Топлотна пумпа вода-вода: уређај, принцип рада, правила за организовање грејања на његовој основи

За грејање и снабдевање топлом водом у приватним кућама препоручљиво је користити топлотну пумпу вода-вода која ради из природних извора - подземних вода, река, резервоара итд. Систем карактерише апсолутна безбедност околине, не захтева редовне издатке за потрошни материјал, па постаје све популарнији.

Разговараћемо о опцијама уређаја са топлотном пумпом који користи екоенергију воде за пренос у кућне грејне системе. За радознале домаће мајсторе описали смо принципе рада популарних опција уређаја и грађевинске технологије. Овде ћете сазнати која је опрема потребна за рад система.

Принцип рада топлотне пумпе вода-вода

Топлотна пумпа је отелотворела принцип Царнотовог циклуса. Састоји се у чињеници да се креће супстанца у затвореном систему и мења своје агрегатно стање из течног у гасовито под утицајем хемијских, физичких или термичких фактора ослобађа и апсорбује огромну количину топлотне енергије.

Улога радне материје је топлотни носач - вода из бунара или резервоара.

Чак и зими, природне температуре на одређеној дубини одржавају позитивну температуру, па се топлотна енергија може из њих извлачити током целе године.Једини недостатак инсталације је велика потрошња енергије и потреба за набавком додатне опреме.

Дијаграм приказује путању циркулације воде и расхладног средства. Систем вам омогућава да примате топлотну енергију без обзира на годишње доба

Главни елементи топлотне пумпе вода-вода су:

• компресор
• испаривач;
• кондензатор;
• индукциони вентил за ширење;
• аутоматски систем за праћење индикатора;
• више аутопута од бакарних цеви;
• радна супстанца (расхладно средство).

Помоћу посебне пумпе вода тече кроз цеви од извора до термичке инсталације, након чега ступа у интеракцију са гасом (фреоном) који кључа на температури од + 2-3 степена. Фреон апсорбује део топлоте воде и апсорбује га компресор, где његова температура расте током компресије.

Опрема за топлотне пумпе заузима пуно простора, али пружа прилику да се ослободите комуналне зависности

Затим расхладно средство улази у кондензатор, након чега врућа супстанца загрева воду до унапред одређене температуре (од +40 до +80 степени), која се транспортује кроз цеви грејног система.

Охлађена вода улази у испаривач, а затим се испушта у прихватни бунар. Након проласка кондензатора, расхладно средство постаје течно и сакупља се на дну елемента, а затим се кроз лептир гас враћа на првобитно место. Затим се циклус понавља.

На шта треба пазити када уредите такво грејање?

Постоји велики број различитих модификација топлотних пумпи дизајнираних за просторије било које намене и величине, као и за рад у различитим условима. Опрема је намењена грејању кућа укупне површине од 50 до 150 квадратних метара.

Оријентир број 1 - тврдоћа воде

Квалитет воде бунара или резервоара игра важну улогу у одабиру опреме. Нису сви модели способни да раде на тврдој води која садржи велике количине мангана и гвожђа.

Висока концентрација ових елемената штети систему - корозија се формира на цевима брже, што доводи до смањења ефикасности опреме и њеног животног века.

Зато пре куповине топлотне пумпе узмите узорак воде и урадити анализу на присуство ових и других елемената у траговима - водоник сулфида, амонијака, хлора итд. Обично, ако температура у базену прелази +13 степени, тада са већим степеном вероватноће има пуно јона гвожђа и мангана у води.

Стога се термичка пумпа вода-вода бира, узимајући у обзир тврдоћу воде. Постоје системи чији су елементи највише заштићени од корозије, али коштају више.

Оријентир број 2 - режим рада

Топлотна пумпа се може користити као једини извор топлоте или интеракција са другим системима. Стога, пре него што одаберете модел, важно је утврдити у ком режиму ће уређај радити.

Постоје две врсте функционисања система:

• Моновалент. Уређаји су велике снаге, погодни за грејање куће.
• Бдвовалентан. Мање продуктивни уређаји допуњују главну грејну опрему.

Да би се изградио аутономни систем са главним грејачем вода-вода, потребан је моновалентни тип.

Референтна тачка 3 - снага пумпе

Снага је важан показатељ при одабиру топлотне пумпе, јер од ње зависе перформансе система. Што је већа снага, већа је ефикасност опреме, али и већа потрошња енергије.

Перформансе топлотне пумпе вода-вода бирају се на основу стварних потреба

Када одаберете уређај са недовољном снагом, ефикасност система ће пасти ако губитак топлоте код куће пређе количину енергије коју систем добија. Топлотна пумпа може радити нон-стоп, али неће имати ефекта због снижавања температуре воде.

Када је топлотни губитак зграде мањи од преноса топлоте система, пумпа се обично аутоматски покрене неколико минута, загрева воду до задате температуре и транспортује је кроз систем. Затим се искључује док температура не падне за неколико степени. Тада се циклус понавља.

Оријентир број 4 - функционалност одређеног модела

Топлотне пумпе могу имати додатне функције, а то су:

• Аутоматски систем управљања који вам омогућава да прилагодите микроклиму просторије укусу. Управљање се обично врши помоћу даљинског управљача.
• Функција грејне воде за снабдевање топлом водом.
• Кућиште звучно изолирано.
• Могућност повезивања са другим системима грејања, соларним колекторима, због чега ће грејна опрема бити потпуно аутономна.

Трајање рада топлотних пумпи вода-вода обично прелази 30 година.

Ништа мање важно приликом одабира опреме узмите у обзир и трошкове инсталације и уградње.

Прорачун потребног капацитета топлотне пумпе

Пре куповине система, важно је прво нацртати и израчунати потребан капацитет опреме. Перформансе се израчунавају узимајући у обзир стварне потребе за топлином. Потрошња топлоте, губитак топлоте код куће и присуство или одсуство круга узимају се у обзир ПТВ.

Алгоритам израчунавања:

1. Израчунавамо укупну површину грејаних просторија.
2. Одређујемо потребну количину енергије за грејање. Оптимални показатељ на 1 квадратни метар је 0,07 кВ.
3. Да бисте растопили кућу на Н квадратних метара, потребно вам је Н * 0,07 кВ.
4. За ПТВ у добијени број додајте додатних 15-20%, то јест Н * 0,07 * 0,85 или Н * 0,07 * 0,80.

Овај израчун ће бити оптималан за собе са стропом који не прелази висину од 2,7 м. Стручњаци ће прецизније израчунати током припреме пројекта.

Припремни радови пре рада

Припрема за монтажу, прикључивање и пуштање у рад топлотне пумпе из серије вода-вода укључује низ стандардних корака са којима ћемо се даље упознати.

Избор оптималног извора воде

Треба напоменути да није сваки опен соурце или водњак погодан за несметан рад топлотне пумпе.Квалитет воде игра важну улогу, али филтери могу помоћи у решавању проблема загађења.

Дозвољено је коришћење баре или баре која се налази у радијусу од 100 метара од зграде. Ако нема таквог извора, тада је потребно бушити бушотине.

Избор извора топлотне пумпе треба да се фокусира на једноставност и трошкове коришћења. У случају отвореног резервоара у близини, разумније је користити га

Понашање на отвореном извору је више предвидљиво од подземних вода, па ако је могуће, предност дајемо водним тијелима.

Инсталација топлотног система помоћу бунара

Да бисте инсталирали систем помоћу топлотне пумпе, потребна су два бунара. Један од бунара се назива дебитни. У њему је уроњена посебна пумпа, уз помоћ које се вода узима за накнадну обраду у систему. Други бунар је пријемни бунар. Охлађена вода се улије у њу.

Одводни и доводни бунари морају бити удаљени најмање 15 метара

Дубина дебитне бушотине не сме бити већа од 50 метара. Што је дубљи извор воде лоциран, то ће требати снажнија пумпа да би се снабдевала, што ће повећати количину потрошње енергије.

Уређај за бушење бунара

Пре рада на бушотини, важно је знати колико воде може произвести и колико течности је потребно да би се топлота обезбедила целој соби. Што је виша температура воде, мање ће јој бити потребно за загревање.

Важно је унапред израчунати запремину В, који се морају испумпати из бунара сат времена да би се загрејала соба. Претпоставимо да постоји пумпа чија је топлотна снага једнака одређеном броју К кВ, и потрошња електричне енергије - број П кВ Такође ћете морати да сазнате температуру подземне воде (т1) и њихову температуру после размена топлоте (т2).

Тада формула за израчунавање количине воде која је потребна на сат изгледа овако:

В = (К-П) / (т1-т2).

Аналитички је немогуће утврдити способност дебитног бунара да испоручи потребну количину воде, дакле, тестира се. У року од 3 дана пумпа непрекидно пумпа воду из бунара. Тако се врши и провера прихватног бунара да ли може да узме потребну количину воде при високом оптерећењу.

Важно је схватити да се подземна вода понаша непредвидиво, па вода из дебитног бунара може с временом постати мања. На пример, плима се примећује у пролеће, а зими, напротив, вода опада. Ако у бунару нема довољно воде, систем се аутоматски искључује, грејање се не догађа.

Карактеристике пријемног бунара

Прихватни цевасти бунар налази се низводно од подземних вода. Аналитички је немогуће утврдити у ком се смеру вода креће. Стога у пракси изаберите произвољни бунар као бушотину и налетите на њу потопни пумпа.

Ако током рада система ниво воде не опада, онда се избор врши правилно. Ако је ниво пао, а температура воде је пала, онда требате заменити бунаре - пребацити потопни пумпа у другу рупу.

Одводна цев у прихватни бунар мора бити уроњена неколико центиметара у воду, не досежући дно. Ако испустите отпадну течност одозго, то ће довести до замрзавања. Цјевасти бунар може да престане да узима воду и зачепљује се.

Резултат прети преливање, а зими могућа залеђивање. Најбоља опција за пријемни извор је река или рибњак. Ако се ови објекти не налазе у близини, тада је потребно избушити један или више пријемних бушотина да би се осигурали од прелива.

На слици је приказан пример коришћења бунара за прихват и задужење

Немогуће је сазнати да ли ће бунар добити воду, аналитички или методом испитивања. Пракса показује да одводни бунар може непрекидно апсорбирати воду дуги низ година, па чак и може успети у једној сезони.

Постоје технологије које омогућавају коришћење једног бунара и дебитног бунара, али ова метода није ефикасна - рад ће бити праћен потешкоћама, евентуално снижавањем температуре воде, замрзавањем и низом других проблема.

Систем уређаја који користи рибњак

Изабрани рибњак треба да буде довољно дубок да доњи слојеви воде не би смрзавали током јаких мразева. У јужним регионима оптимална дубина је око 1 метар, у северним регионима потребан је извор са дубином од 3 метра или више. Такође, рибњак мора бити стабилан - колебања нивоа воде и његово смањење су неприхватљиви.

До резервоара постоје два цевовода - дебитни и пријемни. У пријемну је уграђена потопна пумпа

Као цеви препоручује се коришћење модела из ПНДкарактерише издржљивост и поузданост. Важно је заштитити цеви од смрзавања, додатном изолацијом и пробојем.

Припрема куће за топлотну пумпу

За интеракцију са топлотном пумпом вода-вода, у кући мора бити опремљен систем грејања на води, који је представљен у облику цеви, радијаторских батерија. За бољу изолацију у поду и зидовима, такође је дозвољено постављање цеви за грејање.

Ако ће се опрема користити за снабдевање топлом водом, тада кућа мора имати систем за прикупљање. Да би пумпа радила, потребно је да се повежете на електричну мрежу неограничене снаге.

Без додатних мера за топлотну изолацију куће (изолација споља, уградња двокоморних прозора итд.) рад топлотне пумпе нема смисла.

Стручњаци препоручују додатно инсталирање вентилациони систем са механизмом за загревање ваздуха Фреон који се користи у опреми је штетан за људе. Ако се догоди у системској петљи микрофрактуре, тада се гас ослобађа и тиме избацује ваздух из собе. Расхладно средство може код човека изазвати погоршање плућних болести, нападе астме.

Топлотна пумпа је тешка опрема, њена тежина може достићи тоне (у зависности од снаге и величине), па је у неким случајевима да бисте је инсталирали, потребно да изградите властити темељ, који није повезан са темељем викендице.

Пре инсталирања опреме морате узети у обзир дозвољене димензије просторије, одржавати удаљеност до зидова наведених у пасошу производа.

Додатна опрема

Избор додатна опрема за топлотну пумпу - одговоран задатак, чије решење у великој мери одређује дугорочан сервис грејања у целини и одсуство проблема у раду.

Потопно пумпа за бунаре и баре

Ако се топлотна пумпа у систему користи за напајање топле воде, уређај малог капацитета може снизити притисак у славинама. Снажна пумпа ће решити овај проблем, али троши више енергије. Минимална дозвољена снага током рада ФГП - 1 кВ.

Постоји много различитих модификација. потопни пумпе.Избор се врши узимајући у обзир три критеријума, а то су:

• Количина течностикористи се за пумпање (што више воде требате транспортовати, већа снага пумпе).
• Па дубина (дубљи бунар, већи капацитет опреме треба да буде);
• Пречник бушотине (традиционално воле 4-инчне осовине, јер су створиле највећи број пумпи, за разлику од 3-инчне).

Да бисте одредили дубину бушотине, потребно је да учврстите терет на ужету и спустите га у осовину. Влажни део ужета указује на пуну дубину бушотине, а суви ће одредити удаљеност од почетка воде до површине.

Пумпа је уроњена у бушотину до дубине коју је одредио произвођач уређаја. Типично, на техничком листу је наведено колико метара треба да буде између воденог огледала и пумпе, дна излаза и пумпе

И универзалне пумпе и опрема посебно дизајнирана за бушотине могу бити погодна за руднике. Ако су рудник развили професионалци, онда је мање зачепљен песком, тако да можете сигурно користити универзалну пумпу.

Пумпе дизајниране посебно за бушотине су скупље, али одлично раде с пијеском и блатом, мање се зачепљују. Универзални су осетљиви на висок садржај органских материја, морају се редовно чистити од прљавштине, због чега им се смањује живот.

Треба да се дају пумпе са аутоматском опремом, јер када се мотор прегријава, прекомјерно зачепљење или недостатак воде у бушотини, искључују се самостално, што резултира прегријавањем и неисправношћу мотора.

По принципу деловања разликују се 2 врсте потопни пумпе:

• Центрифугално.
• Вибрирајући.

За рад у бунарима који производе воду у кречњаку пожељни су центрифугални дубоки модели. Осетљиви су на воду са зрнцима песка и суспензије од глине.

Ако ће топлотна пумпа бити повезана са отвореним резервоаром, боље је користити опрему за површинско пумпање дизајнирану за испумпавање прљаве воде или јефтин вибрирајући уређај.

Средњи измјењивач топлине топлотне пумпе

У топлотним пумпама, током циркулације, Фреон се можда неће довољно охладити, што доводи до прегријавања компресора као резултат прекомјерне температуре пражњења. Због тога је важно побољшати хлађење материје, смањујући притисак у струјним круговима.

Постоји још један проблем уобичајен за све топлотне пумпе - расхладно средство може да се меша са воденом паром. Ако течност уђе у компресор, то се може догодити. водени чекић. У том случају морате поправити или заменити део. Такође, вода може ући у уље, а тешко је извући је оданде.

Сви горе наведени проблеми решавају се уградњом средњег измењивача топлоте. Измењивачи топлоте се испоручују у три врсте - отвореног типа, шкољке и цеви.

Модификација отвореног типа неутралише течност заробљена у фреону током циркулације, што смањује вероватноћу водени чекић компресор. Уређај карактеришу високе перформансе и минимална потрошња електричне енергије.

Приликом постављања измењивача топлоте отвореног типа, важно је правилно одабрати величину цеви за течност како би се осигурала минимална компресија притиска

Правилно одабране цеви ће неутрализовати могућност кључања течности. Истовремено, вентил мора имати довољан капацитет да би течност при малој разлици притиска могла да продре у уређај.

Измењивач топлоте са цевима и цевима представљен је у облику затвореног дизајна. Измена топлоте долази кроз зидове цеви, а течност и расхладно средство у њему се не мешају, за разлику од отворених, што обезбеђује висок притисак за циркулацију паре и ваздуха.

За измењивач топлоте завојнице карактерише присуство регулатора протока који контролише проток течног фреона. Величина уређаја зависи од снаге топлотне пумпе.Потребно је одабрати производ, узимајући у обзир функционалност и доступну количину. Препоручљиво је дати предност склопивим моделима.

Филтери топлотне пумпе

Вода из бунара или локва не долази у чистом облику. Може да садржи песак, прљавштину, разне елементе у траговима - гвожђе, водоник сулфид, манган, хлор, амонијак итд. Пре уласка у топлотну пумпу, вода се мора филтрирати.

Пре свега, потребно је елиминисати крупне материје - камење, песак, прљавштину, муљ. Да бисте их уклонили из воде, потребна је инсталација хидроциклона.

Хидроциклона - уређај потребан за грубу обраду воде. Мора бити изабран узимајући у обзир снагу пумпе

Даље, важно је уградити филтере који елиминишу гвожђе, водоник сулфид, манган, амонијак. Ови елементи у траговима скраћују век опреме и нагризају је.

Можете користити филтере реверзна осмоза, омекшивачи, средства за уклањање гвожђа и њихове модификације. Да би се осигурало пијење топле воде, требало би да буду опремљени и филтери са угљеником и УВ стерилизатор који уништава бактерије и вирусе.

Генератор напајања за резервно напајање

Топлотне пумпе раде из мреже, тако да ако дође до прекида напајања, кућа ће остати без гријања. Препоручљиво је додатно набавити електрични генератор који ради на запаљивим тварима.

Важно је да генератор може да произведе потребну снагу за рад компресора пумпе

Значајке рада такве топлотне пумпе

Једном годишње потребно је извршити независни визуелни преглед компоненти пумпе, следити препоруке за одржавање - правовремено подмазати делове, пратити правилан рад уређаја приликом пумпања воде.

Неке врсте опреме захтевају редовну инспекцију (обично 1-2 пута годишње) од стране стручњака сервисних центара. Током инспекције идентификујте:

• цурење моторног уља кроз пукотине у кругу;
• квалитет учвршћења и фитинга;
• ниво притиска у резервоарима и круговима;
• кварови у напајању.

Уградњу топлотне пумпе вода-вода треба поверити обученим стручњацима. Неефикасност система најчешће је повезана с неправилном инсталацијом. Термичка опрема је погодна за рад и становника јужних и северних региона.

Закључци и корисни видео о овој теми

Видео представља принцип рада и карактеристике уређаја:

Као резултат, можемо закључити да се топлотна пумпа вода-вода сматра ефикасном еколошком опремом дизајнираном за гријање домова до 150 квадратних метара. За уређење просторија веће површине, већ могу бити потребни прилично компликовани инжењерски прегледи.

Ако имате било каквих питања током упознавања са пруженим информацијама, поставите их у доњем пољу. Радујемо се вашим коментарима, питањима о теми, причама и фотографијама о изградњи мини-хидроелектране. Занима нас ваше мишљење.