Toplinska pumpa voda-voda: uređaj, princip rada, pravila za organiziranje grijanja na njegovoj osnovi

Za grijanje i opskrbu toplom vodom u privatnim kućama preporučljivo je koristiti toplinsku pumpu voda-voda koja djeluje iz prirodnih izvora - podzemnih voda, rijeka, akumulacija itd. Sustav odlikuje apsolutna sigurnost okoliša, ne zahtijeva redovite izdatke za potrošni materijal, pa postaje sve popularniji.

Razgovarat ćemo o opcijama uređaja s toplinskom pumpom koji koristi eko-energiju vode za prijenos u kućne sustave grijanja. Za znatiželjne majstore kuće opisali smo principe rada popularnih opcija uređaja i građevinske tehnologije. Ovdje ćete saznati koja je oprema potrebna za rad sustava.

Princip rada toplinske pumpe voda-voda

Toplinska pumpa utjelovljuje princip Carnotovog ciklusa. Sastoji se u činjenici da se pomična tvar u zatvorenom sustavu i mijenja svoje agregatno stanje iz tekućeg u plinovito pod utjecajem kemijskih, fizikalnih ili toplinskih faktora oslobađa i apsorbira ogromnu količinu toplinske energije.

Uloga radne tvari je toplinski nosač - voda iz bunara ili akumulacije.

Čak i zimi, prirodne temperature na određenoj dubini održavaju pozitivnu temperaturu, pa se toplinska energija iz njih može izvlačiti tijekom cijele godine.Jedini nedostatak instalacije je velika potrošnja energije i potreba kupnje dodatne opreme.

Dijagram prikazuje putanju cirkulacije vode i rashladnog sredstva. Sustav vam omogućuje primanje toplinske energije, bez obzira na godišnje doba

Glavni elementi toplinske pumpe voda-voda su:

• kompresor;
• isparivač;
• kondenzator;
• indukcijski ventil za širenje;
• automatski sustav za praćenje pokazatelja;
• više autocesta od bakrenih cijevi;
• radna tvar (rashladno sredstvo).

Pomoću posebne crpke voda teče kroz cijevi od izvora do termalne instalacije, nakon čega stupa u interakciju s plinom (freonom) koji ključa na temperaturi od + 2-3 stupnja. Freon apsorbira dio topline vode i apsorbira ga kompresor, gdje njegova temperatura raste za vrijeme kompresije.

Oprema toplinske crpke zauzima puno prostora, ali pruža priliku da se riješite komunalne ovisnosti

Zatim rashladno sredstvo ulazi u kondenzator, nakon čega vruća tvar zagrijava vodu do unaprijed određene temperature (od +40 do +80 stupnjeva), koja se transportira kroz cijevi sustava grijanja.

Ohlađena voda ulazi u isparivač, a zatim se ispušta u prihvatni bunar. Nakon prolaska kondenzatora, rashladno sredstvo postaje tekuće i skuplja se na dnu elementa, a zatim se kroz leptir vraća u prvobitno mjesto. Zatim se ciklus ponavlja.

Na što treba paziti pri uređenju takvog grijanja?

Postoji veliki broj različitih modifikacija toplinskih pumpi dizajniranih za prostorije bilo koje namjene i veličine, kao i za rad u različitim uvjetima. Oprema je namijenjena grijanju kuća ukupne površine od 50 do 150 četvornih metara.

Orijentir broj 1 - tvrdoća vode

Kvaliteta vode bunara ili akumulacije igra važnu ulogu u odabiru opreme. Nisu svi modeli sposobni raditi na tvrdoj vodi koja sadrži velike količine mangana i željeza.

Visoka koncentracija ovih elemenata šteti sustavu - brže se formira korozija na cijevima, što dovodi do smanjenja učinkovitosti opreme i njezinog životnog vijeka.

Stoga prije kupnje toplinske pumpe uzmite uzorak vode i izvršiti analizu na prisutnost ovih i drugih elemenata u tragovima - sumporovodika, amonijaka, klora itd. Obično, ako temperatura u ribnjaku prelazi +13 stupnjeva, tada s većim stupnjem vjerojatnosti ima puno iona željeza i mangana u vodi.

Stoga se toplinska pumpa voda-voda odabire uzimajući u obzir tvrdoću vode. Postoje sustavi čiji su elementi najviše zaštićeni od korozije, ali koštaju više.

Orijentir broj 2 - način rada

Toplinska crpka može se koristiti kao jedini izvor topline ili komunicirati s drugim sustavima. Stoga je prije odabira modela važno utvrditi u kojem će načinu uređaj raditi.

Postoje dvije vrste funkcioniranja sustava:

• Monovalentni. Uređaji imaju veliku snagu, pogodni za grijanje kuće.
• Bivalentny. Manje produktivni uređaji nadopunjuju glavnu opremu za grijanje.

Za izgradnju autonomnog sustava s glavnom jedinicom za grijanje voda-voda potreban je monovalentni tip.

Referentna točka 3 - snaga pumpe

Snaga je važan pokazatelj pri odabiru toplinske pumpe, jer o njoj ovise performanse sustava. Što je veća snaga, veća je učinkovitost opreme, ali i veća potrošnja energije.

Učinkovitost toplinske pumpe voda-voda odabire se na temelju stvarnih potreba

Prilikom odabira uređaja s nedovoljnom snagom, učinkovitost sustava opadaće ako gubitak topline kod kuće prelazi količinu energije koju opskrbljuje sustav. Toplinska pumpa može raditi non-stop, ali neće imati učinka zbog snižavanja temperature vode.

Kad je gubitak topline zgrade manji od prijenosa topline sustava, crpka se obično automatski pokrene nekoliko minuta, zagrijava vodu na zadanu temperaturu i transportira je kroz sustav. Zatim se isključuje dok temperatura ne padne za nekoliko stupnjeva. Tada se ciklus ponavlja.

Orijentir broj 4 - funkcionalnost određenog modela

Toplinske pumpe mogu imati dodatne funkcije, a to su:

• Automatski upravljački sustav koji vam omogućuje prilagođavanje mikroklime prostorije ukusu. Upravljanje se obično vrši pomoću daljinskog upravljača.
• Funkcija grijanja vode za opskrbu toplom vodom.
• Kućište zvučno izolirano.
• Mogućnost spajanja na druge sustave grijanja, solarne kolektore, što će grijanju učiniti potpuno autonomnom.

Trajanje rada toplinskih pumpi voda-voda obično prelazi 30 godina.

Ništa manje važno prilikom odabira opreme uzmite u obzir i troškove instalacije i ugradnje.

Proračun potrebnog kapaciteta toplinske crpke

Prije kupnje sustava, važno je prvo nacrtati i izračunati potreban kapacitet opreme. Učinkovitost se izračunava uzimajući u obzir stvarne potrebe za toplinom. U obzir se uzimaju potrošnja topline, gubitak topline kod kuće i prisutnost ili odsutnost kruga PTV.

Algoritam izračuna:

1. Izračunavamo ukupnu površinu grijanih prostorija.
2. Određujemo potrebnu količinu energije za grijanje. Optimalni pokazatelj na 1 kvadratni metar je 0,07 kW.
3. Da biste rastopili kuću na N kvadratnih metara, trebate N * 0,07 kW.
4. za PTV u dobiveni broj dodajte dodatnih 15-20%, to jest N * 0,07 * 0,85 ili N * 0,07 * 0,80.

Ovaj će proračun biti optimalan za sobe s stropom koji ne prelazi visinu od 2,7 m. Stručnjaci će preciznije izračune napraviti tijekom pripreme projekta.

Pripremni radovi prije rada

Priprema za montažu, priključivanje i puštanje u rad toplinske crpke iz serije voda-voda uključuje niz standardnih koraka s kojima ćemo se dalje upoznati.

Odabir optimalnog izvora vode

Treba napomenuti da nije svaki open source ili vode dobro pogodan za nesmetan rad toplinske pumpe.Kvaliteta vode igra važnu ulogu, ali filteri mogu pomoći u rješavanju problema onečišćenja.

Dopušteno je koristiti ribnjak ili ribnjak smješten u radijusu od 100 metara od zgrade. Ako nema takvog izvora, tada je potrebno bušiti bušotine.

Izbor izvora toplinske crpke trebao bi se usredotočiti na jednostavnost i cijenu upotrebe. U slučaju otvorenog rezervoara u blizini, razumnija je upotreba

Ponašanje otvorenih izvora predvidljivije je od podzemnih voda, pa ako je moguće, prednost dajemo vodnim tijelima.

Instalacija toplinskog sustava pomoću bušotine

Za instaliranje sustava pomoću toplinske pumpe potrebne su dvije bušotine. Jedan od bunara naziva se debitnim. U njemu je uronjena posebna crpka, uz pomoć koje se uzima voda za naknadnu obradu u sustavu. Drugi bunar je prijemni bunar. Ohlađena voda se ulije u nju.

Odvodni i dovodni bunari moraju biti udaljeni najmanje 15 metara

Dubina debitne bušotine ne smije biti veća od 50 metara. Što se dublje nalazi izvor vode, crpka će joj trebati snažnije da bi je opskrbila, što će povećati količinu potrošnje energije.

Uređaj za bušenje

Prije rada na bušotini, važno je znati koliko vode može proizvesti i koliko tekućine je potrebno da bi se grijala cijela soba. Što je viša temperatura vode, manje će joj biti potrebno za grijanje.

Važno je unaprijed izračunati volumen V, koji se moraju ispumpati iz bunara sat vremena da bi se grijala soba. Pretpostavimo da postoji crpka čija je toplinska snaga jednaka određenom broju P kW, a potrošnja energije - broj P kW. Također ćete morati saznati temperaturu podzemne vode (t1) i njihovu temperaturu nakon izmjena topline (t2).

Tada formula za izračunavanje količine vode koja je potrebna na sat izgleda ovako:

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

Analitički je nemoguće utvrditi sposobnost debitnog bušotina za isporuku potrebne količine vode, dakle, testirano je. U roku od 3 dana pumpa neprekidno pumpa vodu iz bunara. Tako se provodi i provjera prihvatne bušotine na sposobnost uzimanja potrebne količine vode pri visokom opterećenju.

Važno je razumjeti da se podzemna voda ponaša nepredvidivo, pa voda iz debitnog bunara s vremenom može postati manja. Primjerice, proljeće se opažaju u proljeće, a zimi, naprotiv, voda opada. Ako u bunaru nema dovoljno vode, sustav se automatski isključuje, grijanje se ne događa.

Značajke prihvatne bušotine

Prihvatni cjevasti bunar smješten je nizvodno od podzemnih voda. Analitički je nemoguće odrediti u kojem se smjeru kreće voda. Stoga u praksi odaberite proizvoljnu bušotinu kao zadužnicu i upadajte u nju potopne pumpa.

Ako tijekom rada sustava razina vode ne opada, tada se izbor vrši ispravno. Ako je razina pala, a temperatura vode pala, onda trebate zamijeniti bušotine - prijenos potopne pumpa u drugu rupu.

Odvodna cijev u prihvatnu bušotinu mora biti uronjena nekoliko centimetara u vodu, ne dosežući dno. Ako otpadnu tekućinu ispustite odozgo, to će dovesti do zamrzavanja. Cjevasti otvor može prestati uzimati vodu i začepiti se.

Rezultat prijeti preljevom, a zimi je moguće zaleđivanje. Najbolja opcija za izvor prijema je rijeka ili ribnjak. Ako se ti objekti ne nalaze u blizini, tada je potrebno izbušiti jedan ili više bušotina za prihvat kako bi se osigurali od prelijevanja.

Na slici je prikazan primjer korištenja jedne bušotine za prihvat i zaduženje

Nemoguće je saznati hoće li bunar primati vodu analitički ili testnom metodom. Praksa pokazuje da odvodni bunar može kontinuirano apsorbirati vodu dugi niz godina, a može čak i uspjeti u jednoj sezoni.

Postoje tehnologije koje omogućuju korištenje jednog bunara i ispravljanja bunara, ali ova metoda nije učinkovita - rad će biti popraćen poteškoćama, moguće spuštanjem temperature vode, zamrzavanjem i nizom drugih problema.

Sustav uređaja koji koristi ribnjak

Odabrani ribnjak treba biti dovoljno dubok da donji slojevi vode ne smrznu tijekom jakih mrazeva. U južnim regijama optimalna dubina je oko 1 metar, u sjevernim regijama potreban je izvor s dubinom od 3 metra ili više. Također, ribnjak mora biti stabilan - fluktuacije razine vode i njegovo smanjenje su neprihvatljivi.

Do rezervoara postoje dva cjevovoda - debitni i prijemni. U prijemnu je ugrađena potopna pumpa

Kao cijevi preporučuje se korištenje modela iz HDPEkarakterizira trajnost i pouzdanost. Važno je zaštititi cijevi od smrzavanja, dodatnim izoliranjem i probojima.

Priprema kuće za toplinsku pumpu

Za interakciju s toplinskom pumpom voda-voda, u kući mora biti opremljen sustav grijanja na vodi, predstavljen u obliku cijevi, radijatorskih baterija. Za bolju izolaciju u podu i zidovima, također je dopušteno ugraditi cijevi za grijanje.

Ako će se oprema koristiti za opskrbu toplom vodom, tada kuća mora imati sustav za prikupljanje. Da bi crpka radila, trebate se priključiti na električnu mrežu neograničene snage.

Bez dodatnih mjera za toplinsku izolaciju kuće (izolacija vani, ugradnja dvokrilnih prozora itd.) rad toplinske pumpe nema smisla.

Stručnjaci preporučuju dodatno instaliranje ventilacijski sustav s mehanizmom za grijanje zraka Freon koji se koristi u opremi je štetan za ljude. Ako se dogodi petlja sustava mikropukotinama, tada se plin oslobađa i time istiskuje zrak iz prostorije. Rashladno sredstvo može kod osobe izazvati pogoršanje plućnih bolesti, napade astme.

Toplinska crpka je teška oprema, njegova težina može doseći tone (ovisno o snazi ​​i veličini), stoga, u nekim slučajevima, da biste je instalirali, morate izgraditi vlastiti temelj, koji nije povezan s temeljem vikendice.

Prije instaliranja opreme morate uzeti u obzir dopuštene dimenzije prostorije, održavati udaljenost do zidova navedenih u putovnici proizvoda.

Dodatna oprema

Izbor dodatna oprema za toplinsku pumpu - odgovoran zadatak, čije rješenje u velikoj mjeri određuje dugoročan servis sustava grijanja u cjelini i odsutnost problema u radu.

potopne pumpa za bunare i bare

Ako se toplinska pumpa u sustavu koristi za opskrbu toplom vodom, uređaj malog kapaciteta može sniziti tlak u slavinama. Snažna pumpa riješit će ovaj problem, ali troši više energije. Minimalna dozvoljena snaga tijekom rada FGP - 1 kW.

Postoji mnogo različitih modifikacija. potopne pumpe.Izbor se vrši uzimajući u obzir tri kriterija, a to su:

• Količina tekućinekoristi se za crpljenje (što više vode trebate transportirati, to bi trebala biti veća snaga crpke).
• Pa dubina (dublji bunar, veći kapacitet opreme bi trebao biti);
• Promjer bušotine (tradicionalno preferiraju 4-inčne osovine, jer su stvorile najveći broj pumpi, za razliku od 3-inčne).

Da biste odredili dubinu bušotine, potrebno je učvrstiti opterećenje na užetu i spustiti ga u osovinu. Vlažni dio užeta ukazivat će na punu dubinu bušotine, suh će odrediti udaljenost od početka vode do površine.

Crpka je uronjena u bušotinu na dubini koju je odredio proizvođač uređaja. Tipično na tehničkom listu piše koliko metara mora biti između vodenog ogledala i pumpe, dna izlaza i crpke

I univerzalne crpke i oprema posebno dizajnirana za bušotine mogu biti prikladna za mine. Ako su rudnik razvili profesionalci, onda je manje začepljen pijeskom, tako da možete sigurno koristiti univerzalnu pumpu.

Crpke dizajnirane posebno za bušotine su skuplje, ali izvrsno rade s pijeskom i blatom, manje začepljenjem. Univerzalni su osjetljivi na visoki sadržaj organskih tvari, moraju se redovito čistiti od prljavštine, zbog čega im se smanjuje život.

Treba dati prednost crpkama s automatskom opremom, jer kada se motor pregrijava, prekomjerno začepljenje ili nedostatak vode u bušotini, isključuju se neovisno, što rezultira pregrijavanjem i neispravnošću motora.

Prema načelu djelovanja razlikuju se 2 vrste potopne pumpe:

• centrifugalan.
• Vibracije.

Za rad u bušotinama koje proizvode vodu u vapnencu poželjni su centrifugalni duboki modeli. Osjetljivi su na vodu s zrncima pijeska i suspenzije gline.

Ako će toplinska crpka biti spojena na otvoreni rezervoar, bolje je koristiti površinsku crpnu opremu namijenjenu za crpljenje prljave vode ili jeftin vibrirajući uređaj.

Srednji izmjenjivač topline toplinske pumpe

U toplinskim crpkama, tijekom cirkulacije, freon se možda neće dovoljno ohladiti, što dovodi do pregrijavanja kompresora zbog previsoke temperature pražnjenja. Stoga je važno poboljšati hlađenje tvari, a time i smanjiti tlak u krugovima.

Postoji još jedan problem zajednički svim toplinskim crpkama - rashladno sredstvo može se miješati s vodenom parom. Ako tekućina uđe u kompresor, može se dogoditi. vodeni čekić, U tom slučaju morate popraviti ili zamijeniti dio. Također, voda može dospjeti u ulje, a odatle ga je teško izdvojiti.

Svi gore navedeni problemi rješavaju se ugradnjom intermedijarnog izmjenjivača topline. Izmjenjivači topline isporučuju se u tri vrste - otvoreni tip, školjka-cijev i svitak.

Modifikacija otvorenog tipa neutralizira tekućinu zarobljenu u freonu tijekom cirkulacije, što smanjuje vjerojatnost vodeni čekić kompresor. Uređaj odlikuju visoke performanse i minimalna potrošnja energije.

Pri postavljanju otvorenog izmjenjivača topline važno je pravilno odabrati veličinu cijevi za tekućinu kako bi se osigurala minimalna kompresija tlaka

Ispravno odabrane cijevi neutralizirat će mogućnost vrenja tekućine. Istodobno, ventil mora imati dovoljan kapacitet, tako da tekućina s malom razlikom tlaka može prodrijeti u uređaj.

Izmjenjivač topline s cijevi i cijevima predstavljen je u obliku zatvorenog dizajna. Izmjena topline događa se kroz stijenke cijevi, a tekućina i rashladno sredstvo u njemu se ne miješaju, za razliku od otvorenih, što osigurava visoki tlak za cirkulaciju pare i zraka.

Zavojni izmjenjivač topline karakterizira prisutnost regulatora protoka koji kontrolira protok tekućeg freona. Veličina uređaja ovisi o snazi ​​toplinske crpke.Potrebno je odabrati proizvod, uzimajući u obzir funkcionalnost i dostupnu količinu. Preporučljivo je dati prednost sklopivim modelima.

Filteri toplinske pumpe

Voda iz bunara ili ribnjaka ne dolazi u čistom obliku. Može sadržavati pijesak, prljavštinu, razne elemente u tragovima - željezo, vodikov sulfid, mangan, klor, amonijak itd. Prije ulaska u toplinsku pumpu, voda se mora filtrirati.

Prije svega, potrebno je eliminirati velike tvari - kamenje, pijesak, prljavštinu, mulj. Da biste ih uklonili iz vode, potrebna je instalacija hidrociklonu.

Hidrociklona - uređaj potreban za grubu obradu vode. Mora se odabrati uzimajući u obzir snagu crpke

Dalje, važno je ugraditi filtere koji uklanjaju željezo, sumporovodik, mangan, amonijak. Ti elementi u tragovima skraćuju život opreme i korodiraju je.

Možete koristiti filtre reverzna osmoza, omekšivači, sredstva za uklanjanje željeza i njihove modifikacije. Da bi se osigurala pitka topla voda, potrebno je također opremiti filtre s ugljikom i UV sterilizator koji uništava bakterije i viruse.

Generator napajanja za rezervno napajanje

Toplinske crpke rade iz mreže, tako da ako dođe do prekida napajanja, kuća će ostati bez grijanja. Preporučljivo je dodatno kupiti električni generator koji djeluje na zapaljive tvari.

Važno je da generator može stvoriti potrebnu snagu za rad kompresora pumpe

Značajke rada takve toplinske crpke

Jednom godišnje potrebno je provesti neovisni vizualni pregled komponenata crpke, slijediti preporuke za održavanje - pravodobno podmazati dijelove, pratiti pravilan rad uređaja prilikom crpljenja vode.

Neke vrste opreme zahtijevaju redovitu inspekciju (obično 1-2 puta godišnje) od strane stručnjaka servisnih centara. Tijekom inspekcije utvrdite:

• curenje motornog ulja kroz pukotine u krugu;
• kvaliteta učvršćenja i okova;
• razina tlaka u spremnicima i krugovima;
• kvarovi u napajanju.

Ugradnju toplinske crpke voda-voda treba povjeriti obučenim stručnjacima. Neučinkovitost sustava najčešće je povezana s nepravilnom instalacijom. Toplinska oprema je pogodna za rad i stanovnika Južne regije i Sjeverne.

Zaključci i korisni video na temu

Videozapis predstavlja princip rada i značajke uređaja:

Kao rezultat, možemo zaključiti da se toplinska pumpa voda-voda smatra učinkovitom ekološki prihvatljivom opremom namijenjenom za grijanje domova do 150 četvornih metara. Za uređenje prostorija većeg područja možda će već trebati prilično složeni inženjerski pregledi.

Ako imate bilo kakvih pitanja tijekom upoznavanja s ponuđenim podacima, postavite ih u donjem okviru. Radujemo se vašim komentarima, pitanjima o temi, pričama i fotografijama o izgradnji mini-hidroelektrane. Zanima nas vaše mišljenje.