Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

За отопление и осигуряване на топла вода за частни домове е препоръчително да се използва термопомпа вода-вода, която работи от природни източници - подземни води, реки, резервоари и др. Системата се характеризира с абсолютна екологична безопасност, не изисква редовни разходи за консумативи и следователно става все по-популярна.

Ще говорим за възможностите на устройството на термопомпата, която използва еко-енергията на водата, за да я прехвърли към битови отоплителни системи. За любознателните занаятчии описахме принципите на действие на популярните опции на устройството и технологията на строителството. От нас ще разберете какво оборудване е необходимо за работата на системата.

Принципът на работа на термопомпата вода / вода

Термопомпата въплъщава принципа на цикъла Карно. Тя се състои в това, че движещо се вещество в затворена система и променящо химичното си състояние, под въздействието на химически, физически или термични фактори, от течност към газообразно състояние, освобождава и абсорбира огромно количество топлинна енергия.

Ролята на работното вещество е термична среда - вода от кладенец или резервоар.

Дори през зимата в естествени източници на определена дълбочина се поддържа положителна температура, следователно топлинната енергия може да бъде извлечена от тях през цялата година. Единственият недостатък на инсталацията е високата консумация на енергия и необходимостта от закупуване на допълнително оборудване.

Диаграмата показва траекторията на циркулация на вода и хладилен агент. Системата позволява да се получава топлинна енергия, независимо от сезона.

Основните елементи на термопомпата вода / вода:

  • компресор;
  • изпарител;
  • кондензатор;
  • разширителен индукционен клапан;
  • автоматична система, която следи производителността;
  • множество магистрали от медни тръби;
  • работно вещество (охлаждаща течност).

С помощта на специална помпа водата постъпва в тръбите от източника към термичната инсталация и след това взаимодейства с газа (фреон), кипящ при температура + 2-3 градуса. Фреонът поглъща част от топлината от водата и се всмуква от компресора, където температурата му се повишава по време на компресия.

Оборудването на термопомпата заема много място, но дава възможност да се отървете от общата зависимост

След това хладилният агент влиза в кондензатора, след което горещото вещество загрява водата до предварително определена температура (от +40 до +80 градуса), която се транспортира през тръбите на отоплителната система.

Охладената вода влиза в изпарителя, след което се оттича в приемната сонда. След преминаване през кондензатора, хладилният агент става течен и се събира на дъното на елемента, след което се връща към първоначалното си място през дросела. След това цикълът се повтаря.

По принцип, термопомпата е обърнат хладилник. Само неговият изпарител е потопен във вода, а нагрятата част е на земята и произвежда топлина. Работата на вътрешното звено на водо-водната геосистема е насочена към нагряване на охлаждащата течност за отоплителни кръгове и вода за топла вода Термопомпи, произведени за изграждане на нискоетажни сгради, моля, с малки размери. Те използват вода от открити резервоари, кладенци и антифриз от затворени системи, положени в земята В зависимост от проектното и техническото оборудване, топлинните помпи консумират от 5 до 25% енергия, а останалата част от енергията отива за осигуряване на инженерни системи.

Какво да погледнем при уреждането на такова отопление?

Има голям брой различни модификации на термопомпи, предназначени за помещения от всякакъв вид и размер, както и работа в различни условия. Оборудването е предназначено за отопление на къщи с обща площ от 50 до 150 кв.м.

Ориентир номер 1 - твърдост на водата

Качеството на водата в кладенец или резервоар играе важна роля при избора на оборудване. Не всички модели могат да работят на твърда вода, съдържаща голямо количество манган и желязо.

Високата концентрация на тези елементи уврежда системата - корозията се образува по-бързо по тръбите, което води до намаляване на ефективността на оборудването и неговия експлоатационен живот.

Следователно, преди да закупите термопомпа, се взема водна проба и се анализира за наличието на тези и други микроелементи - сероводород, амоняк, хлор и др. Обикновено, ако температурата в езерото надвишава +13 градуса, по-вероятно е във водата да има много йони на желязо и манган.

По този начин термопомпата вода-вода се избира на базата на твърдостта на водата. Има системи, чиито елементи са най-защитени от корозия, но са по-скъпи.

Ориентир номер 2 - режим на работа

Термопомпата може да се използва като единствен източник на топлина или да взаимодейства с други системи. Следователно, преди да изберете модел, е важно да се определи в кой режим ще работи устройството.

Общо има два вида функциониране на системата:

  • Моновалентна. Устройствата са с голяма мощност, подходящи за отопление на къщата.
  • Бивалентна. По-малко продуктивни устройства, които допълват основното отоплително оборудване.

За изграждане на автономна система с главен нагревателен блок вода-вода е необходим моновалентен тип.

Ориентир номер 3 - мощност на помпата

Захранването е важен индикатор при избора на термопомпа, тъй като от нея зависи работата на системата. Колкото по-висока е мощността, толкова по-висока е ефективността на оборудването, но и по-високата консумация на енергия.

Ефективността на термопомпата вода-вода се избира на базата на действителните нужди.

При избора на устройство с недостатъчна мощност, ефективността на системата ще падне, ако загубата на топлина от дома надвишава количеството енергия, върнато от системата. Топлинната помпа може да работи денонощно, но ефектът от него няма да се дължи на понижаване на температурата на водата.

Когато топлинните загуби на сградата са по-ниски от преноса на топлина на системата, помпата обикновено автоматично стартира за няколко минути, нагрява водата до зададената температура, транспортира я през системата. След това се изключва до момента, когато температурата спадне с няколко градуса. След това цикълът се повтаря.

Ориентир номер 4 - функционално специфичен модел

Термопомпите могат да имат допълнителни функции като:

  • Автоматична система за управление, която ще ви позволи да настроите микроклимата на стаята на вкус. Контролът обикновено се извършва с дистанционно управление.
  • Функция за загряване на вода за гореща вода.
  • Звукоизолиращ корпус.
  • Възможността за свързване към други отоплителни системи, слънчеви колектори, които ще направят оборудването за отопление напълно автономно.

Продължителността на работа на термопомпи вода-вода обикновено надвишава 30 години.

Не по-малко важно при избора на оборудване помислете за разходите за монтаж и монтаж.

Изчисляване на необходимата мощност на термопомпата

Преди да закупите система, е важно да се изготви предварително и да се изчисли необходимия капацитет на оборудването. Производителността се изчислява, като се вземат предвид действителните нужди от топлинна енергия. Вземете под внимание разходите за топлинна енергия, топлинните загуби у дома и наличието или отсъствието на кръг за БГВ.

Алгоритъм на изчисление:

  1. Изчислете общата площ на отопляваните помещения.
  2. Определяме необходимото количество енергия за отопление. Оптималният размер на квадратен метър е 0.07 kW.
  3. За отопление на къща в N квадратни метра, трябва N * 0.07 kW.
  4. За БГВ се добавят допълнителни 15-20% към полученото число, т.е. N * 0.07 * 0.85 или N * 0.07 * 0.80.

Това изчисление ще бъде оптимално за стаи с тавани, които не надвишават височина от 2, 7 м. Специалистите ще правят по-точни изчисления по време на подготовката на проекта.

Топлинните помпи все още не са много популярни при нас. Това се дължи на евтиното синьо гориво, което в момента няма алтернатива. Въпреки това, в райони, които нямат достъп до централизирани газови доставки, инсталирането на термопомпа е изгодно и целесъобразно. За 1 kW изразходвана енергия, термопомпата генерира 5-6 kW. За разлика от електрическите нагреватели, които произвеждат топлина толкова, колкото консумираната енергия Новите модификации на термопомпите не изискват подреждане на отделна стая. Те са почти безшумни и компактни, могат да бъдат разположени в коридори, зали, кухни

Подготвителна работа преди експлоатация

Подготовката за сглобяване, свързване и пускане в експлоатация на термопомпа от серията вода-вода включва редица стандартни стъпки, които ще проучим по-нататък.

Избор на оптимален водоизточник

Трябва да се отбележи, че не всеки отворен източник или кладенец за вода е подходящ за гладкото функциониране на термопомпата. Качеството на водата играе важна роля, но филтрите могат да разрешат проблема с замърсяването.

Разрешено е използването на езеро или езерце, разположени в радиус от 100 метра от сградата. Ако няма такъв източник, тогава е необходимо да се пробият кладенци.

Изборът на източник на топлинна помпа трябва да се съсредоточи върху простотата и цената на използване. В случай на близко отворено езеро, по-разумно е да го използвате.

Поведението на отворения източник е по-предсказуемо от подземните води, така че ако е възможно, е по-добре да се даде предимство на водните тела.

Пробиването и разработването на геотермалната кладенец, използван в схемата на термопомпите, не винаги оправдава инвестицията Най-лесният и най-евтиният вариант на изпарителя - многократно валцувани пръстени тръби, положени в най-близкия резервоар Значителното предимство на използването на резервоара е минималната цена за инсталиране на система, която използва свободна природна енергия. Когато работата на термопомпата намалява, тръбите се изтеглят на повърхността, проверяват и ремонтират повредите.

Инсталиране на отоплителна система, използваща кладенец

За да инсталирате системата с помощта на термопомпа, ще са необходими два кладенеца. Една от кладенците се нарича дебит. В нея се потапя специална помпа, през която се взима вода за последваща обработка в системата. Вторият кладенец е получаващият. В нея се излива охладена вода.

Отводнителните и снабдителните сондажи трябва да бъдат разположени на разстояние най-малко 15 метра

Дълбочината на дебитната сонда не трябва да надвишава 50 метра. Колкото по-дълбоко е разположен водоизточникът, толкова по-мощна ще бъде помпата, за да я захранва, което ще увеличи количеството консумирана енергия.

Устройство за дебитни кладенци

Преди да използвате дебитна кладенец, е важно да знаете колко вода може да даде и колко течност е необходима, за да запази цялото пространство топло. Колкото по-висока е температурата на водата, толкова по-малко ще е необходимо за отопление.

Важно е да се изчисли предварително обемът V, който трябва да се изпомпва от кладенеца в рамките на един час, за да се загрее стаята. Да предположим, че има помпа, чиято топлинна мощност е равна на определен брой Q kW, а консумацията на енергия е числото P kW. Трябва също така да знаете температурата на подземните води ( t1 ) и тяхната температура след топлообмена ( t2 ).

Тогава формулата за изчисляване на обема на необходимото количество вода за час е следната:

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

Аналитично е невъзможно да се определи способността на дебитната кладенец да произведе необходимия обем вода, следователно той се изпитва. В рамките на 3 дни помпата непрекъснато изпомпва вода от кладенеца. По този начин изпитвателният кладенец се провежда върху възможността за получаване на необходимото количество вода под високо натоварване.

Важно е да се разбере, че подземните води се държат непредсказуемо, така че водата от дебитната кладенец може да стане по-малко. Например, през пролетта има приливи и отливи, а през зимата, напротив, водата намалява. Ако в кладенеца няма достатъчно вода, системата автоматично се изключва, не се нагрява.

Характеристики на приемната кладенец

Приемната тръбна ямка е разположена след подземните води. Аналитично е невъзможно да се определи в каква посока се движи водата. Следователно на практика се избира произволна кладенец като дебитна и в нея се пуска потопяема помпа.

Ако по време на работата на системата нивото на водата не падне, тогава изборът се прави правилно. Ако нивото е спаднало, а температурата на водата е спаднала, е необходимо на някои места да смените кладенците - да преместите потопяемата помпа в друга дупка.

Отводнителната тръба в подаващата яма трябва да бъде потопена на няколко сантиметра във водата, без да достигне дъното. Ако изхвърлите отпадъчните течности от върха, това ще доведе до преовлажняване. Тубулната ямка може да спре да приема вода и да се запуши.

Резултатът заплашва да прелива, а през зимата е възможно обледеняване. Най-добрият вариант за получаване на източник е река или езерце. Ако тези обекти не са близо, тогава има нужда от пробиване на една или повече приемни кладенци, за да се гарантира срещу преливане.

На фигурата е показан пример за използване на един кладенец като приемник и дебит

Невъзможно е да се установи дали кладенецът ще приема вода по аналитичен или тестов начин. Практиката показва, че дренажната шахта може да абсорбира гладко водата в продължение на много години и дори може да се провали изобщо за един сезон.

Има технологии, които позволяват използването на един дебит и дебит, но този метод не е ефективен - работата ще бъде придружена от трудности, вероятно понижаване на температурата на водата, наводняване и редица други проблеми.

Устройство, използващо резервоара

Избраното езеро трябва да е достатъчно дълбоко, така че долните слоеве да не се замразяват по време на силни студове. В южните райони оптималната дълбочина ще бъде приблизително 1 метър, в северните райони ще се изисква източник с дълбочина 3 метра или повече. Също така езерото трябва да е стабилно - колебанията в нивото на водата и намаляването им са неприемливи.

Към резервоара има два тръбопровода - дебитни и приемателни. Потопяема помпа е монтирана във входа.

Като тръби се препоръчва използването на модели от HDPE, характеризиращи се с издръжливост и надеждност. Важно е да предпазите тръбите от замръзване, допълнително да ги загреете и от пробиви.

Подготовка на къщата за инсталиране на термопомпа

За да взаимодействате с термопомпата, водата във водата трябва да бъде оборудвана с водна система за отопление, представена под формата на тръби, радиаторни батерии. За по-добра изолация на пода и стените е позволено да се инсталират тръби за отопление.

Ако оборудването ще се използва за подаване на топла вода, тогава в къщата трябва да има система за събиране. За да работите с помпата, се нуждаете от електрическа връзка с неограничена мощност.

Без допълнителни мерки за топлоизолация на къщата (изолация отвън, монтаж на двукамерни прозорци и др.) Работата на термопомпата няма смисъл.

Специалистите препоръчват допълнително инсталиране на свежа вентилационна система с механизъм за въздушно отопление. Фреонът, използван в оборудването, е вреден за хората. Ако в веригата на системата се появят микро-експлозии, газът ще се освободи и по този начин ще измести въздуха от помещението. Хладилният агент може да доведе до влошаване на заболяването на белите дробове, задушаване.

Топлинната помпа е тежко оборудване, теглото му може да достигне тон (зависи от мощността и размера), така че за нейното инсталиране в някои случаи е необходимо да се изгради своя собствена основа, която не е свързана с фундамента на вилата.

Преди инсталиране на оборудването е необходимо да се вземат предвид допустимите размери на помещението, да се поддържа разстоянието до стените, посочени в паспорта на продукта.

Допълнително оборудване

Изборът на допълнително оборудване за термопомпата е решаваща задача, решението на която в много отношения определя дългосрочния експлоатационен срок на отоплителната система като цяло и липсата на проблеми при експлоатацията.

Потопяема помпа за кладенци и езера

Ако термопомпата в системата се използва за подаване на топла вода, тогава устройството с малък капацитет може да понижи налягането в крановете. Една мощна помпа ще реши този проблем, но консумира повече енергия. Минимално допустима мощност при работа на FGP - 1 kW.

Има много различни модификации на потопяемите помпи. Изборът се извършва по три критерия:

  • Количеството течност, използвано за изпомпване (колкото повече вода трябва да се транспортира, толкова по-висок трябва да е капацитетът на помпата).
  • Дълбочина на кладенеца (колкото по-дълбоко е кладенецът, толкова по-голям трябва да бъде капацитетът на оборудването);
  • Диаметърът на кладенеца (традиционно предпочитат 4-инчовите валове, защото са създали най-голям брой помпи, за разлика от 3-инчовите).

За да се определи дълбочината на кладенеца, е необходимо да се осигури натоварването на въжето и да се спусне в мината. Мократа част от въжето ще показва пълната дълбочина на кладенеца, а сухата част ще определи разстоянието от началото на водата до повърхността.

Помпата се потапя в сондажа на дълбочина, посочена от производителя на устройството. Обикновено в информационния лист се посочва колко метра трябва да има между огледалото на водата и помпата, дъното на генерацията и помпата.

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.

Помпите, предназначени специално за кладенци, са по-скъпи, но вършат отлична работа с пясък и кал, по-малко запушени. Универсалните са чувствителни към високо органично съдържание, трябва редовно да се почистват от замърсявания, в резултат на което техният полезен живот се намалява.

Струва си да се даде предимство на помпи с автоматика, защото когато двигателят се прегрее, прекомерно блокира или липсва вода в кладенеца, те се изключват самостоятелно, в резултат на което двигателят не се прегрява и не се проваля.

Според принципа на действие има два вида потопяеми помпи:

  • Центробежни.
  • Вибрация.

За работа в кладенци, произвеждащи вода в варовик, се предпочитат центробежни модели на дълбочина. Те са чувствителни към вода с пясък и глинена каша.

Ако термопомпата е свързана с отворено езеро, по-добре е да се използва помпено оборудване с повърхност, предназначено за изпомпване на мръсна вода или на евтин вибрационен уред.

Топлинна помпа Междинен топлообменник

При термопомпите фреонът може да не се охлади достатъчно по време на циркулация, което води до прегряване на компресора в резултат на прекомерна температура на изпускане. Поради това е важно да се подобри охлаждането на веществото, като по този начин се понижи налягането в веригите.

Има друг проблем, който е общ за всички термопомпи, хладилният агент може да се смесва с водна пара. Ако в компресора попадне течност, може да се появи воден удар. В този случай трябва да поправите или замените части. Освен това водата може да попадне в маслото и е трудно да се извади от нея.

Всички горепосочени проблеми се решават чрез инсталиране на междинен топлообменник. Топлообменниците са от три вида - отворени, черупкови и серпентини.

Модификацията на отворения тип неутрализира течността, уловена във фреона по време на циркулацията, което намалява вероятността от удар на компресора. Устройството се характеризира с висока производителност с минимална консумация на енергия.

При инсталиране на топлообменник от отворен тип е важно правилно да се избере размерът на тръбата за течност, за да се осигури минимално налягане

Правилно подбраните тръби ще неутрализират възможността за кипяща течност. В този случай вентилът трябва да има достатъчен дебит, така че течност с ниска разлика в налягането да може да проникне в устройството.

Топлообменникът на корпуса и тръбата е представен под формата на затворена конструкция. Преносът на топлина се осъществява през стените на тръбите, а течността и хладилният агент в нея не се смесват, за разлика от отворените, което осигурява високо налягане за циркулация на пара и въздух.

Топлообменникът на бобината се характеризира с наличието на регулатор на потока, който контролира потока течен фреон. Размерът на устройството зависи от мощността на термопомпата. Необходимо е да се избере продукт с оглед на функционалността и наличната сума. Желателно е да се даде предпочитание на сгъваеми модели.

Филтри за топлинна помпа

Водата от кладенци или резервоари не тече в чиста форма. Може да съдържа пясък, мръсотия, различни микроелементи - желязо, сероводород, манган, хлор, амоняк и др. Преди да влезете в термопомпата, водата трябва да се филтрира.

На първо място е необходимо да се елиминират големи вещества - камъни, пясък, мръсотия, тиня. За да ги отстраните от водата, трябва да инсталирате хидроциклон.

Хидроциклонът е устройство, необходимо за груба обработка на водата. Необходимо е да го изберете, като се вземе предвид помпата

Освен това е важно да се инсталират филтри, които премахват желязото, сероводорода, мангана, амоняка. Тези микроелементи съкращават живота на оборудването и я разяждат.

Можете да използвате филтри за обратна осмоза, омекотители, премахващи желязото и техните модификации. За да се осигури гореща вода за пиене, трябва допълнително да се оборудват въглеродни филтри и UV стерилизатор, който унищожава бактерии и вируси.

Електрически генератор за резервно захранване

Термопомпите работят в електрическата мрежа, така че ако се случи прекъсване на захранването, къщата ще остане незатоплена. Препоръчително е допълнително да се закупи генератор, работещ с горими вещества.

Важно е генераторът да генерира необходимата мощност за работа на компресора на помпата.

Характеристики на работа на такава термопомпа

Веднъж годишно е необходимо да се извърши независима визуална проверка на компонентите на помпата, да се следват препоръките за поддръжка - да се смазват частите своевременно, да се следи за правилната работа на устройството при изпомпване на водата.

Някои видове оборудване трябва редовно да се проверяват (обикновено 1-2 пъти годишно) от специалистите на сервизния център. По време на теста идентифицирайте:

  • двигателното масло изтича през пукнатини по веригата;
  • качествени крепежни елементи и връзки;
  • ниво на налягане в резервоари и вериги;
  • неизправности в електрическото окабеляване.

Инсталирането на термопомпа вода-вода трябва да се възложи на обучени специалисти. Неефективността на системата най-често се свързва с неговата неправилна инсталация. Термичното оборудване е подходящо за ползване както от жителите на южните, така и от северните райони.

Заключения и полезно видео по темата

Видеото ще въведе принципа на работа и характеристиките на устройството:

В резултат на това може да се заключи, че термопомпата вода-вода се счита за ефективно екологично оборудване, предназначено за отопление на жилища до 150 квадратни метра. При подреждането на помещенията на по-голяма площ може вече да са необходими доста сложни инженерни проучвания.

Ако имате въпроси по време на прегледа на предоставената информация, моля, попитайте ги в полето по-долу. Очакваме вашите коментари, въпроси по темата, истории и снимки за изграждането на мини-водноелектрическа централа. Интересуваме се от вашето мнение.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Строителство