Тепловой насос – принцип работы

Обогрев за бесценок! Тепловой насос для отопления дома: принцип работы устройства

Тепловой насос представляет собой альтернативный вариант отопления в виде парокомпрессионной установки. Устройство переносит тёплый воздух от холодных источников тепла к высокопотенциальным.

Энергия передаётся вследствие конденсации хладагента и его последующим преобразованием в пар. Хладагент во время работы ТН проходит по замкнутому контуру. Тепловой насос тратит электроэнергию для конденсации испарения принудительной циркуляции.

Как устроен тепловой насос для отопления дома?

Установка представлена из трех составляющих:

  1. Зонда, предназначенного для сбора тепла.
  2. ТН и компрессора.
  3. Камеры конденсатора с системой отопления.

Конденсатор или теплообменная камера состоит из труб и радиаторов.

Зонд — это проводник, по которому поступает тепло. Зонды в зависимости от принципа действия и способа укладки делятся на 3 вида:

  • горизонтальные (размещают в земляных траншеях глубиной от 1,2 метра и более);
  • вертикальные (помещают в скважины глубиной до 200 м);
  • водные (размещают в водоеме ниже глубины промерзания).

Тепловой насос состоит из 6 компонентов.

Хладагент входит во внутреннее строение устройства. Компонент направлен для циркуляции по закрытому контуру. Кроме этого, установка имеет капилляр и компрессор. В насосе есть испаритель, который нагревает вещество за счёт холодной температуры. Конденсатор помогает сохранить тепло для дальнейшего использования. На ТН находится терморегулятор, который позволяет выставлять необходимую температуру.

Справка. В холодильнике составляющие ничем не отличаются от теплового насоса. Однако процесс направлен на охлаждение. При чрезмерном охлаждении система выводит ее к задней стенке устройства.

Разновидности тепловых насосов и принципы их действия

Цель ТН это температурный обмен между носителями. Выделяют несколько разновидностей установок:

  • земельные;
  • воздушные;
  • водяные.

От этих природных энергоносителей установка снабжает здание теплом. Принцип монтажа и работы у таких насосов несколько отличается. Устройства могут быть как открытого, так и закрытого типа.

Грунт-вода

ТН земельного вида состоит из 3 контуров. Внешний располагается в грунте. Он выполняет сбор тепловой энергии. Хладагент попадает в ТН. Затем теплоноситель переходит в испаритель. Там начинает подниматься температура. Последний контур представлен в системе отопления в здании или доме. В нём происходит циркуляция воды. Из-за этого ТН называют грунт-вода.

Внимание! В качестве теплоносителя в рассматриваемой установке используют антифриз или смешанный с водой пропиленгликоль. В ином случае в качестве вещества выступает этиленгликоль.

Часто в такой системе теплоносителем бывает фреон. Этот хладагент способен при пониженной температуре превращаться из жидкости в газообразное состояние.

При закипании теплоносителя, пары попадают в конденсатор. Затем тепловая энергия попадает в последний контур, где находится вода. После того как теплоноситель остывает, он преобразуется в жидкое состояние и переходит в земельный контур. Процесс цикличен и постоянно повторяется.

Фото 1. Схема устройства конструкции с тепловым насосом грунт-вода. Красным цветом показан горячий теплоноситель, синим – холодный.

Вода-вода

Принцип работы ТН водяного типа состоит в использовании энергии с низкой температурой и преобразованием её в тепло. Насос вода-вода состоит из 3 контуров. Фреон выступает в роли первичного теплообменника.

Важно! Контур устанавливают на дне естественного водоёма. Глубина составляет не менее 3 метров над поверхностью. Вода при этом не замерзает и не опускается ниже +3—5°С.

Когда хладагент циркулирует по контуру, то вещество нагревается до 8°С. Затем теплоноситель попадает в корпус установки и в компрессор. Фреон уже на этот момент находится в газообразном состоянии. При остывании хладагента в здании он преобразуется в жидкий вид. Затем осуществляется переход вещества в первый контур. Процесс повторяется.

Энергоэффективный дом

Принцип работы теплового насоса

Простым языком, принцип работы теплового насоса близок к бытовому холодильнику — берет тепловую энергию у источника тепла и передает его в систему отопления. Источником тепла для насоса может быть грунт, скальная порода, атмосферный воздух, вода из разных источников (реки, ручьи, грунтовки, озера).

Типы тепловых насосов классифицируют по источнику тепла:

  • воздух-воздух;
  • вода-воздух;
  • вода-вода;
  • грунт-вода (земля-вода);
  • лед-вода (редко).

Обогрев, кондиционирование и ГВС — все это может обеспечить тепловой насос. Для обеспечения всего этого ему не нужно горючее. Электричество, идущее на поддержание работы насоса, составляет примерно 1/4 от потребления другими видами отопления.

Компоненты системы отопления на тепловом насосе

Компрессор — сердце системы отопления на тепловом насосе. Он концентрирует рассеянное низкопотенциальное тепло, повышая его температуру за счет сжатия, и передает теплоносителю в систему. При этом электроэнергия тратится исключительно на сжатие и перенос тепловой энергии, а не на нагрев теплоносителя — воды или воздуха. По усредненным подсчетам, на 10 кВт тепла тратится до 2,5 кВт электричества.

Накопительный бак для горячей воды (для инверторных систем). Аккумулирующий бак накапливает воду, выравнивающую тепловые нагрузки отопительной системы и ГВС.

Хладагент. Так называемое рабочее тело, находящееся под низким давлением и кипящее при низких температурах, поглотитель низкопотенциальной энергии источника тепла. Это газ, циркулирующий в системе (фреон, аммиак).

Испаритель, обеспечивающий отбор и передачу тепловой энергии насосу из низкотемпературного источника.

Конденсатор, передающий тепло от хладагента воде или воздуху в системе.
Терморегулятор.

Первичный и вторичный грунтовый контур. Передающая тепло от источника к насосу и от насоса в домашнее отопление циркуляционная система. Первичный контур состоит из: испарителя, насоса, труб. Вторичный контур включает в себя: конденсатор, насос, трубопровод.

Принцип работы теплового насоса заключается в поглощении и последующем выделении тепловой энергии в процессе испарения и конденсации жидкости а так же в смене давления и последующем изменении температуры конденсации и испарения.

Тепловой насос изменяет движение тепла — заставляет двигаться в обратном направлении. То есть ТН тот же гидравлический, перекачивающий жидкости снизу-вверх, вопреки природному движению сверху-вниз.

Читайте также:
Шампунь в домашних условиях: 7 рецептов приготовления

Хладагент подвергается сжатию в компрессоре и передается конденсатору. Высокое давление и температура конденсирует газ (фреон чеще всего), тепло передается теплоносителю в систему. Процесс повторяется, когда хладагент проходит испаритель снова — давление снижается и запускается процесс низкотемпературного кипения.

В зависимости от источника низкопотенциального тепла, каждый вид насосов имеет свои нюансы.

Особенности тепловых насосов в зависимости от источника тепла

Тепловой насос воздух-вода зависит от температуры воздуха, которая не должна опускаться ниже +5°С за бортом, а заявленный коефициент преобразования теплоты СОР 3,5-6 реально получить только при 10°С и выше. Насосы такого типа инсталлируются на участке, в самом продуваем месте, устанавливают и на крышах. Примерно то же можно сказать о насосах «воздух-воздух».

Тип насоса «грунт-вода»

Насос «грунт-вода» или геотермальный тепловой насос совершает забор тепловой энергии из грунта. Земля имеет температуру от 4°С до 12°С, всегда стабильных на глубине 1,2 -1,5 м.

Горизонтальный грунтовый коллектор

Размещать горизонтальный коллектор нужно на участке, площадь зависит от температур грунта и размера отапливаемой площади, над системой кроме травки ничего сажать и размещать нельзя. Есть вариант вертикального коллектора со скважиной до 150 м. Промежуточный теплоноситель церкулирует по трубам, проложенным в грунте и прогревается до 4°С, охлаждая почву. В свою очередь, грунт должен восполнить потери тепла, а это значит, что для эффективной работы ТН нужны сотни метров труб по участку.

Вертикальный грунтовый коллектор

Тепловой насос «вода-вода»

Тепловой насос «вода-вода» работает на низкопотенциальном тепле рек, ручьев, сточных водах и грунтовках. Вода более теплоемкая, нежели воздух, но в охлаждении грунтовых вод есть свои нюансы — нельзя охлаждать до замерзания, вода должна свободно дренировать в грунт.

Грунтовый водяной коллектор

Нужно иметь стопроцентную уверенность, что за сутки получится беспрепятственно пропустить сквозь себя десятки тонн воды. Эта проблема часто решается сбросом охлажденной воды в ближайший водоем, с тем лишь условием, что водоем у вас за забором, иначе такое отопление выливается в миллионы. Если до проточного водоема десяток метров, то отопление тепловым насосом «вода-вода» будет самым эффективным.

Водяной коллектор

Тепловой насос «лед-вода»

Тепловой насос «лед-вода» достаточно экзотический тип насосов, требующий доработки теплообменника — насос воздух-вода переделывается под охлаждение воды и отводит лед.

За отопительный сезон накапливается около 250 тонн льда, которые можно складировать (такой обьем льда может наполнить средний бассейн). Этот тип тепловых насосов хорош для наших зим. 330 Кдж/кг — столько тепла выделяет вода в процессе замерзания. В свою очередь, остывание воды на 1°С дает в 80 раз меньше тепла. Норма отопления 36000 Кдж/ч получается из заморозки 120 литров воды. На этом тепле можно построить систему отопления тепловым насосом лед-вода. Пока информации по данному типу насосов очень мало, буду искать.

Плюсы и минусы тепловых насосов

Не хочется мне тут разглагольствовать по поводу «зеленой» энергии и экологичности, так как цена на всю систему оказывается заоблачной и тут в последнюю очередь задумываешься об озоновом слое. Если опустить стоимость системы отопления на тепловом насосе, то плюсы такие:

  1. Безопасное отопление. Сужу по себе — когда мой газовый котел врубает горелку с хлопком, на голове каждые 15 минут появляется седой волос. Тепловой насос не использует открытого пламени, горючего топлива. Никаких запасов дров и угля.
    КПД теплового насоса около 400-500% (берет 1 кВт электроэнергии, тратит 5).
  2. «Чистое» отопление без отходов сгорания, выхлопа, запаха.
  3. Тихая работа при «правильном» компрессоре.

Жирный минус тепловых насосов — цена на всю систему в целом и редко встречающиеся идеальные условия для эффективной работы насоса.

Окупаемость системы отопления на основе теплового насоса может быть и 5 лет, а может и 35, и вторая цифра, к сожалению, более реальна. Это очень дорогая система на этапе внедрения и очень трудоемкая.

Как может выглядеть укладка труб под геотермальный насос на вашем участке

Кто бы что вам не рассказывал, нынче развелось кулибиных, расчетами на тепловой насос должен заниматься только специалист теплотехник, с выездом на объект.

Максимально эффективны тепловые насосы в системах с теплым полом и другими низкотемпературными системами отопления (до 40°С), так как чем меньше разница температур между теплоносителем и источником тепла, тем выше КПТ (коэффициент преобразования тепла).

Схема и технология работы теплового насоса

Сжигание классического топлива (газ, дрова, торф) является одним из древних способов получения тепла. Однако истощение традиционных источников энергии побудили человека искать более сложные, но не менее эффективные альтернативные варианты. Одним из ни стало изобретение теплового насоса, работа которого основана на школьных законах физики.

  • 1 Работа теплового насоса
  • 2 Видео о технологии работы
  • 3 Схема теплового насоса
  • 4 Основные виды

Работа теплового насоса

Очень сложный на первый взгляд принцип работы тепловых насосов базируется на нескольких простых законах термодинамики и свойствах жидкостей и газов:

  1. Когда газ переходит в жидкое состояние (конденсация), выделяется тепло
  2. Когда жидкость переходит в газ (испарение), поглощается тепло

Большинство жидкостей могут закипать при достаточно высоких температурах, близких к 100 градусам. Но встречаются вещества и с достаточно низкими температурами кипения. У фреона она около 3-4 градусов. Превращаясь в газ, он легко сжимается и внутри емкости начинает расти температура.

Теоретически фреон можно сжимать до получения любых желаемых температур, но на практике ограничиваются 80-90 градусами, необходимыми для полноценной работы классической системы отопления.

Каждый сталкивается с тепловым насосом не один раз в день, когда проходит мимо холодильника. Однако в нем он работает в обратном направлении, забирая тепло продуктов и рассеивая в атмосферу.

Читайте также:
Установка счетчика на столбе в пластиковом электрощите

Если вы ищете где купить теплообменное оборудование для вашего производство, то советуем продукцию уральский завод котельного оборудования.

Видео о технологии работы

Схема теплового насоса

Работоспособность большинства тепловых насосов базируется на тепле грунта, в котором на протяжении года температура практически не колеблется (в пределах 7-10 градусов). Тепло перемещается между тремя контурами:

  1. Контур отопления
  2. Тепловой насос
  3. Рассольный (он же земляной) контур

Классический принцип работы тепловых насосов в отопительной системе состоит из следующих элементов:

  1. Теплообменник, отдающий внутреннему контуру тепло, забираемое у земли
  2. Сжимающее устройство
  3. Второе теплообменное устройство, передающее отопительной системе энергию, получаемую во внутреннем контуре
  4. Механизм, понижающий давление в системе (дросселе)
  5. Рассольный контур
  6. Земляной зонд
  7. Отопительный контур

Труба, которая выполняет роль первичного контура, помещается в колодец или закапывается непосредственно в землю. По ней перемещается незамерзающий жидкий теплоноситель, температура которого повышается до аналогичной характеристики земли (около +8 градусов) и поступает во второй контур.

Вторичный контур забирает тепло у жидкости. Циркулирующий внутри фреон начинает закипать и преобразовываться в газ, который направляется в компрессор. Поршень сжимает его до 24-28 атм, благодаря чему происходит увеличение температуры до +70-80 градусов.

На данном рабочем этапе происходит концентрирование энергии в один небольшой сгусток. Благодаря этому увеличивается температура.

Разогретый газ поступает в третий контур, который представлен системами горячего водоснабжения или даже отопления дома. При передаче тепла возможны потери до 10-15 градусов, но они оказываются не существенны.

Когда фреон остывает, происходит уменьшение давления, и он вновь превращается в жидкое состояние. При температуре 2-3 градуса он поступает обратно во второй контур. Цикл повторяется снова и снова.

Основные виды

Устроен принцип работы тепловых насосов так, чтоб они легко эксплуатировались без перебоев в широком диапазоне температур – от -30 до +40 градусов. Наибольшую популярность получили следующие два вида моделей:

  • Абсорбционного типа
  • Компрессионного типа

Абсорбционного типа модели имеют достаточно сложное устройство. Они передают полученную тепловую энергию непосредственно при помощи источника. Их эксплуатация значительно снижает материальные затраты на расходующиеся электричество и топливо. Компрессионного типа модели для переноса тепла потребляют энергию (механическую и электрическую).

В зависимости от применяемого теплового источника насосы подразделяются на следующие виды:

  1. Перерабатывающие вторичное тепло – самые дорогостоящие модели, получившие популярность для обогрева объектов в промышленности, в которых вторичное тепло, вырабатываемое другими источниками, расходуется в никуда
  2. Воздушные – забирающие тепло из окружающего воздуха
  3. Геотермальные – выбирают тепло из воды или земли

По видам входного/выходного теплоносителя все модели можно классифицировать следующим образом – грунт, вода, воздух и их различные сочетания.

Геотермальные тепловые насосы

Популярными являются геотермальные модели насосов, которые подразделяются на два вида: замкнутого или открытого типа.

Простое устройство открытых систем позволяет нагревать проходящую внутри воду, которая в последствии вновь поступает в землю. Идеально она работает при наличии неограниченного объема чистого жидкого теплоносителя, который после потребления не наносят вред среде.

Замкнутые системы геотермальных тепловых насосов делят на следующие разновидности:

  • Водный – коллектор располагается в водоеме на непромерзаемой глубине
  • С вертикальным расположением – коллектор помещается в скважину на глубину до 200 м и применим в местностях с неровным ландшафтом
  • С горизонтальным расположением – коллектор помещается в землю на глубину 0.5-1 м, очень важно обеспечить на ограниченной площади большой контур

Насос типа воздух-вода

Одним из наиболее универсальных вариантов является модель «воздух-вода». В теплые периоды года она весьма эффективна, но зимой производительность может существенно падать.

Преимуществом системы является простой монтаж. Подходящее оборудование может монтироваться в любом удобном месте, например, на крыше. Тепло, которые в виде газа или дыма удаляется из помещения, может использоваться повторно.

Тепловой насос «вода-вода» один из самых эффективных. Но его использование может быть ограничено наличием поблизости водоема или недостаточной глубиной, на которой в зимний период не наблюдается существенного падения температуры.

Низко потенциальная энергия может выбираться из следующих источников:

  • Грунтовые вода
  • Водоемы открытого типа
  • Сточные промышленные воды

Наиболее прост принцип работы тепловых насосов у моделей, отбирающих тепло в водоеме. Если принято решение использовать подземные воды, может потребоваться бурение колодца.

Тепло из грунта можно получать на протяжении всего года, так как на глубинах от 1 м температура практически не меняется. В качестве носителя тепла используют «рассол» — незамерзающую жидкость, которая циркулирует по пластиковым трубам.

Один из недостатков системы «грунт-вода» — необходимость большой площади для достижения желаемой эффективности. Нивелировать его стараются укладкой труб кольцами.

Коллектор можно располагать в вертикальном положении, но потребуется скважина глубиной до 150 м. На дне монтируются зонты, отбирающие тепло грунта.

Плюсы и минусы отопительных систем с тепловым насосом

Тепловые насосы нашли широкое применение в системах отопления частной жилой площади или промышленных площадей. Они постепенно вытесняют более классические источники энергии благодаря надежности и экономичности.

Среди многочисленных преимуществ, которые предоставляет эксплуатация теплового насоса, выделяют:

  • Экономия материальных средств на техническом обслуживании систем и теплоносителе
  • Насосы работают полностью в автономном режиме
  • В окружающую среду не выделяются вредные продукты горения и прочие токсичные вещества
  • Пожаробезопасность монтируемого оборудования
  • Возможность легко реверсировать работу системы

Несмотря на массу преимуществ, необходимо принять во внимание и отрицательные стороны эксплуатации теплового насоса:

  • Большие первоначальные вложения на обустройства отопительной системы – от 3 до 10 тысяч долларов
  • В холодные периоды, когда температура отпускается ниже -15 градусов, необходимо подумать об альтернативных вариантах отопления
  • Отопление, основанное на работе теплового насоса, наиболее эффективно только в системах низкотемпературным теплоносителем

Еще одно схематичное видео:

Узнав и освоив принцип работы теплового насоса, можно подумать и принять решение о целесообразности его установки и использования. Первоначальные затраты, которые могут показаться очень масштабными, в скором времени окупятся и начнут приносить своеобразную прибыль в виде экономии на классическом топливе.

Читайте также:
Фундамент из блоков: быстро, надежно, экономно

Тепловой насос в отоплении дома

Тепловой насос в отоплении дома

Тепловой насос (ТН) – это устройство, которое осуществляет перенос, трансформацию и преобразование тепловой энергии. По принципу работы он схож с известными всем приборами и оборудованием, такими как холодильник или кондиционер. В основе функционирования любого ТН лежит обратный цикл Карно, названного в честь известнейшего французского физика и математика Сиди Карно.

Принцип работы теплового насоса

Изучим более подробно физику процессов работы данного оборудования. Тепловой насос состоит из четырех основных элементов:

  1. Компрессор
  2. Теплообменник (конденсатор)
  3. Теплообменник (испаритель)
  4. Соединительная арматура и элементы автоматики.

Компрессор необходим для сжатия и перемещения хладагента по системе. При сжимании фреона его температура и давление резко повышается (развивается давление до 40 бар, температура до 140 С), и в форме газа с высокой степенью сжатия он поступает в конденсатор (адиабатический процесс, т.е. процесс в котором система не взаимодействует с внешним пространством), где передает энергию потребителю. Потребителем может выступать как непосредственно среда, которую необходимо обогреть (например, воздух в помещении), так и теплоноситель (вода, антифриз и т.д.), который далее распределяет энергию по системе отопления (радиаторы, теплые полы, обогреваемые плинтуса, конвекторы, фанкойлы и прочее). Температура газа при этом, естественно понижается, и он меняет свое агрегатное состояние с газообразного на жидкостное (изотермический процесс, т.е. процесс, протекающий при постоянной температуре).

Далее хладагент в жидком состоянии поступает в испаритель, проходя через терморегулирующий вентиль (ТРВ), необходимый для уменьшения давления и дозирования поступления фреона в испарительный теплообменник. В следствии снижения давления при прохождении каналов испарителя осуществляется фазовый переход, и агрегатное состояние хладагента снова меняется на газообразное. При этом энтропия газа снижается (исходя из теплофизических свойств фреонов), что приводит к резкому падению температуры, и происходит «отъем» тепла у внешнего источника. В качестве внешнего источника может выступать уличный воздух, недра земли, реки, озера. Далее охлажденный газообразный фреон возвращается в компрессор, и цикл повторяется снова.

Фактически получается, что тепловая машина сама не производит выработку тепла, а является устройством по перемещению, модифицированию и видоизменению энергии от окружающей среды в помещение. Однако для этого процесса необходима электроэнергия, основным потребителем которой выступает компрессорный агрегат. Соотношение полученной тепловой мощности к затраченной электрической называется коэффициентом преобразования (СОР). Он меняется в зависимости от типа ТН, его производителя, прочих факторов и варьируется в пределах от 2 до 6.

В настоящее время в качестве хладагента используются озонобезопасные фреоны различного типа (R410A, R407C), которые наносят минимальный ущерб окружающей среде.

В современных тепловых машинах используются компрессоры спирального типа, которые не требуют обслуживания, в них практически отсутствует трение, и они могут безостановочно проработать 30-40 лет. Это обеспечивает долгий срок службы всего агрегата. Так, например, у немецкой фирмы Stiebel Eltron есть ТН, проработавшие без капитального ремонта с начала 70-х годов прошлого века.

Типы тепловых насосов

В зависимости от сред используемых для отбора и перераспределения энергии, а так же конструктивных особенностей и способах применения, различают четыре основных типа ТН:

Тепловой насос «воздух – воздух»

В качестве низкопотенциального источника энергии, данный тип оборудования использует уличный воздух. Внешне он не отличается от обычной сплит – системы кондиционирования, однако имеет ряд функциональных особенностей, позволяющих ему работать при низких температурах (до -30 С) и «изымать» энергию из окружающей среды. Обогрев дома осуществляется непосредственно теплым воздухом, нагреваемом в конденсаторе теплонасоса.

Достоинства ТН «воздух – воздух»:

  • Невысокая стоимость
  • Малое время монтажных работ и сравнительная простота установки
  • Отсутствие возможности утечки теплоносителя

Недостатки:

  • Значительное снижение СОР при низких температурах (до 1,2)
  • Устойчивая работоспособность до -20 С
  • Необходимость установки внутреннего блока в каждую комнату или организацию системы воздуховодов для подачи нагретого воздуха во все помещения.
  • Невозможность получения горячей воды (ГВС)

На практике, такие системы применяются для сезонного жилья и не могут выступать в качестве основного источника обогрева.

Тепловой насос «воздух – вода»

По своему принципу действия схожи с предыдущим типом, однако они нагревают не напрямую воздух внутри помещения, а теплоноситель, который в свою очередь используется для отопления дома и приготовления ГВС.

Достоинства ТН «Воздух – вода»:

  • не требует организация «внешнего контура» (бурения)
  • надежность и долговечность
  • высокие показатели эффективности (СОР) в осенний и весенний периоды

Недостатки ТН:

  • Значительное снижение СОР при низких температурах (до 1,2)
  • Необходимость оттаивания внешнего блока (реверсивный режим)
  • Невозможность эксплуатации при температуре ниже -25 С – -30 С

Такие насосы в нашем климате все же не могут выступать единственным источником отопления. Поэтому они зачастую устанавливаются (по бивалентной схеме) в связке с дополнительным отопительным оборудованием (электрический, пеллетный, твердотопливный, дизельный котел, камин с водяной рубашкой). Также они подходят для реконструкции и автоматизации старых котельных, использующие традиционные виды топлива. Это позволяет большую часть года эксплуатировать систему в автоматическом режиме (нет необходимости загружать твердое топливо или заправлять дизельное топливо), используя только мощность ТН.

Тепловой насос «рассол – вода»

Один из самых распространенных на территории Республики Беларусь. Используя статистику нашей организации 90% установленных теплонасосов, являются геотермальными. В данном случае в качестве «внешнего контура» используется недра земли. За счет этого, данные ТН обладают самым главным преимуществом перед остальным типами теплонасосов – стабильный показатель эффективности работы (СОР) вне зависимости от времени года.

Читайте также:
Шкафы для хранения посуды. Какими они бывают

По устоявшейся терминологии, внешний контур называется геотермальным.

Существуют две основные разновидности геотермального контура:

  • Горизонтальный
  • Вертикальный

Остановимся на каждом из них подробнее.

Горизонтальный контур

Горизонтальный контур представляет собой систему полиэтиленовых труб, уложенных под верхним слоем грунта на глубине около 1,5 – 2 м, ниже уровня промерзания. Температура в этой зоне остается положительной (от +3 до +15 С) в течение всего календарного года, достигает максимума в октябре, а минимума в мае. Площадь, занимаемая коллектором зависит площади строения, степени его утепления, размеров остекления. Так, например, для двухэтажного жилого дома площадью 200 м2, имеющего неплохое утепление, отвечающее современным нормам, под геотермальное поле придется выделить порядка четырех соток земли (400 м2). Безусловно для более точной оценки диаметра используемым труб и занимаемой площади, необходим подробный теплотехнический расчет.

Вот как выглядит монтаж горизонтального коллектора на одном из наших объектов в г. Дзержинск (Республика Беларусь):

Достоинства горизонтального коллектора:

  • Более низкая стоимость по сравнению с геотермальными скважинами
  • Возможность проведения работ по его устройству совместно с прокладкой других коммуникаций (водопровод, канализация)

Недостатки горизонтального коллектора:

  • Большая занимаемая площадь (не ней запрещается возводить капитальные строения, асфальтировать, укладывать тротуарную плитку, необходимо обеспечить естественный доступ света и осадков)
  • Отсутствие возможности обустройства при готовом ландшафтном дизайне участка
  • Меньшая стабильность по сравнению с вертикальным коллектором.

Обустройство такого типа коллектора обычно осуществляется двумя способами. В первом случае на всей площади укладки снимается верхний слой грунта, толщиной 1,5-2м, выполняется раскладка труб теплообменника с заданным шагом (от 0,6 до 1,5м) и производиться обратная засыпка. Для выполнения таких работ подходит мощная техника, такая как фронтальный погрузчик, бульдозер, экскаваторы с большим вылетом стрелы и объемом ковша.

Во втором случае укладка петель грунтового контура производиться поэтапно в подготовленные траншеи, шириной от 0,6м до 1 м. Для этого подходят небольшие экскаваторы и экскаваторы – погрузчики.

Вертикальный контур

Вертикальный коллектор представляет собой скважины глубиной от 50 до 200 м и более, в которые опущены специальные устройства – геотермальные зонды. Температура в этой зоне в течение многих лет и десятилетий остается постоянной и растет с увеличением глубины. Повышение происходит в среднем на 2-5 С на каждые 100 м. Величина это характеризующая называется температурным градиентом.

Процесс монтажа вертикального коллектора на нашем объекте в п. Крыжовка, под Минском:

Изучая карты распределения температур на различных глубинах на территории РБ и города Минска в частности, можно заметить, что температура меняется от области к области, и может существенно отличаться в зависимости от местоположения. Так, например, на глубине 100 м в районе г. Светлогорск она может достигать +13 С, а в некоторых районах Витебской области на той же самой глубине не превышает +8,5 С.

Безусловно при расчете глубины бурения и проектирования размера, диаметра и прочих характеристик геотермальных зондов, необходимо учитывать этот фактор. Помимо этого, необходимо учитывать геологический состав проходимых пород. Только опираясь на эти данные можно правильно запроектировать геотермальный контур.

Как показывает практика и статистика нашей организации 99% проблем при эксплуатации ТН связано с функционированием внешнего контура, при чем эта проблема проявляется не сразу после ввода в эксплуатацию оборудования. И этому есть объяснение, так при неправильном расчете геоконтура (например, на территории Витебской области, где как мы помним геотермальный градиент является одним из самых низких в Республике), его первоначальная работа не вызывает нареканий, однако с течением времени толща земли «выхолаживается», нарушается термодинамический баланс и начинаются неприятности, при чем проблема может возникнуть только на второй – третий отопительный сезон. Менее проблемно выглядит переразмеренный контур, но заказчик вынужден оплачивать не нужные метры бурения из-за некомпетентности подрядчика, что неумолимо ведет к удорожанию всего проекта.

Особенно критичным к изучению недр земли нужно относиться при строительстве больших коммерческих объектов, где количество скважин исчисляется десятками, и сэкономленные (либо растраченные) средства на их устройство, могут быть очень значительными.

Тепловой насос «вода – вода»

Одной из разновидностей геотермального источника тепла могут быть подземные воды. Они имеют постоянную температуру (от +7 С и выше), и в значительном количестве залегают на различных глубинах на территории РБ. По технологии, подземные воды поднимаются центробежным насосом из скважины и поступают на станцию тепломассообмена, где передают энергию антифризу нижнего контура теплового насоса. Эффективность работы данной системы зависит от уровня залегания грунтовых вод (в зависимости от глубины подъема, требуется определенная мощность помпы), расстояния от заборной скважины до станции обмена. Эта технология имеет один из самых высоких показателей COP, однако имеет ряд особенностей, ограничивающих ее применение.

  • Отсутствие подземных вод, либо низкий уровень их залегания;
  • Отсутствие постоянного дебета скважины, понижение статического и динамического уровней;
  • Необходимость учитывать солевой состав и загрязненность (при не надлежащем качестве воды, происходит засорение теплообменника, снижаются показатели производительности)
  • Необходимость устройства дренажного колодца для сброса значительных объемов отработавшей воды (от 2200 л/ч и более)

Как показывает практика, установка таких систем целесообразна, если в непосредственной близости имеется водоем или река. Отработавшую воду, также можно использовать в хозяйственных и промышленных целях, например, для полива, или организации искусственных водоемов.

Что качается качества заборной воды то, например, немецкий производитель альтернативных отопительных систем Stiebel Eltron рекомендует следующие параметры: общая доля железа и магния не более 0,5 мг/л, содержание хлоридов менее 300 мг/л, отсутствие осаждаемых веществ. При превышении этих параметров необходимо установка дополнительной системы очистки – станции подготовки и обессоливания, что повышает материалоемкость проекта.

Читайте также:
ТОП 32 способа, как быстро удалить запах мочи с ковра в домашних условиях

Буровые работы для теплового насоса.

Исходя из опыта монтажа и эксплуатации геотермальных агрегатов, мы рекомендуем бурить скважины не менее 100м. Практика показывает, что лучшие показатели эффективности и стабильности тепловой машины, будет наблюдаться, например, для двух скважин по 150 м, чем для трех по 100м. Безусловно, для обустройства таких шахт требуется специальная техника и роторный метод производства бурения. Малогабаритные шнековые установки не способны обеспечить нужной длины скважин.

Так как, геотермальный контур является важнейшей составляющей, и правильность его обустройства является залогом успешного функционирования всей системы, то подрядчик, осуществляющих бурение должен соответствовать ряду критериев:

  • обязательно иметь опыт производства подобного вида услуг;
  • иметь специальный инструмент для погружения зондов;
  • давать гарантию погружения зонда на проектную глубину и гарантировать его целостность и герметичность в процессе производства работ;
  • после погружения проводить мероприятия по тампонированию скважины для увеличения ее теплообмена и производительности, зачеканить ствол шахты до обратной засыпки.

В целом, при правильном проектировании и квалифицированном монтаже, геотермальные зонды очень надежны, и способны Вам прослужить до 100 лет.

Процесс опускания геотермального зонда в пробуренную скважину:

Геотермальный зонд на станине, перед проведением проверки на герметичность («опрессовки» давлением):

Выводы

Исходя из нашего опыта в устройстве систем альтернативной энергетики, мы можем выделить основные факты, которые являются основополагающими при выборе нашими Заказчиками тепловых насосов:

  • полная безопасность и экологичность (отсутствую процессы горения и движущие части)
  • возможность «сегодня» заказать систему и через три недели наслаждаться ее использованием без каких-либо согласований с контролирующими и разрешительными органами.
  • Полная автономность и минимальное техническое обслуживание (нет необходимости состоять в газовом кооперативе, зависеть от него; не надо подбрасывать дрова или проводить ежемесячную чистку воздуховодов, организовывать подъезд топливозаправщика и прочее)
  • Стоимость участка для строительства индивидуального дома без подведенного газа значительно ниже и срок сдачи жилья не зависит от газовых служб
  • Возможность удаленного управления через интернет
  • Передовое и инновационное оборудование стильного исполнения, которое не стыдно показать друзьям и знакомым, что безусловно подчеркивает статус домовладельца.

Если в данной статье мы не затронули какие-то вопросы и вы хотите задать их лично – вы можете приехать к нам в офис по адресу: г. Минск, ул. Одоевского, 117, компания ООО «Нова Грос» и проконсультироваться у наших инженеров.

Так же, у нас есть возможность организовать бесплатное посещение уже реализованных функционирующих объектов.

Контактные телефон для связи: 044 765 29 58; 017 399 70 51

Правильный выбор и установка теплового насоса для бассейна

Одним из наилучших изобретений в сфере отопительных систем являются, конечно, тепловые насосы. Их востребованность объясняется тем, что они помогают добывать энергию, практически, бесплатно, из воздуха, воды, земли. Если употребить такой агрегат по отношению к бассейну, то можно значительно сократить растраты, связанные с подогревом воды.

В данной статье предоставлены советы по выбору подходящей модели насоса, подробно описан принцип функционирования всей системы. Здесь можно узнать, каким способом смонтировать данное устройство и как рационально использовать в быту.

  1. Как действует насос?
  2. Выбор нужной системы – основные правила
  3. Возможные потери тепла
  4. Что важно в ходе выбора насоса
  5. Специфика монтажа насоса
  6. Тепловой насос собственноручно – реально ли?
  7. Выводы

Как действует насос?

Повсюду присутствует энергия, даже в объектах, создающих впечатление холодных. Все потому, что она обладает низким потенциалом. Благодаря тепловым насосам ее можно извлечь из среды, затем изменить, чтобы появилась энергия с наличием высокого потенциала. Только тогда ее можно применять для обогрева.

Работа насосов схожа с работой обычных холодильников, хотя есть некоторые различия. В холодильнике перемещается энергия из камеры в пространство для обеспечения охлаждающего результата, но в насосе функционирование осуществляется в обратной последовательности.

Эта система включает две главные части – внутреннюю и наружную, между которыми располагается испаритель и компрессор. Тепловой носитель проходит по трубам, расположенным с наружной части, при всем этом впитывается энергия, которая распространяется в глубине земли, в воздухе, воде. Здесь многое зависит от разновидности насоса.

После тепловой носитель минует камеру испарителя с хладагентом, который в свою очередь, закипает в условиях пониженной температуры. В момент контакта с энергией невысокого потенциала он закипает, становится газом, оказывается внутри компрессора, подогревается и проходит в конденсатор. Когда происходит остывание хладагента, он становится снова жидким, а собранное тепло переходит в обогревательную систему. Иначе говоря, идет в систему отопления зданий, в конкретной ситуации, бассейна. Данный цикл осуществляется неоднократно.

Понятно, что необходим конкретный объем электрической энергии для сбалансированного действия системы, в противном случае, она не заработает.

Однако, объем электричества, нужный насосу, приблизительно, в четыре раза является меньше, в сравнении с затратами на непосредственный подогрев воды при помощи нагревателя. Когда расходуется меньше, чем 2,5 кВт мощности на действие электрической энергии, насос способен вырабатывать больше, чем 10 кВт энергии тепловой.

Выбор нужной системы – основные правила

В связи со спецификой строения насоса, он является максимально стойким к воздействию влаги, что отличает его от любой иной системы для подогрева воды. Однако, важно выбрать правильно вид насоса, то есть, найти уместный источник низкопотенциальной энергии.

От уровня стабильности температуры среды зависит работа насоса: чем стабильность выше, тем лучше будет работать агрегат. Землю считают в данном отношении самым подходящим вариантом, однако, чтобы практически добиться результатов, необходимо придерживаться специальных условий, крайне непростых.

В данном случае понадобится земельная территория обширной площади и усиленная работа с землей. Трубы, с проходящей по ним водой, надо поместить внутри почвы — сделать это практически не всегда легко и удобно. Насосные агрегаты «земля-вода» в крайне редких случаях применяют для обустройства бассейнов.

Читайте также:
Тумба для ванной комнаты без раковины

Водяной насос намного проще обустроить, потому как непосредственным энергетическим источником является вода. Оптимальным выбором считается расположение вблизи любого рода водоема.

Не все обладатели собственного участка имеют прямой доступ к подобным ресурсам. Можно попробовать более приемлемый вариант разрешения проблемы – это спуск труб в колодец или глубокую скважину. Это говорит о том, что возможно на участке придется построить дополнительный водный источник.

Гораздо меньшее количество времени и усилий понадобится при установке насоса, который употребляет рассеянную в воздухе энергию. Чтобы обеспечить усиленный воздухообмен, часто применяют вентиляторы большой мощности. Не придется заниматься прокладыванием труб в земле или создавать скважину.

Конечно, не стоит ожидать высокой результативности при обогреве воздушным насосом, например, в случае с водой и землей будет лучший эффект. Но для употребления на протяжении сезона весна-осень, подобная модель станет идеально подходящей. Большее число бассейнов используют в указанный период.

Допустимо использовать тепловой агрегат в сочетании с иными отопительными конструкциями, к примеру, подогревом электрического типа. Чтобы отопить здание эти модели иной раз комбинируют с электрическим или газовым котлом. Особенно это подходит для территорий с наличием весьма сурового климата. Ведь в условиях температуры меньше -20 градусов сильно понижается эффективность насосов.

Любая модель насоса промышленного типа обладает высокой стоимостью, а если построить подобное устройство самому, то обойдется намного дешевле. Это не так трудно, множество домашних мастеров неплохо справлялись с задачей. С такими моделями проще работать, они максимально надежные.

Если ссылаться на отзывы об агрегате, то высокая цена промышленного варианта может окупиться в начальные пару лет использования, иной раз за считанные месяцы. Важно остановить выбор на модели с мощностью, точно соответствующей потребностям конкретного объекта.

Возможные потери тепла

Чтобы выбрать нормальный по мощности насос, надо узнать величину тепловых потерь бассейна, где устанавливается прибор. Тогда надо учесть такие моменты:

  • место размещения бассейна;
  • уровень его надежности;
  • общий объем чаши;
  • первоначальная температура воды;
  • наиболее подходящая для купания температура воды;
  • присутствие других факторов, несомненно оказывающих влияние на изменение температуры, например, обогрев воздушного пространства в закрытом сооружении, кондиционирование и другое.

Для правильного подсчета тепловых потерь строения отдельные мастера советуют применить метод ДБН В.2.5-67: 2013. Согласно ему, мощность агрегата обязана быть больше на 30% величины потерь тепла самого бассейна.

Это необычные подсчеты, лучше если их выполнит специалист. Можно посоветоваться с квалифицированными мастерами, занимающимися изготовлением или реализацией насосов. Еще станут полезными при выборе нужного варианта данные о величине мощности теплообменника прибора,

Данный показатель отразит расход энергии, необходимой при подогреве воды в бассейне за конкретный временной отрезок. Есть несложная формула: P = 1.16 Х ΔT/t Х V (кВт).

  • 1,16 – это коэффициент потерь тепла;
  • ΔT – градусы, которые разделяют, показатели — начальный и конечный;
  • t – период функционирования агрегата до момента, пока не достигается нужная температура воды;
  • V – показатель объем чаши;

Естественно, данная формула не может учесть такие нюансы, как обогрев в помещении бассейна, присутствие системы кондиционирования, утепления и другое.

Однако, в ходе выбора модели насоса, может принести пользу подобный расчет. В этом случае надо учесть следующее: самая уместная для бассейна температура воздуха составляет 28 градусов, воды – 24 градуса.

Что важно в ходе выбора насоса

Когда приходится выбирать тепловой агрегат надо фокусироваться не только мощности. Значимость стоит придать, например, величине самого насоса, который похож на металлический ящик.

В большинстве случаев предварительно выбирают зону для установки и надо убедиться в соответствии модели этой зоне. Следует еще оставить место для человека, занимающегося установкой и обслуживанием.

Разница меж температурой наружного воздуха и водой в бассейне должна быть минимальной, что обеспечит наилучший эффект при использовании устройства, значительно повысится общая производительность.

Отдельные модели управляются автоматически, что дает возможность менять функционирование насоса, учитывая еще и скорость остывания воды, кроме того, способности сооружения хранить теплоту.

В процессе непосредственного действия устройство вибрирует, слышен сильный шум. Но лучше, когда присутствует минимальный шум, потому перед приобретением надо вначале оценить степень шума, издаваемого различными моделями насосов.

При наличии автоматизированного управления цена является высокой, если позволяют финансы стоит купить столь комфортное современное дополнение. Первое, автоматика значительно расширяет удобства в процессе употребления оснащения, потому как не надо регулярно отвлекаться на включение агрегата, регулирование, отключение и так далее.

Второе, функционирование устройства в режиме автоматики увеличивает его потенциал, иначе говоря, эксплуатационный срок. Однако, поломок не избежать, можно минимизировать возможные затруднения, если правильно и своевременно оформить документацию на гарантию.

Но будет недостаточным присутствие официального документа, иной раз продавцы предпочитают скрыть то, что выполнение гарантийного ремонта выполняется исключительно специализированной компанией, располагающейся на внушительном расстоянии от места нахождения оборудования.

Случалось, что для ремонтирования надо транспортировать насос за границу, что очень неудобно, потому как забирается много времени и финансов у хозяина.

Мастера, могущие сделать простой ремонт техники, должны предварительно ознакомиться со спецификой конкретного агрегата, узнать, где есть возможность купить запасные части. Если нет нужных деталей вблизи, то придется сделать специальный заказ, оплатить доставку. Но если все предусмотреть заранее, можно не допустить таких трудностей.

Если цена насоса, изготовленного на заводе, кажется слишком высокой, то вполне можно собрать его собственноручно. Каковы особенности создания устройства, мы можете узнать из информации, изложенной ниже.

Специфика монтажа насоса

Принцип подключения насоса во многом зависит от свойств определенной модели. По этой причине перед тем, как начать работу, надо освоить инструкцию, предоставленную производителем, в точности следовать всем советам и требованиям. Обычно образцы промышленного назначения поставляются собранными полностью, с наличием комплекта деталей, необходимых для установки.

Читайте также:
Фундаменты на естественном основании

Во время процедуры подключения надо установить трубы, организовать электропитание. В бассейн нагреватель надо установить так, чтобы он размещался после фильтрационной системы, но перед хлоратором.

Важным является и выбор правильного места для установки насоса. Обычно агрегат «воздух-вода» является большим, похож на блок сплит-системы кондиционера. Зона для размещения обязана соответствовать таким условиям:

  • оптимальная вентиляция;
  • воздух может перемещаться беспрепятственно;
  • удаленное расстояние от огня и иных тепловых источников;
  • есть надежная защита от внешнего влияния: осадков, мусора, пыли;
  • легко и доступно можно совершить техническое обслуживание и надлежащий ремонт.

Часто установку насоса практикуют под навесом, чтобы обеспечить защиту дополнительно: надо соорудить несколько боковых стен, но помнить, что они не должны перекрывать поток воздуха. Насос крепят к раме, должно иметь место горизонтальное основание. Это даст возможность уменьшить затруднения в виде шума, вибрации, в процессе функционирования прибора. Кроме того, будет надлежащим образом обеспечена защита от внезапных сбоев и поломок.

В ходе монтаже и подключения к системе насоса надо убедиться в чистоте его отдельных деталей. Стоит проверить трубы внутри, чтобы в дальнейшем беспрепятственно осуществить правильное подключение.

Зоны места состыковки труб, пропускающих воду, необходимо аккуратно и основательно загерметизировать, проверить, нет ли протечек. Чтобы не мешала вибрация в процессе работы устройства и не влияла на всю систему, стоит подумать о варианте подключения с применением шлангов, отличающихся особой гибкостью.

Еще надо направить фокус на обеспечение насосу должного электрического питания. Оно обязано соответствовать полностью правилам для установки подобного оборудования, учтены имеющиеся требования и условия по пожарной безопасности.

Вблизи бассейна обычно присутствует высокая влажность, отчего возрастает вероятность тесного контакта электрического оснащения с водой. Потому следует хорошо заизолировать зоны контактов, обеспечить дополнительную защиту от последующего контакта с влажностью.

Схема подключения насоса к питанию обязательно предполагает приведение в активность автоматизированных выключателей, имеющих свои датчики. Они быстро реагируют на перепады температуры. Еще будут уместными защитные приборы, предотвращающие утечку тока.

Необходимо обязательно заземлить токопроводящие соединения и узлы, чтобы подключить любого рода кабель, нужны специально предназначенные клеммники. Инструкция от изготовителя содержит информацию о конкретном сечении электрических кабелей, посредством которых допустимо совершать подключение. Следует строго придерживаться таких данных, показатель сечения может стать более рекомендованного, не меньше.

Тепловой насос собственноручно – реально ли?

При создании самостоятельно теплового агрегата можно существенно сэкономить, однако результат будет несколько хуже, чем с заводскими моделями. Вначале делают отдельные составляющие, потом соединяют все в одну систему. Пластиковый бак может стать испарителем.

Чтобы сделать змеевик, медную трубу аккуратно наматывают на баллон, возможно, на иной предмет в форме цилиндра для придания необходимой формы. Так само создают змеевик, непосредственно, для испарителя. Данный элемент размещают во внутренней части бака из металла и здесь возникнет надобность в сварочной деятельности.

В случае с компрессором немного иначе – его стоит купить или просто снять с другого прибора. Когда три агрегата готовы, осуществляется соединение в единую систему, потом выполняется заправка хладагентом. Далее лишь надо соединить вентилятор и испаритель, нагнетающий поток поступающего воздуха, конденсатор прикрепить к системе, подогревающей воду в бассейне.

Самым замысловатым и трудным в устройстве считается тепловой агрегат типа вода-вода. Чтобы его сделать, необходимо, чтобы возле участка был какой-либо водоем, в противном случае, создать скважины. Но данный вариант станет действенным и в ситуации, когда нельзя технически получить энергию из воздушного пространства.

Выводы

Тепловой насос представляет собой эффективный, практичный, экологически чистый метод обогрева бассейна. Если использовать его рационально, то цена окупится за короткий период, а квалифицированный монтаж значительно продлит эксплуатационный срок.

Тепловой насос для бассейна: как выбрать, устройство, установка

Тепловые насосы — это, безусловно, одно из лучших изобретений в области систем отопления. Оно буквально дает возможность добывать необходимую для формирования комфортных условий энергию прямо из воздуха, а также из земли или воды.

Если использовать тепловой насос для бассейна, затраты на подогрев воды можно существенно сократить.

  • Как работает такой насос?
  • Как выбрать подходящую систему?
  • Тепловые потери объекта
  • Важные моменты при выборе насоса
  • Особенности монтажа устройства
  • Самодельный тепловой насос — реально ли?
  • Выводы и полезное видео по теме

Как работает такой насос?

Энергия есть везде, даже в тех объектах, которые кажутся нам исключительно холодными. Просто эта энергия имеет низкий потенциал. Тепловые насосы позволяют извлечь ее из окружающей среды и преобразовать в энергию с высоким потенциалом. В таком состоянии тепловую энергию можно использовать для обогрева.

Тепловые насосы, впрочем, как и холодильников, работают по принципу Карно. Холодильник перемещает тепловую энергию из камеры в окружающее пространство, чтобы создать эффект охлаждения, то тепловой насос работает в обратном направлении.

Такая система состоит из двух основных частей — наружной и внутренней, между ними находятся компрессор и испаритель. Итак, теплоноситель циркулирует по системе труб, которые находятся снаружи. При этом он поглощает энергию, рассеянную в толще земли, в воде или в воздухе, зависит от типа насоса.

Затем теплоноситель проходит через камеру испарителя, заполненного хладагентом (обычно — фреоном). Хладагент закипает при очень низкой температуре. Нагреваясь при контакте с тепловой энергией низкого потенциала, он переходит в газообразное состояние и поступает в компрессор.

Здесь газ разогревается и перемещается в конденсатор. Затем хладагент остывает, снова возвращаясь в жидкое состояние, а тепло, которое он собрал, поступает во внутреннюю систему обогрева, т.е. на отопительную систему дома или, в данном случае, бассейна. Цикл повторяется много раз.

Читайте также:
Устройство канализационного колодца — СНиП, виды, назначение

Разумеется, для работы такой системы, а именно насосных агрегатов, понадобится некоторое количество электроэнергии, без доступа к которой система не сможет работать. Но количество электричества, необходимое тепловому насосу, примерно в четыре раза меньше, чем затраты на прямой подогрев воды с помощью электрического нагревателя. При расходе менее 2,5 кВт мощности на работу электроэнергии тепловой насос может вырабатывать более 10 кВт тепловой энергии.

Как выбрать подходящую систему?

Особенности конструкции теплового насоса делают его более устойчивым к воздействию повышенной влажности, чем любую другую систему подогрева воды. Но нужно правильно подобрать тип теплового насоса, т.е. определиться с источником низкопотенциальной тепловой энергии.

Чем более стабильна температура среды, тем более эффективно работает тепловой насос. Земля считается в этом отношении наилучшим вариантом, но практическое воплощение требует выполнения ряда не самых простых условий.

Понадобится просторный земельный участок и масштабные земляные работы. Трубы, по которым циркулирует вода, придется разместить в толще грунта, выполнить это требование не всегда возможно и удобно. Тепловые насосы типа “земля-вода” редко используются для бассейнов.

Водяной тепловой насос устроить немного проще, поскольку в качестве источника энергии используют воду. Оптимальный вариант — расположенный рядом водоем: пруд, озеро, река и т.п. Далеко не у всех владельцев земельных участков есть доступ к таким ресурсам. Более доступный вариант решения проблемы — опустить трубы для воды в скважину или колодец. Это значит, что на участке, возможно, придется соорудить дополнительный источник воды.

Меньше времени и сил понадобится для установки теплового насоса, потребляющего энергию, рассеянную в воздушных массах. Чтобы организовать интенсивный воздухообмен, используют мощные вентиляторы. Ни прокладывать трубы в земле, ни бурить новую скважину не придется.

Конечно, эффективность обогрева воздушным тепловым насосом может быть несколько ниже, чем при использовании таких стабильных источников энергии, как земля или вода. Однако для использования в течение сезона с весны и до осени, а не круглый год, такая модель подойдет идеально. Большинство бассейнов на участках используют именно в этот период.

Тепловой насос можно также использовать в комплексе с другими системами отопления, например, с электрическим подогревом. Для отопления дома такие модели иногда сочетают с газовым или электрическим котлом. Это особенно уместно в местностях с суровым климатом, поскольку при температуре воздуха ниже -20 градусов эффективность тепловых насосов резко снижается.

Особенность любой промышленной модели теплового насоса — высокая цена. Сократить расходы можно, если соорудить такое устройство самостоятельно. Это не слишком сложная задача, многие умельцы успешно справились с ней. Но промышленные модели надежнее, эффективнее и проще в управлении.

Согласно отзывам, высокая стоимость промышленной модели теплового насоса окупается уже в первые пару лет эксплуатации, а иногда и всего за несколько месяцев. При этом очень важно подобрать модель, мощность которой будет точно соответствовать потребностям объекта в тепле.

Тепловые потери объекта

Чтобы правильно выбрать тепловой насос по мощности, необходимо определиться с тепловыми потерями объекта, в котором будет установлен прибор. В случае с бассейном следует учесть:

  • место, в котором расположен бассейн;
  • наличие и степень надежности бассейна;
  • объем купальной чаши;
  • начальную температуру воды;
  • оптимальную температуру воды для купания;
  • наличие дополнительных факторов, влияющих на изменение температуры воды: обогрев воздуха в крытом сооружение, кондиционирование и т.п.

Чтобы рассчитать тепловые потери сооружения, некоторые специалисты рекомендуют использовать методику, изложенную в ДБН В.2.5-67: 2013. Мощность насоса должна на 30% превышать размеры тепловых потерь бассейна.

Расчеты эти довольно специфичны, их лучше поручить специалисту. Полезные рекомендации можно получить у опытных специалистов, которые занимаются производством или продажей тепловых насосов. Полезным при выборе теплового насоса будут также сведения о мощности теплообменника устройства.

Этот показатель отражает расход тепловой энергии для подогрева воды в бассейне за определенный промежуток времени. В упрощенном виде формула может выглядеть как:

P = 1.16 Х ΔT/t Х V (кВт)

  • 1,16 – поправочный коэффициент тепловых потерь;
  • ΔT – количество градусов, разделяющее начальный и конечный показатель температуры воды в бассейне, ºС;
  • t – время работы устройства до тех пор, пока не будет достигнута необходимая температура воды, час;
  • V – объем купальной чаши, куб. м.

Конечно, эта формула не учитывает ряда таких факторов, как влияние обогрева в помещении крытого бассейна, наличие кондиционирования воздуха, наличие утепления и т.п. Но при выборе подходящей модели теплового насоса такой расчет может быть очень полезным. В ходе расчетов полезно учесть, что оптимальной для крытого бассейна считается температура воздуха 28 градусов, а температура воды — 24 градуса.

Важные моменты при выборе насоса

Выбирая подходящий тепловой насос, ориентироваться следует не только на его мощность. Важное значение придается и другим факторам. Например, это размеры насоса, напоминающего большой металлический ящик. Место установки обычно выбирают заранее, следует убедиться, что выбранная модель свободно встанет там, оставляя при этом достаточно места для человека, который будет устанавливать и обслуживать устройство.

Чем меньше разница между температурой воздуха снаружи и температурой воды в бассейне, тем больше эффекта даст использование теплового насоса, и тем выше его производительность. Автоматическое управление некоторых моделей позволяет изменять работу насоса с учетом не только наружной температуры, но и темпов остывания воды в бассейне, а также способности здания (если речь идет о крытом бассейне) сохранять тепло.

Во время работы тепловой насос вибрирует и производит шум. Чем меньше шума на участке, тем лучше. Перед покупкой следует найти способ оценить уровень шума, который издают разные модели тепловых насосов.

Читайте также:
Что значит монолитно кирпичный дом

На стоимости агрегата может заметно сказаться наличие блока автоматического управления. Если средства позволяют, не стоит отказываться от этого современного и удобного дополнения. Во-первых, автоматика повышает комфорт во время использования оборудования, поскольку не приходится постоянно отвлекаться для его включения, регулировки, отключения и т.п.

Во-вторых, работа прибора в автоматическом режиме значительно повышает ресурс его работы, т.е. срок эксплуатации. Но поломки все же возможны. Минимизировать проблемы, связанные с работой теплового насоса, поможет наличие правильно оформленных документов на гарантийное обслуживание устройства.

Впрочем, наличия официального бланка с печатью недостаточно. Иногда продавцы скромно умалчивают о том, что гарантийный ремонт производится только специализированным предприятием, которое находится за сотню километров от места установки оборудования. Бывало и так, что для ремонта устройство приходилось отправлять за рубеж. Такое гарантийное обслуживание крайне неудобно, поскольку отнимает у владельца целые месяцы времени.

Умельцам, которым несложный ремонт бытовой техники по плечу, следует заранее изучить особенности устройства выбранной модели и доступ к запасным частям. Если необходимых деталей не имеется в наличии где-то поблизости, их придется специально заказывать, оплачивать длительную доставку и т.п. предусмотрительность поможет избежать подобных проблем.

Какой тепловой насос для бассейна выбрать – советы специалистов

Подогрев воды в бассейне делает возможным его посещение в течение круглого года и одновременно ложится тяжелым финансовым бременем на хозяев, вырастают расходы. Снизить затраты на отопление в 5-8 раз возможно, установив тепловой насос для бассейна. Во время работы теплонасоса, на каждый затраченный киловатт электроэнергии, производится около 5-8 кВт тепла.

Как работает теплонасос для бассейна

Принцип работы теплового насоса для обогрева бассейна похож на тот, что используется в установках, предназначенных для обогрева домов, но и одновременно имеет определенные отличия, связанные с конструктивными особенностями. Блок устройства состоит из следующих важных узлов: испарителя, конденсатора, компрессора, теплообменника, контура.

Тепловые насосы для бассейнов работают следующим образом:

    По внутреннему контуру циркулирует фреон – хладагент, способный переходить из жидкого в газообразное состояние.

В испарителе создаются условия для преобразования фреона в газ. При этом, вещество поглощает тепло из окружающей его среды, после чего поступает в следующий блок.

В компрессоре нагнетают давление, посредством, которого фреон сильно разогревается. Через инжектор его впрыскивают в конденсатор, одновременно являющийся и теплообменником.

  • Посредством давления и разогрева происходит направленная конденсация хладагента, оседающего на стенках теплообменника. В конденсатор, для лучшей теплоотдачи, встроен змеевик ГВС. Нагретый фреон конденсируется на стенках теплообменника и при этом отдает тепло.
  • Таким образом, осуществляется подогрев всех типов бассейнов. Так как вода нагревается до комфортной для человека температуры 24-28°С, теплоэффективность теплонасосов намного выше, чем при использовании в отоплении дома, где теплоноситель требуется разогреть до 60-65°С. Подогрев воды в летний период, еще более выгоден, по причине низких теплопотерь.

    Теплоэффективность теплонасоса настолько оптимизирована, что это позволяет подогревать воду для открытого бассейна, даже в зимнее время года. Установленная автоматика контролирует интенсивность нагрева. При необходимости включается режим охлаждения. В результате, нагрев воды поддерживается на уровне 24-28°С.

    Тепловые насосы системы вода-вода

    Подогрев бассейна тепловым насосом, использующим низкопотенциальную энергию воды, находящейся в водоемах, расположенных поблизости здания, является наиболее эффективным решением. Водяной контур укладывается на дно озера, что не требует проведения глобальных земляных работ и соответственно сокращает расходы, необходимые для проведения монтажных работ.

    Устройство ТН для отопления бассейнов состоит из следующих узлов:

      Первичный водяной контур отопления – по трубам циркулирует антифриз, нагреваясь до температуры 6-8°С.

    Нагретый пропиленгликоль направляется в корпус теплонасоса, где происходит отбор низкопотенциальной энергии.

  • При помощи насоса, антифриз направляется обратно в замкнутый контур.
  • Преимущество тепловых насосов, использующих тепло водоемов, несколько ограничено топографическими условиями местности. До ближайшего водоема не должно быть более 100 м. Чтобы обеспечить необходимую теплоэффективность, контур располагают глубже 3 метров от поверхности.

    Производительности схемы достаточно, чтобы отапливать крытые бассейны в течение всего года. В таком случае, теплонасос работает на нагрев воды и обогрев самого здания.

    Теплонасосы системы грунт-вода

    Подогрев воды в бассейне с помощью теплового насоса геотермального типа, происходит также, как и в предыдущей модели оборудования. С той особенностью, что первичный контур отопления укладывают в грунт или располагают в виде зондов в вертикальных или наклонных скважинах.

    При укладке соблюдают следующие правила:

      Трубы монтируют ниже точки промерзания, на 30-50 см. В целом, потребуется снять слой земли, в зависимости от региона, от 1,3-2 м.

    Между трубами оставляют шаг в 1 м.

    Сверху уложенного контура запрещается сажать деревья и растения с мощной корневой системой, способной со временем деформировать трубу.

  • Прежде чем приступить к бурению вертикальных и наклонных скважин, требуется получить разрешение.
  • Вариант подходит в первую очередь для уличных и общественных бассейнов. Последние обычно имеют большую площадь прилегающей территории, которую можно легко использовать под укладку водяного контура. А после, сверху разбить прогулочные дорожки, сделать спортивные площадки и т.д.

    Тепловые насосы типа воздух-вода

    Бассейн с системой нагрева воды, на основе теплового насоса, использующего низкопотенциальную энергию воздуха, также имеет право на существование. Преимуществом данного решения является простая установка. В качестве недостатков можно выделить зависимость устройства от температуры окружающей среды.

    Воздушно-водяные тепловые насосы для нагрева воды чаши бассейна, после определенной модификации, способны дополнительно прогревать воздух в помещение, работая по типу конвекторных нагревателей. В данной серии также представлены сплит-системы, работающие на нагрев и охлаждение.

    Как подобрать для бассейна теплонасос

    Производительность тепловых станций позволяет использовать теплонасос для обогрева воды общественного и частного бассейна. Чтобы система не давала сбоев, потребуется правильно рассчитать мощность ТН, выбрать модель подходящего производителя и подсчитать, во сколько обойдется приобретение и установка станции.

    Читайте также:
    Фасад Баттс Rockwool - характеристики минераловатных плит

    Только по предварительным подсчетам, подключение ТН к бассейну позволит сэкономить столько средств, что за 3-5 отопительных сезонов, станция достигнет полной самоокупаемости, конечно, при условии правильного выбора установки.

    Как рассчитать мощность теплонасоса для бассейна

    Точный расчет мощности теплового насоса сможет сделать проектный отдел компании, продающей оборудование. Но, приблизительные подсчеты вполне возможно выполнить самостоятельно. Для этого потребуется:

      Определить общую отапливаемую площадь. Для примера, возьмем коэффициент, равный 200 м².

    Уточнить параметры чаши, требуемую температуру нагрева воды, соответственно 3 м и 23°С.

  • Произвести расчеты – для нагрева воды в бассейне с указанными параметрами, потребуется теплонасос на 10 кВт. Открытый бассейн с системой теплового насоса с такими же показателями, потребует использования станции на 86 кВт.
  • В подсчетах требуется учитывать, будет ли система использоваться исключительно для подогрева воды в бассейне тепловым насосом или планируется подключить станцию к отоплению.

    Чтоб не допустить критичных ошибок в вычислениях, предварительно составляется проект, учитывающий топографические и технические особенности здания и прилегающей территории. После этого подбирается решение, делающее нагрев бассейна максимально эффективным и экономически выгодным.

    Какой фирмы тепловой насос выбрать для бассейна

    Тепловые насосы, предназначенные для подогрева воды в бассейне, отличаются от обычных бытовых приборов, особенностями конструкции и внутренним устройством.

    Изготавливают специализированные ТН несколько компаний, среди которых особенно выделяются следующие четыре:

      Fairland – компания Логотек делает акцент на изготовлении воздушных тепловых насосов. В серии представлены модели, отличающиеся компактными размерами и высокой производительностью. Преимуществами устройства являются титановый теплообменник, встроенная защита от запуска при низких температурах. Все теплонасосы Fairland снабжены чувствительной автоматикой, существенно улучшающей комфорт управления и облегчающей эксплуатацию. Производительность от 6 до 16 кВт.

    Azuro – теплонасосы, отличающиеся улучшенной системой безопасности, предотвращающей несчастные случаи при нагреве воды. Модель отличают хорошие теплотехнические характеристики и производительность. Изготавливает теплонасосы Azuro, чешское предприятие Mountfield, специализирующееся на производстве бассейнов и всех необходимых аксессуаров. Главным достоинством продукции является более низкая стоимость (по сравнению с аналогами других производителей).

    Brilix – еще один продукт отечественного производителя, компании «Нивей». Теплонасосы работают на нагрев и при необходимости охлаждение воды. Переключение выполняется в автоматическом режиме. Продукция отличается высокой надежностью и производительностью. Тепловые насосы Brilix предназначены для бытового и промышленного применения.

  • Zodiac – компания, предлагающая один из самых больших ассортиментов тепловых насосов, предназначенных для обогрева бассейнов. Все оборудование имеет высокий показатель СОР, низкий уровень шума и усиленные функции безопасности. Модели Zodiac предназначены для нагрева воды, как самых маленьких бытовых бассейнов, так и больших общественных комплексов. Максимальная производительность 80 кВт.
  • Стоимость теплового насоса для обогрева бассейна

    На стоимость больше всего влияет производительность установки. Так, модель Zodiac, с мощностью 90 кВт, обойдется более чем в 3 млн. руб., такая промышленная установка окупится через 7-10 лет. Бюджетные теплонасосы стоят в разы дешевле. У той же компании, 5 кВт станция стоит всего 97 000 руб., а аналог – Azuro, обойдется и того меньше, около 70 000 руб.

    Большинство производителей выставляют цены на теплонасосы, учитывая их подключение. В результате, удается избежать перерасходов во время проведения монтажных работ. Покупка теплонасосов «под ключ» полностью оправдывает себя.

    Чем выгоднее обогревать бассейн – газовым котлом или тепловым насосом

    Установка ТН для бассейна отличается высокой экономичностью, с которой не может конкурировать ни одна из существующих тепловых станций. При сравнении газового котла и теплонасоса, можно выявить следующее:

      Зависимость от атмосферных условий. Тепловой насос воздушного типа нагреет бассейн при температуре до -15°С. При этом, эффективность нагрева существенно падает после достижения отрицательной отметки. По этой причине, большинство моделей воздух-вода, оснащаются электрическим тэном, для компенсации недостатка в тепловой энергии. Геотермальные установки работают при любой температуре, также как и газовые агрегаты.

    Экономичность – теплонасос, в данном отношении не имеет конкуренции. Максимальная теплоотдача газового котла оставляет 95-105%, при условии, что агрегат конденсационного типа. На практике это означает, что каждый киловатт выработанной энергии, при сжигании газа, дал 0,95-1,05 кВт тепла.
    Эффективность насосов определяется по СОР. Коэффициент теплоотдачи, у разных моделей составляет 5-8 ед. Соответственно, каждый кВт затраченной электроэнергии, производит 5-8 кВт тепла. Экономическая разница между тепловым насосом и газовым котлом, при обогреве бассейна, очевидна, если учесть, что, несмотря на огромные первоначальные вложения, требуется всего несколько лет, чтобы полностью окупить установку.

  • Возможность круглогодичного использования. Если воздушные теплонасосы способны работать только при температуре до -15°С, то геотермальное оборудование достаточно хорошо себя чувствует и при -32°С.
    Контур, который является главным источником отбора тепловой энергии, укладывают ниже точки промерзания, поэтому, на работе станции, понижение температуры никак не отражается. Газовый котел также абсолютно нечувствителен к погодным изменениям.
  • Многолетний опыт использования теплонасосов в странах ЕС доказывает, что применение альтернативных методов отопления не только возможное, но и эффективное средство обогрева любых типов помещений, а также нагрева воды для нужд ГВС, и конечно для бассейнов.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: