Vatten-vatten värmepump: anordning, driftsprincip, regler för att ordna uppvärmning baserat på det

För uppvärmning och tillförsel av varmt vatten till privata hus rekommenderas det att använda en vatten-vattenvärmepump som fungerar från naturliga källor - grundvatten, floder, reservoarer etc. Systemet kännetecknas av absolut miljösäkerhet, kräver inte regelbundna utgifter för förbrukningsvaror, därför blir det mer och mer populärt.

Vi kommer att prata om alternativen för en värmepumpenhet som använder vattenenergin för att överföra den till hushållssystem. För nyfikna husmästare beskrev vi principerna för drift av populära enhetsalternativ och konstruktionsteknik. Här hittar du vilken utrustning som behövs för att använda systemet.

Principen för drift av värmepumpens vatten-vatten

Värmepumpen förkroppsligade principen om Carnot-cykeln. Det består i det faktum att ett rörligt ämne i ett slutet system och ändrar dess sammanlagda tillstånd från vätska till gasformigt under påverkan av kemiska, fysiska eller termiska faktorer frisätter och absorberar en enorm mängd termisk energi.

Arbetsämnets roll är en termisk bärare - vatten från en brunn eller behållare.

Även på vintern upprätthåller naturliga temperaturer på ett visst djup en positiv temperatur, så termisk energi kan utvinnas från dem året runt.Den enda nackdelen med installationen är den höga energiförbrukningen och behovet av att köpa ytterligare utrustning.

Diagrammet visar banan för cirkulationen av vatten och köldmedium. Systemet låter dig ta emot värmeenergi, oavsett årstid

Huvudelementen i en vatten-till-vatten-värmepump är:

• en kompressor;
• indunstare;
• kondensor;
• expansionsinduktionsventil;
• automatiskt system för övervakningsindikatorer;
• flera motorvägar från kopparrör;
• arbetsämne (köldmedium).

Med hjälp av en speciell pump rinner vatten genom rören från källan till värmeanläggningen, varefter det samverkar med gas (freon), som kokar vid en temperatur på + 2-3 grader. Freon absorberar en del av vattenvärmen och absorberas av kompressorn, där temperaturen stiger under kompression.

Värmepumputrustningen tar mycket utrymme, men ger en möjlighet att bli av med kommunalt beroende

Därefter kommer köldmediet in i kondensorn, varefter den heta substansen värmer vattnet till en förutbestämd temperatur (från +40 till +80 grader), som transporteras genom rören i värmesystemet.

Kylt vatten kommer in i förångaren och släpper sedan ut i den mottagande brunnen. Efter passagen av kondensorn blir kylmediet flytande och samlas i botten av elementet, sedan genom gasreglaget återgår till sin ursprungliga plats. Därefter upprepas cykeln.

Vad ska man titta på när man ordnar en sådan uppvärmning?

Det finns ett stort antal olika modifieringar av värmepumpar designade för rum av alla ändamål och storlekar, samt för att arbeta under olika förhållanden. Utrustningen är avsedd för uppvärmning av hus med en total yta på 50 till 150 kvadratmeter.

Landmärke nummer 1 - vattenhårdhet

Vattenkvaliteten i en brunn eller reservoar spelar en viktig roll i valet av utrustning. Inte alla modeller kan löpa på hårt vatten som innehåller stora mängder mangan och järn.

En hög koncentration av dessa element skadar systemet - korrosionsformer på rören snabbare, vilket leder till en minskning av utrustningens effektivitet och dess livslängd.

Ta därför innan du köper en värmepump vattenprov och gör sin analys för närvaron av dessa och andra spårelement - vätesulfid, ammoniak, klor, etc. Vanligtvis, om temperaturen i dammet överstiger +13 grader, finns det med större sannolikhet mycket järn och manganjoner i vattnet.

Således väljs vatten-vatten värmepumpen med hänsyn till vattnets hårdhet. Det finns system vars element är mest skyddade mot korrosion, men de kostar mer.

Landmärke nummer 2 - driftläge

Värmepumpen kan användas som den enda värmekällan eller interagera med andra system. Därför är det viktigt att avgöra i vilket läge enheten ska fungera innan du väljer en modell.

Det finns två typer av systemfunktion:

• Monovalent. Enheter har stor kraft, lämplig för uppvärmning av huset.
• Bivalentny. Mindre produktiva enheter kompletterar huvuduppvärmningsutrustningen.

För att bygga ett autonomt system med huvudvattenvärmeenheten behövs en monovalent typ.

Referenspunkt 3 - pumpeffekt

Ström är en viktig indikator när du väljer en värmepump, eftersom systemprestanda beror på den. Ju högre effekt, desto högre effektivitet för utrustningen, men också desto större energiförbrukning.

Prestandan hos värmepumpens vatten-vatten väljs utifrån verkliga behov

När du väljer en enhet med otillräcklig effekt kommer systemets effektivitet att minska om värmeförlusten hemma överstiger den mängd energi som levereras av systemet. Värmepumpen kan arbeta dygnet runt, men det kommer inte att påverka den på grund av sänkning av vattentemperaturen.

När värmeförlusten i byggnaden är lägre än värmeöverföringen i systemet startar pumpen vanligtvis automatiskt i flera minuter, värmer vattnet till den inställda temperaturen och transporterar det genom systemet. Sedan stängs den av tills temperaturen sjunker med flera grader. Sedan upprepas cykeln.

Landmärke nummer 4 - funktionen för en viss modell

Värmepumpar kan ha ytterligare funktioner, dessa är:

• Automatiskt styrsystem som gör att du kan justera mikroklimatet i rummet efter smak. Hantering sker vanligtvis med en fjärrkontroll.
• Uppvärmningsvatten för varmvattenförsörjning.
• Ljudisolerat hölje.
• Möjligheten att ansluta till andra värmesystem, solfångare, som kommer att göra uppvärmningsutrustningen helt autonom.

Driftstiden för värmepumpar vatten-vatten överstiger vanligtvis 30 år.

Inte mindre viktigt när du väljer utrustning beakta installationskostnaderna och installationen.

Beräkning av den erforderliga värmepumpens kapacitet

Innan du köper ett system är det viktigt att först utarbeta och beräkna nödvändig utrustningskapacitet. Prestanda beräknas med beaktande av den faktiska värmebehovet. Värmeförbrukningen, värmeförlusten hemma och närvaron eller frånvaron av en krets beaktas VV.

Beräkningsalgoritm:

1. Vi beräknar den totala ytan för de uppvärmda rummen.
2. Vi bestämmer den nödvändiga mängden energi för uppvärmning. Den optimala indikatorn per 1 kvadratmeter är 0,07 kW.
3. För att smälta ett hus på N kvadratmeter, behöver du N * 0,07 kW.
4. för VV till det resulterande antalet lägg till ytterligare 15-20%, det vill säga N * 0,07 * 0,85 eller N * 0,07 * 0,80.

Denna beräkning kommer att vara optimal för rum med tak som inte överstiger en höjd av 2,7 m. Mer exakta beräkningar kommer att göras av specialister under förberedelsen av projektet.

Förberedande arbete före drift

Förberedelser för montering, anslutning och idrifttagning av en vatten-till-vatten-värmepump innehåller ett antal standardsteg, som vi kommer att bekanta oss med ytterligare.

Välja den optimala vattenkällan

Det bör noteras att inte alla öppna källor eller vattenbrunn lämplig för smidig drift av värmepumpen.Vattenkvalitet spelar en viktig roll, men filter kan hjälpa till att lösa föroreningsproblemet.

Det är tillåtet att använda en damm eller damm belägen inom en radie av 100 meter från byggnaden. Om det inte finns någon sådan källa, blir det nödvändigt att borra brunnar.

Valet av källa för värmepumpen bör fokusera på enkelhet och användningskostnader. När det gäller en närliggande öppet vattenbehållare är det rimligare att använda den

Open source-beteende är mer förutsägbart än grundvatten, så om möjligt föredras vattendrag.

Installation av ett termiskt system med en brunn

För att installera systemet med en värmepump behövs två brunnar. En av brunnarna kallas debitering. Det ligger i det att en speciell pump nedsänks, med hjälp av vilket vatten tas för efterföljande bearbetning i systemet. Den andra brunnen är den mottagande brunnen. Kylt vatten dräneras i det.

Dränerings- och tillförselbrunnarna måste vara minst 15 meter från varandra

Debitbrunnens djup bör inte överstiga 50 meter. Ju djupare vattenkällan befinner sig, desto kraftigare behövs pumpen för att förse den, vilket kommer att öka mängden energi som förbrukas.

Debiteringsenhet

Innan du debiterar bra är det viktigt att veta hur mycket vatten det kan producera och hur mycket vätska som behövs för att ge värme till hela rummet. Ju högre vattentemperatur, desto mindre kommer den att behövas för uppvärmning.

Det är viktigt att förberäkna volymen V, som måste pumpas ur brunnen i en timme för att värma rummet. Anta att det finns en pump vars värmeeffekt är lika med ett visst antal Q kW och strömförbrukning - antalet P kW. Du måste också ta reda på grundvattnets temperatur (t1) och deras temperatur efter värmeväxling (t2).

Då ser formeln för att beräkna mängden vatten som behövs per timme så här:

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

Det är analytiskt omöjligt att bestämma en debitbrunns förmåga att leverera den nödvändiga mängden vatten, därför testas den. Inom tre dagar pumpar pumpen oavbrutet vatten från brunnen. Således utförs också kontrollen av mottagningsbrunnen för förmågan att ta den erforderliga mängden vatten vid hög belastning.

Det är viktigt att förstå att grundvatten uppför sig oförutsägbart, så att vatten från en debiteringsbrunn kan bli mindre med tiden. Till exempel observeras tidvatten på våren, och på vintern, tvärtom, vatten minskar. Om det inte finns tillräckligt med vatten i brunnen stängs systemet automatiskt av och uppvärmning sker inte.

Funktioner hos den mottagande brunnen

Den mottagande rörformade brunnen är belägen nedströms om grundvatten. Det är analytiskt omöjligt att avgöra i vilken riktning vattnet rör sig. Välj i praktiken därför en godtycklig brunn som en debiteringsbrunn och stöter på den dränkbar pumpen.

Om vattennivån under systemet inte sjunker, görs valet korrekt. Om nivån har sjunkit och vattentemperaturen har sjunkit, måste du byta brunnar - överföra dränkbar pumpa in i ett annat hål.

Avloppsröret i den mottagande brunnen måste nedsänkas flera centimeter i vatten och inte nå botten. Om du släpper bort avfallsvätskan ovanifrån, kommer detta att leda till vattenavfall. Den rörformade brunnen kan sluta ta vatten och täppa till.

Resultatet hotar överflödet, och på vintern, möjlig isbildning. Det bästa alternativet för en mottagande källa är en flod eller damm. Om dessa föremål inte finns i närheten, blir det nödvändigt att borra en eller flera mottagande brunnar för att försäkra sig mot överflöd.

Figuren visar ett exempel på att använda en brunn som mottagnings- och debiteringsbrunn

Det är omöjligt att ta reda på om en brunn kommer att få vatten, antingen analytiskt eller med en testmetod. Övningen visar att en dräneringsbrunn kontinuerligt kan ta upp vatten under många år och till och med kan misslyckas under en säsong.

Det finns teknologier som gör det möjligt att använda en brunn som en debitering och ta emot brunnen, men den här metoden är inte effektiv - drift kommer att åtföljas av svårigheter, eventuellt sänka vattentemperaturen, vattendragning och ett antal andra problem.

Enhetssystem med en damm

Det valda dammet bör vara tillräckligt djupt så att de nedre vattenlagren inte fryser under svår frost. I de södra regionerna är det optimala djupet cirka 1 meter, i de nordliga regionerna krävs en källa med ett djup på 3 meter eller mer. Dammet måste också vara stabilt - fluktuationer i vattennivån och dess minskning är oacceptabla.

Det finns två rörledningar till reservoaren - debitering och mottagning. En sänkbar pump är installerad i mottagaren

Som rör rekommenderas att använda modeller från HDPEkännetecknas av hållbarhet och tillförlitlighet. Det är viktigt att skydda rören från frysning, genom att ytterligare isolera dem och från genombrott.

Förbereda ett hem för en värmepump

För att interagera med vatten-vattenvärmepumpen måste ett vattenbaserat värmesystem vara utrustat i huset, presenterat i form av rör, radiatorbatterier. För bättre isolering i golv och väggar är det också tillåtet att installera värmerör.

Om utrustningen kommer att användas för att tillföra varmt vatten, måste huset ha ett insamlingssystem. För att pumpen ska fungera måste du ansluta till ett elektriskt nätverk med obegränsad ström.

Utan ytterligare åtgärder för värmeisolering av huset (isolering utanför, installation av fönster med dubbla kammare, etc.) drift av värmepumpen är inte vettigt.

Experter rekommenderar att du installerar ytterligare ventilationssystem med luftvärmemekanism. Den freon som används i utrustningen är skadlig för människor. Om i systemslingan uppstår mikrosprickorsedan frigörs gasen och förskjuter därmed luften från rummet. Kylmediet kan orsaka en förvärring av lungsjukdomar hos en person, astmaattacker.

Värmepumpen är tung utrustning, vikten kan nå ton (beroende på kraft och storlek), därför måste du i vissa fall bygga din egen grund, inte ansluten till stugans grund.

Innan du installerar utrustningen måste du ta hänsyn till rumets tillåtna dimensioner, bibehålla avståndet till väggarna som anges i produktpasset.

Ytterligare utrustning

Valet extra utrustning för värmepumpen - en ansvarsfull uppgift, vars lösning i stor utsträckning avgör den långsiktiga servicen för värmesystemet som helhet och frånvaron av problem i drift.

dränkbar pump för brunnar och dammar

Om värmepumpen i systemet används för att tillföra varmt vatten kan en anordning med liten kapacitet sänka trycket i kranarna. En kraftfull pump kommer att lösa detta problem, men den förbrukar mer energi. Minsta tillåtna effekt under drift FGP - 1 kW.

Det finns många olika ändringar. dränkbar pumpar.Valet görs med beaktande av tre kriterier, dessa är:

• Vätskaanvänds för pumpning (ju mer vatten du måste transportera, desto högre bör pumpkraften vara).
• Tja djup (ju djupare brunnen, desto större ska kapaciteten för utrustningen vara);
• Tja diameter (traditionellt föredrar 4-tum axlar, eftersom de skapade det största antalet pumpar, till skillnad från 3-tum).

För att bestämma brunnens djup är det nödvändigt att säkra belastningen på repet och sänka den ned i axeln. Repets våta del indikerar brunnens fulla djup, det torra bestämmer avståndet från början av vattnet till ytan.

Pumpen är nedsänkt i borrhålet till ett djup som anges av enhetstillverkaren. Vanligtvis indikerar databladet hur många meter som ska vara mellan vattenspegeln och pumpen, utgångens botten och pumpen

Både universalpumpar och utrustning speciellt konstruerad för brunnar kan vara lämpliga för gruvor. Om gruvan har utvecklats av proffs, är den mindre tilltäppt med sand, så du kan säkert använda en universalpump.

Pumpar designade specifikt för borrhål är dyrare, men de gör ett bra jobb med sand och lera, mindre igensättning. Universal är känsliga för ett högt innehåll av organiska ämnen, de måste regelbundet rengöras för smuts, varför deras livslängd minskas.

Pumpar med automatisk utrustning bör föredras, eftersom när motorn överhettas, överdriven tilltäppning eller brist på vatten i brunnen, stängs de av oberoende, varför motorn inte överhettas och inte bryter.

Enligt handlingsprincipen skiljer sig två typer dränkbar pumpar:

• centrifugal.
• Vibration.

För arbete i brunnar som producerar vatten i kalksten föredras centrifugaldjupa modeller. De är känsliga för vatten med sandkorn och leresuspension.

Om värmepumpen kommer att anslutas till en öppen behållare är det bättre att använda ytpumputrustning konstruerad för att pumpa smutsigt vatten eller en billig vibrationsanordning.

Värmepumps mellanvärmeväxlare

I värmepumpar, under cirkulationen, kanske Freon inte kyler tillräckligt, vilket leder till överhettning av kompressorn till följd av överdriven urladdningstemperatur. Därför är det viktigt att förbättra kylningen av ämnet och därmed sänka trycket i kretsarna.

Det finns ett annat problem som är gemensamt för alla värmepumpar - köldmediet kan blandas med vattenånga. Om vätska kommer in i kompressorn kan det hända. vatten hammare. I detta fall måste du reparera eller byta ut delen. Dessutom kan vatten komma in i oljan, och det är svårt att utvinna det därifrån.

Alla ovanstående problem löses genom att installera en mellanliggande värmeväxlare. Värmeväxlare finns i tre typer - öppen typ, skal-och-rör och spole.

Modifiering av den öppna typen neutraliserar vätskan som fångas i freon under cirkulation, vilket minimerar sannolikheten vatten hammare kompressor. Enheten kännetecknas av hög prestanda med minimal energiförbrukning.

Vid installation av en värmeväxlare av öppen typ är det viktigt att korrekt välja vätskerörets storlek för att säkerställa minimal tryckkomprimering

Korrekt valda rör neutraliserar möjligheten att koka vätska. Samtidigt måste ventilen ha tillräcklig kapacitet så att vätskan vid låg tryckskillnad kan tränga in i enheten.

Skal-och-rörvärmeväxlaren presenteras i form av en sluten design. Värmeväxling sker genom rörens väggar, och vätskan och kylmediet i den blandas inte, till skillnad från öppen, vilket ger högt tryck för cirkulation av ånga och luft.

Spolvärmeväxlaren kännetecknas av närvaron av en flödeskontroll som styr flödet av vätskefyn. Enhetens storlek beror på värmepumpens effekt.Det är nödvändigt att välja en produkt med hänsyn till funktionalitet och tillgängligt belopp. Det är lämpligt att föredra att hopfällbara modeller.

Värmepumpfilter

Vatten från brunnar eller dammar kommer inte i ren form. Det kan innehålla sand, smuts, olika spårelement - järn, vätesulfid, mangan, klor, ammoniak, etc. Innan värmepumpen går in, måste vattnet filtreras.

Först av allt är det nödvändigt att eliminera stora ämnen - stenar, sand, smuts, slam. För att ta bort dem från vattnet krävs installation hydrocyklon.

Hydrocyklon - en anordning som krävs för grovvattenbehandling. Det måste väljas med hänsyn till pumpens effekt

Därefter är det viktigt att installera filter som eliminerar järn, vätesulfid, mangan, ammoniak. Dessa spårelement förkortar utrustningens livslängd och korroderar den.

Du kan använda filter omvänd osmos, mjukgörare, järnborttagare och deras ändringar. För att säkerställa att dricka varmt vatten, bör kolfilter och en UV-sterilisator som förstör bakterier och virus också utrustas.

Strömgenerator för reservkraft

Värmepumpar fungerar från elnätet, så om ett strömavbrott inträffar kommer huset att förbli utan uppvärmning. Det är tillrådligt att köpa en elektrisk generator som arbetar med brännbara ämnen.

Det är viktigt att generatorn kan generera den nödvändiga kraften för att driva pumpkompressorn

Funktioner för driften av en sådan värmepump

En gång om året är det nödvändigt att utföra en oberoende visuell inspektion av pumpkomponenterna, följ rekommendationerna för underhåll - smörj i rätt tid delarna, övervaka enhetens korrekta funktion vid pumpning av vatten.

Vissa typer av utrustning kräver regelbunden inspektion (vanligtvis 1-2 gånger per år) av servicecenter. Identifiera under inspektionen:

• motoroljeläckage genom sprickor i kretsen;
• kvalitet på inventarier och armaturer;
• trycknivå i tankar och kretsar;
• fel i strömkablarna.

Installationen av en vatten-till-vatten-värmepump ska anförtros utbildade specialister. Systemineffektivitet är oftast associerad med felaktig installation. Termisk utrustning är lämplig för drift av både invånare i de södra regionerna och de norra.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Videon introducerar enhetens funktion och funktioner:

Som ett resultat kan vi dra slutsatsen att vatten-till-vatten-värmepumpen anses vara en effektiv miljövänlig utrustning utformad för att värma hus upp till 150 kvadratmeter. För arrangemang av lokaler i ett större område kan det redan behövas ganska komplicerade tekniska undersökningar.

Om du har några frågor när du bekanta dig med den information som lämnats, fråga dem i rutan nedan. Vi ser fram emot dina kommentarer, frågor om ämnet, berättelser och foton om byggandet av en mini-hydroelektrisk station. Vi är intresserade av din åsikt.