos a elementului, apoi prin acceleratie revine la locul inițial. În continuare, ciclul se repetă.

La ce să te uiți atunci când aranjezi o astfel de încălzire?

Există un număr mare de modificări diferite ale pompelor de căldură concepute pentru camere de orice scop și dimensiune, precum și funcționează în diferite condiții. Echipamentul este destinat încălzirii caselor cu o suprafață totală de 50 până la 150 de metri pătrați.

Reperul numărul 1 - duritatea apei

Calitatea apei dintr-o fântână sau rezervor joacă un rol important în selecția echipamentelor. Nu toate modelele sunt capabile să ruleze pe apă tare care conține cantități mari de mangan și fier.

O concentrație ridicată a acestor elemente dăunează sistemului - coroziunea se formează mai rapid pe conducte, ceea ce duce la o scădere a eficienței echipamentului și a duratei sale de funcționare.

Prin urmare, înainte de a cumpăra o pompă de căldură ia proba de apă și faceți analiza sa pentru prezența acestor și a altor oligoelemente - sulfură de hidrogen, amoniac, clor etc. De obicei, dacă temperatura din iaz depășește +13 grade, atunci cu un grad mai mare de probabilitate există o mulțime de ioni de fier și mangan în apă.

Astfel, pompa de căldură apă-apă este selectată ținând cont de duritatea apei. Există sisteme ale căror elemente sunt cele mai protejate de coroziune, dar costă mai mult.

Numărul de reper 2 - modul de operare

Pompa de căldură poate fi folosită ca unică sursă de căldură sau să interacționeze cu alte sisteme. Prin urmare, înainte de a alege un model, este important să se stabilească în ce mod va funcționa dispozitivul.

Există două tipuri de funcționare a sistemului:

• Monovalent. Dispozitivele au o putere mare, potrivite pentru încălzirea casei.
• Bivalentny. Dispozitivele mai puțin productive completează principalele echipamente de încălzire.

Pentru a construi un sistem autonom cu principalul sistem de încălzire apă-apă, este nevoie de un tip monovalent.

Punctul de referință 3 - puterea pompei

Puterea este un indicator important atunci când alegeți o pompă de căldură, deoarece performanța sistemului depinde de aceasta. Cu cât este mai mare puterea, cu atât este mai mare eficiența echipamentelor, dar și un consum de energie mai mare.

Performanța pompei de căldură apă-apă este selectată în funcție de nevoile reale

Atunci când alegeți un dispozitiv cu o putere insuficientă, eficiența sistemului va scădea dacă pierderea de căldură acasă depășește cantitatea de energie furnizată de sistem. Pompa de căldură poate funcționa în permanență, dar nu va avea niciun efect din cauza scăderii temperaturii apei.

Atunci când pierderea de căldură a clădirii este mai mică decât transferul de căldură al sistemului, pompa începe de obicei automat timp de câteva minute, încălzește apa până la temperatura setată și o transportă prin sistem. Apoi se stinge până când temperatura scade cu câteva grade. Apoi ciclul se repetă.

Reperul numărul 4 - funcționalitatea unui anumit model

Pompele de căldură pot avea funcții suplimentare, acestea sunt:

• Sistem de control automat care vă permite să reglați microclimatul camerei după gust. Managementul se face de obicei folosind o telecomandă.
• Funcția de încălzire a apei pentru furnizarea apei calde.
• Carcasă fonică.
• Posibilitatea de a vă conecta la alte sisteme de încălzire, colectoare solare, ceea ce va face ca echipamentul de încălzire să fie complet autonom.

Durata de funcționare a pompelor de căldură apă-apă depășește de obicei 30 de ani.

Nu mai puțin important atunci când alegeți echipamentul, luați în considerare costul instalării și instalării.

Calcularea capacității de pompare de căldură necesară

Înainte de a cumpăra un sistem, este important să se proiecteze și să se calculeze capacitatea necesară a echipamentului. Performanța se calculează ținând cont de cererea reală de căldură. Sunt luate în considerare consumul de căldură, pierderea de căldură la domiciliu și prezența sau absența unui circuit apă caldă menajeră.

Algoritmul de calcul:

1. Calculăm suprafața totală a camerelor încălzite.
2. Determinăm cantitatea necesară de energie pentru încălzire. Indicatorul optim pentru 1 metru pătrat este 0,07 kW.
3. Pentru a topi o casă pe N de metri pătrați, aveți nevoie de N * 0,07 kW.
4. pentru apă caldă menajeră la numărul rezultat se adaugă 15-20% suplimentar, adică N * 0,07 * 0,85 sau N * 0,07 * 0,80.

Acest calcul va fi optim pentru camerele cu tavane care nu depășesc o înălțime de 2,7 m. Calcule mai precise vor fi făcute de specialiști în timpul pregătirii proiectului.

Lucrări pregătitoare înainte de operare

Pregătirea pentru asamblarea, conectarea și punerea în funcțiune a unei pompe de căldură din seria apă-apă include o serie de etape standard, pe care le vom familiariza în continuare.

Alegerea sursei optime de apă

Trebuie menționat că nu toate sursele deschise sau puț de apă potrivit pentru funcționarea lină a pompei de căldură.Calitatea apei joacă un rol important, dar filtrele pot ajuta la rezolvarea problemei poluării.

Este permisă utilizarea unui iaz sau iaz situat pe o rază de 100 de metri de clădire. Dacă nu există o astfel de sursă, atunci este necesar să găuriți puțuri.

Alegerea sursei pentru pompa de căldură trebuie să se concentreze pe simplitatea și costul de utilizare. În cazul unui rezervor de apă deschis din apropiere, este mai rezonabil să îl utilizați

Comportamentul la sursă deschisă este mai previzibil decât apele subterane, astfel încât, dacă este posibil, se preferă corpurile de apă.

Instalarea unui sistem termic folosind un puț

Pentru a instala sistemul folosind o pompă de căldură este nevoie de două puțuri. Una dintre puțuri se numește debit. În ea este scufundată o pompă specială, cu ajutorul căreia este preluată apă pentru prelucrarea ulterioară în sistem. Al doilea puț este puțul primitor. Se scurge apa răcită în ea.

Sondele de scurgere și de alimentare trebuie să fie la cel puțin 15 metri distanță

Adâncimea sondei de debit nu trebuie să depășească 50 de metri. Cu cât este localizată sursa de apă mai adâncă, cu atât pompa va fi necesară pentru alimentarea acesteia, ceea ce va crește cantitatea de energie consumată.

Dispozitiv de debit bine

Înainte de a opera bine un debit, este important să știți câtă apă poate produce și cât de mult fluid este necesar pentru a furniza căldură întregii încăperi. Cu cât temperatura apei este mai mare, cu atât va fi nevoie de încălzire.

Este important să calculați în prealabil volumul V, care trebuie pompat din fântână timp de o oră pentru a încălzi camera. Să presupunem că există o pompă a cărei energie termică este egală cu un anumit număr Q kW, și consumul de energie - numărul P kW. De asemenea, va trebui să aflați temperatura apei subterane (T1) și temperatura lor după schimb de căldură (t2).

Apoi, formula pentru calcularea cantității de apă necesară pe oră arată astfel:

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

Este imposibil din punct de vedere analitic să se determine capacitatea unui puț de debit de a livra cantitatea necesară de apă, prin urmare, este testată. În 3 zile, pompa pompează neîntrerupt apa din puț. Astfel, se efectuează, de asemenea, verificarea puțului de primire pentru capacitatea de a lua cantitatea necesară de apă la sarcină mare.

Este important să înțelegem că apa subterană se comportă imprevizibil, astfel încât apa dintr-un puț de debit poate deveni mai mică în timp. De exemplu, valurile sunt observate primăvara, iar iarna, dimpotrivă, apa scade. Dacă nu există suficientă apă în puț, sistemul se oprește automat, încălzirea nu are loc.

Caracteristici ale sondei primitoare

Fântâna tubulară primitoare este amplasată în aval de apele subterane. Este imposibil din punct de vedere analitic să se determine în ce direcție se mișcă apa. Prin urmare, în practică, alegeți o sondă arbitrară și o debitare și executați-o submersibil pompa.

Dacă în timpul funcționării sistemului, nivelul apei nu scade, atunci alegerea se face corect. Dacă nivelul a scăzut și temperatura apei a scăzut, atunci trebuie să schimbați puțuri - transfer submersibil pompa într-un alt orificiu.

Țeava de scurgere în puțul de primire trebuie să fie scufundată câțiva centimetri în apă, fără a ajunge la fund. Dacă descărcați lichidul de sus, acest lucru va duce la apariția apei. Putul tubular poate înceta să mai ia apă și să înfunde.

Rezultatul amenință preaplin, iar iarna, posibile înghețuri. Cea mai bună opțiune pentru o sursă de primire este un râu sau un iaz. Dacă aceste obiecte nu se află în apropiere, atunci este necesar să găuriți unul sau mai multe puțuri de primire pentru a vă asigura împotriva revărsării.

Figura indică un exemplu de utilizare a unui godeu de primire și debitare

Este imposibil să aflăm dacă un puț va primi apă, fie analitic, fie printr-o metodă de testare. Practica arată că un puț de scurgere poate absorbi continuu apa timp de mai mulți ani și poate chiar eșua într-un singur sezon.

Există tehnologii care permit utilizarea unuia de godeu și de debitare și primire, dar această metodă nu este eficientă - operarea va fi însoțită de dificultăți, posibil scăderea temperaturii apei, legarea apei și o serie de alte probleme.

Sistem de dispozitive care folosește un iaz

Iazul ales trebuie să fie suficient de adânc, astfel încât straturile inferioare de apă să nu înghețe în timpul înghețurilor severe. În regiunile sudice, adâncimea optimă este de aproximativ 1 metru, în regiunile nordice este necesară o sursă cu o adâncime de 3 metri sau mai mult. De asemenea, iazul trebuie să fie stabil - fluctuațiile nivelului apei și reducerea acestuia sunt inacceptabile.

Există două conducte către rezervor - debit și primire. În receptor este instalată o pompă submersibilă

Ca conducte se recomandă utilizarea modelelor din HDPEcaracterizat prin durabilitate și fiabilitate. Este important să protejați conductele de îngheț, izolându-le suplimentar și de descoperiri.

Pregătirea unei locuințe pentru o pompă de căldură

Pentru a interacționa cu pompa de căldură apă-apă, în casă trebuie să fie echipat un sistem de încălzire pe bază de apă, prezentat sub formă de conducte, baterii pentru calorifer. Pentru o mai bună izolare a podelei și a pereților, este permisă și instalarea conductelor de încălzire.

Dacă echipamentul va fi utilizat pentru furnizarea apei calde, casa trebuie să aibă un sistem de colectare. Pentru ca pompa să funcționeze, trebuie să vă conectați la o rețea electrică cu putere nelimitată.

Fără măsuri suplimentare pentru izolarea termică a casei (izolare exterioară, instalarea ferestrelor cu cameră dublă etc.) funcționarea pompei de căldură nu are sens.

Experții recomandă suplimentar instalarea sistem de ventilație cu mecanism de încălzire a aerului. Freonul folosit în echipament este dăunător oamenilor. Dacă în bucla de sistem apar microfracturi, apoi gazul este eliberat și astfel deplasează aerul din cameră. Refrigerantul poate provoca o exacerbare a bolilor pulmonare la o persoană, atacuri de astm.

Pompa de căldură este un echipament greu, greutatea sa poate atinge tone (în funcție de putere și dimensiune), prin urmare, pentru a o instala, în unele cazuri este necesar să vă construiți propria fundație, neconectată la fundația cabanei.

Înainte de a instala echipamentul, trebuie să țineți cont de dimensiunile permise ale camerei, să mențineți distanța până la pereții indicați în pașaportul produsului.

Echipamente suplimentare

Alegerea echipament suplimentar pentru pompa de căldură - o sarcină responsabilă, a cărei soluție determină în mare parte serviciul pe termen lung al sistemului de încălzire în ansamblu și absența problemelor în funcționare.

submersibil pompă pentru puțuri și iazuri

Dacă pompa de căldură din sistem este folosită pentru alimentarea cu apă caldă, un dispozitiv cu o capacitate mică poate scădea presiunea în robinet. O pompă puternică va rezolva această problemă, dar consumă mai multă energie. Putere minimă admisă în timpul funcționării FGP - 1 kW.

Există multe modificări diferite. submersibil pompe.Alegerea se face ținând cont de trei criterii, acestea fiind:

• Cantitate de lichidutilizat pentru pompare (cu cât trebuie să transportați mai multă apă, cu atât ar trebui să fie mai mare puterea pompei).
• Ei bine, adâncime (cu cât sondă este mai adâncă, cu atât ar trebui să fie mai mare capacitatea echipamentului);
• Bine diametru (în mod tradițional, preferă arbori de 4 inci, deoarece au creat cel mai mare număr de pompe, spre deosebire de 3 inci).

Pentru a determina adâncimea puțului, este necesar să asigurați sarcina pe frânghie și să o coborâți în ax. Partea umedă a funiei va indica adâncimea completă a puțului, uscarea va determina distanța de la începutul apei până la suprafață.

Pompa este cufundată în puțul la o adâncime specificată de producătorul dispozitivului. În mod obișnuit, fișa tehnică indică câți metri trebuie să fie între oglinda cu apă și pompă, partea inferioară a ieșirii și pompa

Atât pompele universale, cât și echipamentele special concepute pentru puțuri pot fi potrivite pentru mine. Dacă mina a fost dezvoltată de profesioniști, atunci este mai puțin înfundată cu nisip, astfel încât să puteți utiliza în siguranță o pompă universală.

Pompele concepute special pentru foraje sunt mai scumpe, dar fac o treabă excelentă cu nisip și noroi, mai puțin înfundate. Universalele sunt sensibile la un conținut ridicat de organice, trebuie curățate în mod regulat de murdărie, ca urmare a vieții lor reduse.

Pompele cu echipamente automate ar trebui să fie preferate, deoarece motorul se supraîncălzește, înfundarea excesivă sau lipsa apei în puț, acestea se opresc independent, ca urmare a faptului că motorul nu se supraîncălzește și nu se defectează.

Conform principiului acțiunii, se disting 2 tipuri submersibil Pompe:

• centrifugal.
• Vibrații.

Pentru lucrările în puțuri care produc apă în calcar, sunt de preferat modele centrifuge adânci. Sunt sensibile la apă cu grăunte de nisip și suspensie de argilă.

Dacă pompa de căldură va fi conectată la un rezervor deschis, este mai bine să folosiți echipamente de pompare de suprafață concepute pentru pomparea apei murdare sau un dispozitiv vibrator ieftin.

Schimbator de caldura intermediar cu pompa de caldura

În pompele de căldură, în timpul circulației, Freon poate să nu se răcească suficient, ceea ce duce la supraîncălzirea compresorului ca urmare a temperaturii de descărcare excesivă. Prin urmare, este important să îmbunătățiți răcirea substanței, scăzând astfel presiunea în circuite.

Există o altă problemă comună tuturor pompelor de căldură - agentul frigorific se poate amesteca cu vaporii de apă. Dacă lichidul intră în compresor, se poate întâmpla. ciocan de apă. În acest caz, trebuie să reparați sau să înlocuiți piesa. De asemenea, apa poate intra în ulei și este dificil să o extrageți de acolo.

Toate problemele de mai sus sunt rezolvate prin instalarea unui schimbător de căldură intermediar. Schimbătoarele de căldură vin în trei tipuri - tip deschis, carcasă și tub și bobină.

Modificarea tipului deschis neutralizează lichidul prins în freon în timpul circulației, ceea ce reduce la minimum probabilitatea ciocan de apă compresor. Dispozitivul se caracterizează prin performanțe ridicate, cu un consum minim de energie.

Când instalați un schimbător de căldură de tip deschis, este important să selectați corect dimensiunea conductei de lichid pentru a asigura o compresie minimă la presiune

Țevile selectate corect vor neutraliza posibilitatea fierberii lichidului. În același timp, supapa trebuie să aibă o capacitate suficientă pentru ca lichidul la o diferență de presiune mică să poată pătrunde în dispozitiv.

Schimbătorul de căldură cu coajă și tub este prezentat sub forma unui design închis. Schimbul de căldură are loc prin pereții conductelor, iar lichidul și agentul frigorific din acesta nu se amestecă, spre deosebire de cele deschise, ceea ce asigură o presiune ridicată pentru circulația aburului și a aerului.

Schimbătorul de căldură cu bobină se caracterizează prin prezența unui regulator de debit care controlează debitul freonului lichid. Dimensiunea dispozitivului depinde de puterea pompei de căldură.Este necesar să alegeți un produs, ținând cont de funcționalitatea și cantitatea disponibilă. Este recomandabil să acordați preferință modelelor pliabile.

Filtre cu pompa de caldura

Apa din fântâni sau bălți nu vine în formă pură. Poate conține nisip, murdărie, diverse oligoelemente - fier, hidrogen sulfurat, mangan, clor, amoniac, etc. Înainte de a intra în pompa de căldură, apa trebuie filtrată.

În primul rând, este necesară eliminarea substanțelor mari - pietre, nisip, murdărie, silt. Pentru a le scoate din apă, este necesară instalarea hidrociclon.

Hidrociclon - dispozitiv necesar pentru tratarea apei brute. Trebuie selectată ținând cont de puterea pompei

În continuare, este important să instalați filtre care elimină fierul, hidrogenul sulfurat, manganul, amoniacul. Aceste oligoelemente scurtează durata de viață a echipamentului și îl corodează.

Puteți utiliza filtre osmoza inversă, catifelatoare, îndepărtătoare de fier și modificările acestora. Pentru a asigura apa potabilă pot fi echipate filtre de carbon și un sterilizator UV care distruge bacteriile și virușii.

Generator de energie pentru alimentare de rezervă

Pompele de căldură funcționează de la rețea, astfel încât dacă apare o întrerupere a energiei, casa va rămâne fără încălzire. Este recomandabil să achiziționați suplimentar un generator electric care funcționează pe substanțe combustibile.

Este important ca generatorul să poată genera puterea necesară pentru a acționa compresorul pompei

Caracteristici ale funcționării unei astfel de pompe de căldură

O dată pe an, este necesar să efectuați o inspecție vizuală independentă a componentelor pompei, urmați recomandările pentru întreținere - ungeți în timp util piesele, monitorizați funcționarea corectă a dispozitivului la pomparea apei.

Unele tipuri de echipamente necesită o inspecție periodică (de obicei de 1-2 ori pe an) de către specialiștii din centrul de service. În timpul inspecției, identificați:

• scurgeri de ulei de motor prin fisuri din circuit;
• calitatea dispozitivelor și accesoriilor;
• nivelul de presiune în rezervoare și circuite;
• defecțiuni ale cablului de alimentare.

Instalarea unei pompe de căldură apă-apă trebuie încredințată unor specialiști instruiți. Eficiența sistemului este adesea asociată cu instalarea necorespunzătoare. Echipamentele termice sunt potrivite atât pentru locuitorii regiunilor din sud cât și din nord.

Concluzii și video util pe această temă

Videoclipul introduce principiul funcționării și caracteristicile dispozitivului:

Drept urmare, putem concluziona că pompa de căldură apă-apă este considerată un echipament eficient ecologic, conceput pentru încălzirea locuințelor de până la 150 de metri pătrați. Pentru amenajarea spațiilor dintr-o zonă mai mare, pot fi deja necesare studii complexe de inginerie.

Dacă aveți întrebări în timp ce vă familiarizați cu informațiile furnizate, vă rugăm să le întrebați în caseta de mai jos. Așteptăm cu nerăbdare comentariile dvs., întrebări pe această temă, povești și fotografii despre construcția unei mini-hidrocentrale. Suntem interesați de părerea dumneavoastră.