Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Za ogrevanje in oskrbo s toplo vodo za zasebne domove je priporočljivo uporabiti toplotno črpalko voda / voda, ki deluje iz naravnih virov - podzemne vode, rek, rezervoarjev itd. Za sistem je značilna absolutna varnost okolja, ne zahteva rednih izdatkov za potrošni material, zato postaja vse bolj priljubljena.

Govorili bomo o možnostih za napravo toplotne črpalke, ki uporablja ekološko energijo vode, da jo prenese v domače ogrevalne sisteme. Za radovedne domače obrtnike smo opisali principe delovanja priljubljenih naprav in tehnologije gradnje. Od nas boste izvedeli, katera oprema je potrebna za delovanje sistema.

Načelo delovanja toplotne črpalke voda / voda

Toplotna črpalka vključuje načelo Carnotovega cikla. Sestavlja ga dejstvo, da premikajoča se snov v zaprtem sistemu in spreminjanje kemijskega stanja pod vplivom kemičnih, fizikalnih ali toplotnih dejavnikov, od tekočine v plinasto stanje, sprosti in absorbira veliko količino toplotne energije.

Vloga delovne snovi je toplotni medij - voda iz vodnjaka ali rezervoarja.

Tudi pozimi v naravnih virih na določeni globini se ohranja pozitivna temperatura, zato se iz njih lahko pridobiva toplotna energija skozi vse leto. Edina pomanjkljivost naprave je velika poraba energije in potreba po nakupu dodatne opreme.

Diagram prikazuje pot kroženja vode in hladilnega sredstva. Sistem omogoča sprejem toplotne energije, ne glede na letni čas.

Glavni elementi toplotne črpalke voda-voda:

  • kompresor;
  • uparjalnik;
  • kondenzator;
  • ekspanzijski indukcijski ventil;
  • samodejni sistem za spremljanje učinkovitosti;
  • več avtocest iz bakrenih cevi;
  • delovna snov (hladilna tekočina).

S pomočjo posebne črpalke voda vstopa v cevi od vira v termo instalacijo in nato komunicira s plinom (freon), ki vre pri temperaturi + 2-3 stopinj. Freon absorbira del toplote iz vode in ga vpije kompresor, kjer se njegova temperatura med kompresijo dvigne.

Oprema toplotne črpalke zavzema veliko prostora, vendar ponuja priložnost, da se znebimo komunalne odvisnosti

Nato hladilno sredstvo vstopi v kondenzator, po katerem vroča snov ogreje vodo na vnaprej določeno temperaturo (od +40 do +80 stopinj), ki se prenaša skozi cevi ogrevalnega sistema.

Ohlajena voda vstopi v uparjalnik in se nato odvede v sprejemni vod. Po prehodu skozi kondenzator hladilno sredstvo postane tekoče in se zbira na dnu elementa, nato pa se vrne v prvotno mesto skozi dušilko. Nato se cikel ponovi.

Toplotna črpalka je po zasnovi principa obrnjen hladilnik. Samo njegov izparilnik je potopljen v vodo, ogrevani del pa je na tleh in proizvaja toploto. Delo notranje enote geosistema voda-voda je namenjeno ogrevanju hladilne tekočine za ogrevalne kroge in vodo za oskrbo s toplo vodo. Toplotne črpalke, izdelane za gradnjo nizkocenovnih stavb, prosim z majhnimi dimenzijami. Uporabljajo vodo iz odprtih rezervoarjev, vodnjakov in antifriza iz zaprtih sistemov, položenih v tla Odvisno od projektne in tehnične opreme toplotne črpalke porabijo od 5 do 25% energije, preostala energija pa gre za zagotavljanje inženirskih sistemov.

Kaj gledati pri urejanju takšnega ogrevanja?

Obstaja veliko različnih modifikacij toplotnih črpalk, namenjenih za prostore kakršnegakoli namena in velikosti, kot tudi delo v različnih pogojih. Oprema je namenjena ogrevanju hiš s skupno površino od 50 do 150 kvadratnih metrov.

Točka 1 - trdota vode

Kakovost vode v vrtini ali rezervoarju ima pomembno vlogo pri izbiri opreme. Vsi modeli ne morejo delati na trdi vodi, ki vsebuje veliko mangana in železa.

Visoka koncentracija teh elementov poškoduje sistem - korozija se hitreje oblikuje na ceveh, kar vodi do zmanjšanja učinkovitosti opreme in njene življenjske dobe.

Zato se pred nakupom toplotne črpalke odvzame vzorec vode in analizira na prisotnost teh in drugih elementov v sledovih - vodikov sulfid, amoniak, klor itd. Običajno, če temperatura v ribniku presega +13 stopinj, je bolj verjetno, da je v vodi veliko ionov železa in mangana.

Toplotna črpalka voda-voda se tako izbere na podlagi trdote vode. Obstajajo sistemi, katerih elementi so najbolj zaščiteni pred korozijo, vendar so dražji.

Landmark številka 2 - način delovanja

Toplotna črpalka se lahko uporablja kot edini vir toplote ali v interakciji z drugimi sistemi. Zato je pred izbiro modela pomembno določiti, v katerem načinu bo naprava delovala.

Skupno obstajata dve vrsti delovanja sistema:

  • Monovalentna. Naprave imajo veliko moč, primerno za ogrevanje hiše.
  • Bivalentno. Manj produktivne naprave, ki dopolnjujejo glavno ogrevalno opremo.

Za izgradnjo avtonomnega sistema z glavno ogrevalno enoto voda-voda je potreben monovalentni tip.

Točka 3 - moč črpalke

Moč je pomemben indikator pri izbiri toplotne črpalke, saj je od nje odvisna zmogljivost sistema. Višja kot je moč, večja je učinkovitost opreme, pa tudi večja poraba energije.

Delovanje toplotne črpalke voda-voda je izbrano glede na dejanske potrebe.

Pri izbiri naprave z nezadostno močjo se bo učinkovitost sistema zmanjšala, če izguba toplote iz hiše preseže količino energije, ki jo vrne sistem. Toplotna črpalka lahko deluje približno uro, vendar učinek ne bo posledica padca temperature vode.

Ko je toplotna izguba stavbe nižja od prenosa toplote v sistemu, se črpalka samodejno zažene za nekaj minut, segreva vodo do nastavljene temperature in jo prenese skozi sistem. Nato se izklopi do trenutka, ko temperatura pade za nekaj stopinj. Nato se cikel ponovi.

Točka št. 4 - funkcionalno specifičen model

Toplotne črpalke imajo lahko dodatne funkcije, kot so:

  • Avtomatski nadzorni sistem, ki vam bo omogočil, da prilagodite mikroklimo prostora po okusu. Nadzor se običajno izvaja z daljinskim upravljalnikom.
  • Funkcija ogrevanja vode za vročo vodo.
  • Zvočna izolacija ohišja.
  • Možnost priključitve na druge ogrevalne sisteme, sončne kolektorje, ki bodo napravo za ogrevanje popolnoma avtonomni.

Trajanje delovanja toplotnih črpalk voda-voda običajno presega 30 let.

Nič manj pomembna pri izbiri opreme upoštevati stroške namestitve in namestitve.

Izračun potrebne moči toplotne črpalke

Pred nakupom sistema je pomembno, da pripravite in izračunate potrebno zmogljivost opreme. Produktivnost se izračuna ob upoštevanju dejanskih potreb po toplotni energiji. Upoštevajte stroške toplote, toplotne izgube doma in prisotnost ali odsotnost kroga sanitarne vode.

Algoritem izračuna:

  1. Izračunajte skupno površino ogrevanih prostorov.
  2. Določimo potrebno količino energije za ogrevanje. Optimalna stopnja na 1 kvadratni meter je 0, 07 kW.
  3. Za ogrevanje hiše na N kvadratnih metrov potrebujete N * 0.07 kW.
  4. Za toplo vodo se doda še 15-20% dobljenemu številu, to je N * 0.07 * 0.85 ali N * 0.07 * 0.80.

Ta izračun bo optimalen za sobe s stropi, ki ne presega višine 2, 7 m. Strokovnjaki bodo bolj natančni izračuni med pripravo projekta.

Toplotne črpalke pri nas še niso zelo priljubljene. To je posledica poceni modrega goriva, ki trenutno nima druge možnosti. Na območjih, ki nimajo dostopa do centralizirane oskrbe s plinom, pa je vgradnja toplotne črpalke ugodna in primerna. Na 1 kW porabljene energije toplotna črpalka proizvede 5-6 kW. V nasprotju z električnimi grelniki, ki proizvajajo toploto toliko kot porabljena energija Nove spremembe toplotnih črpalk ne zahtevajo ureditve ločenega prostora. So praktično tiho in kompaktno, se lahko nahajajo v hodnikih, dvoranah, kuhinjah

Pripravljalna dela pred operacijo

Priprava na montažo, priključitev in zagon toplotne črpalke iz serije voda-voda vključuje številne standardne korake, ki jih bomo nadalje raziskali.

Izbira optimalnega vodnega vira

Opozoriti je treba, da ni vsak odprtokodni vodni vir ali vodnjak primeren za nemoteno delovanje toplotne črpalke. Kakovost vode ima pomembno vlogo, toda filtri lahko rešijo problem onesnaževanja.

Dovoljena je uporaba ribnika ali ribnika, ki se nahaja v radiju 100 metrov od stavbe. Če takšnega vira ni, potem je potrebno vrtati vrtine.

Izbira vira toplotne črpalke se mora osredotočiti na preprostost in stroške uporabe. V primeru, da je v bližini odprt ribnik, ga je pametneje uporabiti.

Obnašanje odprte kode je bolj predvidljivo kot podtalnica, zato je bolje, če je mogoče, dati prednost vodnim telesom.

Vrtanje in razvoj geotermalne vrtine, ki se uporablja v sistemu toplotnih črpalk, ne upravičuje vedno naložbe Najlažji in najcenejša različica uparjalnika - večkrat valjani obroči cevi položi v najbližji rezervoar Pomembna prednost uporabe rezervoarja je minimalni strošek namestitve sistema, ki uporablja prosto naravno energijo. Ko se toplotna črpalka zmanjša, se cevi izvlečejo na površino, pregledajo in popravijo poškodbe.

Namestitev toplotnega sistema z vodnjakom

Za namestitev sistema s toplotno črpalko sta potrebni dve vrtini. Ena od vrtin se imenuje obremenitev. V njem je potopljena posebna črpalka, skozi katero se voda vnaša za nadaljnjo obdelavo v sistemu. Drugi vodnjak je sprejemni. V to se vlije hladna voda.

Odvodni in dovodni vodnjaki morajo biti oddaljeni vsaj 15 metrov narazen

Globina debetnega vodnjaka ne sme presegati 50 metrov. Čim globlje je vodni vir, tem močnejša bo črpalka, ki jo bo oskrbovala, kar bo povečalo količino porabljene energije.

Naprava za odmero dobro

Pred uporabo debitnega vodnjaka je pomembno vedeti, koliko vode je sposobna dati in koliko tekočine je potrebno, da ves prostor ostane topel. Višja kot je temperatura vode, manj je potreben za ogrevanje.

Pomembno je predhodno izračunati prostornino V, ki jo je treba v eni uri izčrpati iz vodnjaka za ogrevanje prostora. Recimo, da je črpalka, katere toplotna moč je enaka določenemu številu Q kW, poraba energije pa je število P kW. Prav tako morate poznati temperaturo podtalnice ( t1 ) in njihovo temperaturo po izmenjavi toplote ( t2 ).

Potem je formula za izračun količine potrebne količine vode na uro naslednja:

V = (QP) / (t1-t2).

Analitično je nemogoče določiti sposobnost debitnega vodnjaka, da proizvede potrebno količino vode, zato se preizkusi. V 3 dneh črpalka neprestano črpa vodo iz vodnjaka. Tako se testna vrtina izvede na možnost sprejemanja potrebne količine vode pod visoko obremenitvijo.

Pomembno je razumeti, da se podzemne vode obnašajo nepredvidljivo, zato lahko voda iz debitnega vodnjaka sčasoma postane manj. Na primer, spomladi obstajajo plimovanje, v zimskem času pa se voda zmanjšuje. Če v vodnjaku ni dovolj vode, se sistem samodejno izklopi, ogrevanje pa se ne zgodi.

Značilnosti sprejemnega vodnjaka

Sprejemni cevni vodnjak se nahaja spodaj od podzemne vode. Analitično je nemogoče določiti, v katero smer se voda premika. Zato je v praksi izbrana poljubna vrtina kot debetna in v njej potopna črpalka.

Če med delovanjem sistema nivo vode ne pade, potem je izbira pravilno. Če je raven padla in temperatura vode padla, je treba na nekaterih mestih zamenjati vrtine - potopno črpalko premakniti v drugo luknjo.

Odtočna cev v sprejemnem vodniku mora biti potopljena nekaj centimetrov v vodo, ne da bi dosegla dno. Če odložite odpadno tekočino z vrha, bo to povzročilo zabijanje vode. Cevasti vodnjak lahko preneha jemati vodo in se zamaši.

Rezultat grozi prelivanje, pozimi pa možno zaledenitev. Najboljše možnosti za sprejem vira so reka ali ribnik. Če ti predmeti niso blizu, je treba vrtati eno ali več sprejemnih vrtin, da se zavaruje pred prelivanjem.

Na sliki je prikazan primer uporabe ene vdolbine kot sprejemne in debetne

Nemogoče je ugotoviti, ali vodnjak sprejema vodo na analitični ali testni način. Iz prakse je razvidno, da lahko odtočni vod gladko absorbira vodo že vrsto let, v eni sezoni pa lahko celo propade.

Obstajajo tehnologije, ki omogočajo uporabo ene dobro kot debetne in sprejemne, vendar ta metoda ni učinkovita - delovanje bo spremljalo težave, ki bi lahko znižale temperaturo vode, preplavljanje in številne druge težave.

Sistem naprave, ki uporablja rezervoar

Izbrani ribnik mora biti dovolj globok, da se spodnje plasti vode ne zmrznejo med močnimi zmrzali. V južnih regijah bo optimalna globina približno 1 meter, na severnih območjih pa bo potreben vir z globino 3 metrov ali več. Prav tako mora biti ribnik stabilen - nihanja vodostaja in njegovo zmanjšanje so nesprejemljiva.

V rezervoar sta dva cevovoda - debetni in sprejemni. Potopna črpalka je nameščena v vhodu.

Kot cevi je priporočljivo uporabljati modele HDPE, ki jih odlikuje trajnost in zanesljivost. Pomembno je zaščititi cevi pred zmrzovanjem, dodatno segrevati in od prebojev.

Priprava hiše za vgradnjo toplotne črpalke

Za interakcijo s toplotno črpalko mora biti voda-voda v hiši opremljena z ogrevalnim sistemom na vodni osnovi, ki je predstavljen v obliki cevi, radiatorskih baterij. Za boljšo izolacijo tal in sten je dovoljeno vgraditi ogrevalne cevi.

Če bo oprema uporabljena za dovod tople vode, mora biti v hiši prisoten sistem zbiranja. Za delovanje črpalke potrebujete električno povezavo z neomejeno močjo.

Brez dodatnih ukrepov za toplotno izolacijo hiše (izolacija zunaj, vgradnja dvokomornih oken itd.) Delovanje toplotne črpalke ni smiselno.

Strokovnjaki priporočajo dodatno namestitev prezračevalnega sistema svežega tipa z mehanizmom za ogrevanje zraka. Freon, ki se uporablja v opremi, je škodljiv za ljudi. Če pride do mikro eksplozije v tokokrogu sistema, se bo plin sprostil in s tem izpustil zrak iz prostora. Hladilno sredstvo lahko povzroči poslabšanje pljučne bolezni, napade dušenja.

Toplotna črpalka je težka oprema, njena teža lahko doseže tono (odvisno od moči in velikosti), zato je za njeno namestitev v nekaterih primerih potrebno zgraditi lasten temelj, ki ni povezan s temeljem koče.

Pred namestitvijo opreme je treba upoštevati dovoljene dimenzije prostora, da se ohrani razdalja do sten, ki je navedena v potnem listu proizvoda.

Dodatna oprema

Izbira dodatne opreme za toplotno črpalko je ključna naloga, katere rešitev v mnogih pogledih določa dolgoročno življenjsko dobo ogrevalnega sistema kot celote in odsotnost težav pri delovanju.

Potopna črpalka za vodnjake in ribnike

Če se toplotna črpalka v sistemu uporablja za dovod tople vode, potem lahko naprava z majhno zmogljivostjo zmanjša tlak v pipah. Močna črpalka bo rešila ta problem, vendar porabi več energije. Najmanjša dovoljena moč med delovanjem FGP - 1 kW.

Obstaja veliko različnih modifikacij potopnih črpalk. Izbira se izvede po treh merilih:

  • Količina tekočine, ki se uporablja za črpanje (več vode bo potrebno prevažati, višja mora biti zmogljivost črpalke).
  • Globina vodnjaka (čim globlje je vodnjak, večja mora biti zmogljivost opreme);
  • Premer dobro (tradicionalno raje 4-palčni gredi, ker so ustvarili največje število črpalk, v nasprotju s 3-palčni).

Da bi določili globino vrtine, je potrebno zavarovati tovor na vrvi in jo spustiti v rudnik. Vlažni del vrvi bo pokazal celotno globino vodnjaka, suhi del pa bo določil razdaljo od začetka vode do površine.

Črpalka se potopi v vodnjak v globino, ki jo navede proizvajalec naprave. Običajno je v podatkovnem listu navedeno, koliko metrov mora biti med ogledalom vode in črpalke, dno generacije in črpalko.

Для шахт могут подойти как универсальные насосы, так и оборудование, специально созданное для скважин. Если разработкой шахты занимались профессионалы, то она меньше засоряется песком, поэтому можно смело использовать универсальный насос.

Насосы, спроектированные специально под скважины, стоят дороже, но они отлично справляются с песком и грязью, меньше засоряются. Универсальные чувствительны к большому содержанию органики, их необходимо регулярно очищать от грязи, в результате чего срок их эксплуатации уменьшается.

Отдать предпочтение стоит насосам с автоматикой, поскольку при перегреве мотора, излишнего засора или отсутствия воды в скважине они отключаются самостоятельно, в результате чего двигатель не перегревается и не выходит из строя.

По принципу действия различают 2 вида погружных насосов:

  • Центробежные.
  • Вибрационные.

Для работы в скважинах, добывающих воду в известняке, предпочтительнее центробежные глубинные модели. Они чувствительны к воде с песчинками и глинистой взвесью.

Если тепловой насос будет подключен к открытому водоему, использовать лучше поверхностное насосное оборудование, предназначенное для перекачки грязной воды, или недорогое вибрационное устройство.

Промежуточный теплообменник теплового насоса

В тепловых насосах во время циркуляции фреон может недостаточно хорошо охлаждаться, что приводит к перегреву компрессора в результате чрезмерной температуры нагнетания. Поэтому важно улучшить охлаждение вещества, тем самым понизив давление в контурах.

Существует еще одна проблема, характерная для всех тепловых насосов, – хладагент может смешиваться с парами воды. Если жидкость попадет в компрессор, то может произойти гидроудар. В этом случае понадобиться ремонт или замена детали. Также вода может попасть в масло, а извлечь ее оттуда затруднительно.

Все вышеописанные проблемы решает установка промежуточного теплообменника. Теплообменники бывают трех видов – открытого типа, кожухотрубные и змеевиковые.

Модификация открытого типа нейтрализует жидкость, попавшую во фреон при циркуляции, что минимизирует вероятность гидроудара компрессора. Устройство отличается высокой производительностью при минимальных затратах мощности.

При установке теплообменника открытого типа важно верно подобрать размер жидкостного трубопровода, чтоб обеспечить минимальное сжатие давления

Грамотно подобранные трубы позволят нейтрализовать возможность закипания жидкости. При этом клапан должен иметь достаточную пропускную способность, чтобы жидкость при низкой разнице давлений смогла проникнуть в устройство.

Кожухотрубный теплообменник представлен в виде закрытой конструкции. Теплообмен происходит через стенки труб, а жидкость и хладагент в нем не смешиваются, в отличие от открытого, что обеспечивает высокое давление для циркуляции пара и воздуха.

Змеевиковый теплообменник отличается наличием регулятора расхода, управляющего потоком жидкого фреона. Размер устройства напрямую зависит от мощности теплового насоса. Выбрать изделие необходимо с учетом функционала и располагаемой суммы. Желательно отдать предпочтение разборным моделям.

Фильтры для теплового насоса

Вода из скважин или водоемов поступает не в чистом виде. В ней может встречаться песок, грязь, различные микроэлементы – железо, сероводород, марганец, хлор, аммиак и др. Перед поступлением в тепловой насос вода должна быть отфильтрована.

Прежде всего, необходимо устранить крупные вещества – камни, песок, грязь, ил. Чтобы убрать их из воды, необходима установка гидроциклона.

Гидроциклон – устройство, требующееся для грубой очистки воды. Выбрать его необходимо с учетом мощности насоса

Далее важно установить фильтры, устраняющие железо, сероводород, марганец, аммиак. Эти микроэлементы сокращают срок эксплуатации оборудования, подвергают его коррозии.

Можно воспользоваться фильтрами обратного осмоса, умягчителями, обезжелезивателями и их модификациями. Для обеспечения питьевой горячей воды дополнительно следует оборудовать угольные фильтры и УФ-стерилизатор, уничтожающий бактерии и вирусы.

Электрогенератор для резервного питания

Тепловые насосы работают от электрической сети, поэтому, если произойдет отключение электропитания, то дом останется без обогрева. Целесообразно дополнительно приобрести электрогенератор, работающий на горючих веществах.

Важно, чтоб электрогенератор мог вырабатывать необходимую мощность для работы компрессора насоса

Особенности эксплуатации такого теплового насоса

Раз в год необходимо проводить самостоятельный визуальный осмотру узлов насоса, выполнять рекомендации по техническому обслуживанию – своевременно смазывать детали, следить за корректностью работы прибора при перекачивании воды.

Некоторые виды оборудования нуждаются в регулярной проверке (обычно 1-2 раза в год) специалистов сервисного центра. В ходе проверки выявляют:

  • протечки машинного масла через трещины в контуре;
  • качество креплений и соединений;
  • уровень давления в баках и контурах;
  • неисправности в работе силовой проводки.

Монтаж теплового насоса вода-вода следует поручить обученным специалистам. Неэффективность системы чаще всего связана с ее неправильной установкой. Тепловое оборудование пригодно для эксплуатации как жителями Южный регионов, так и Северных.

Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi

Ролик ознакомит с принципом действия и особенностями устройства:

В качестве итогов, можно сделать вывод, что тепловой насос вода-вода считается эффективным экологически безопасным оборудованием, созданным для обогрева домов площадью до 150 кв метров. На обустройство помещения большей площади уже могут понадобится довольно сложные инженерные изыскания.

Если возникли вопросы в ходе ознакомления с представленной информацией, задавайте их, пожалуйста, в блоке, расположенном ниже. Ждем ваших комментариев, вопросов по теме, рассказов и фото о собственноручном сооружении мини-гидроэлектростанции. Zanima nas vaše mnenje.

Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Kategorija:

Gradnja