Теплові насоси
вода-вода
під ключ

Принцип роботи теплового насоса вода-вода

Принцип опалення тепловим насосом «вода-вода» гранично простий. Його можна порівняти з роботою звичайного холодильника, різниця полягає лише в тому, що холодильник відводить тепло зі свого внутрішнього простору і передає його в навколишнє середовище, а тепловий насос навпаки - забирає енергію із зовнішнього середовища і передає її через теплообмінник в опалювальну систему.

В основі роботи і ефективності теплових насосів типу вода-вода закладений термодинамічний процес під назвою Цикл Карно. 

Для того, щоб краще зрозуміти принцип дії теплового насоса давайте розглянемо основні елементи пристрою:

• теплообмінник №1 - випарник;
• теплообмінник №2 - конденсатор;
• компресор спірального типу;
• розширювальний клапан;
• електронний блок управління з комплектом датчиків.

Таким чином, алгоритм роботи теплових насосів «вода-вода» полягає у відборі теплової енергії у грунтової води і використання її з метою обігріву будівлі. У порівнянні з іншими обігрівачами, цей тепловий насос не виробляє тепло, а віднімає його від зовнішнього середовища і перекачує всередину приміщення.

Підготовка до використання теплового насоса вода вода

На чому необхідно сконцентрувати увагу при здійсненні системи на тепловому насосі на воді:

• Джерело енергії і його якість - буде це свердловина, водойма і т.д. і чи придатний він для реалізації подібної системи. Щоб це зрозуміти, обов'язково необхідно зробити аналіз води. Виходячи з результату робити висновки по придатності джерела або реалізації додаткової системи водопідготовки.
• Потужність теплового насоса - підбирається після проведення теплорасчет, що дозволить уникнути некоректного результату роботи і не переплатити за обладнання. Детальніше про розрахунок потужності читайте далі.
• Виробник і модель геотермального насоса - тут важливо розуміти, що дані агрегати призначені для багаторічної роботи, а значить варто розглядати тільки перевірених виробників з надійною автоматикою, комплектуючими і гарантією. Альтер Ейр рекомендує звернути увагу на таких виробників як Vaillant і Viessmann. Виходячи з обраної моделі вам буде доступний певний функціонал, габарити і особливості пристрою, на які і варто посилатися далі.
• Тип і складові опалювальної системи - тут ключовий фактор саме в тому, буде тепловий насос на воді основним і єдиним джерелом тепла або комбінуватися з іншими. Як планується організувати процес, які джерела і теплорозподільчих обладнання планується.

Встановлення теплового насоса вода-вода

Для встановлення теплового насоса з генерацією тепла від грунтових вод необхідно пробурити відсмоктувальну і поглинає або інфільтраційну свердловину. Якість води повинна відповідати граничним значенням. При використанні води з озер і ставків повинен бути передбачений проміжний контур.

Подвійний U-образний трубчастий зонд

Земляні зонди є альтернативою земляним колекторам і підходять для будинків з невеликими земельними ділянками. Встановлення теплових земляних зондів проводиться за допомогою бурових пристроїв. Для цього потрібно отримати дозвіл у охорони водних ресурсів, відповідно до встановленого законодавством. При необхідності (при високій потужності установки), може встановлюватися система з декількома зондами. При глибині зонда 70 м, відстань між ними повинна становити не менше 6 м. При збільшенні глибини свердловини, замість кількості, необхідно збільшити потужність насоса для подолання збільшення втрат тиску.

Розрахунок системи опалення

Розрахунок кількості і довжини грунтових зондів

Аби правильно розрахувати площу теплообміну (трубок зонда) необхідно обчислити холодопроизводительность підібраного теплового насоса. Для цього необхідно відняти споживану електричну потужність від видаваної теплової при номінальних параметрах насоса - + 35 °C в лінії подачі опалення та 0 °C розсолу. Щоб встановити тепловий насос вода вода свердловина потрібно знати її теплотворну здатність (точний розрахунок залежить від стану ґрунту і може бути виконаний при бурінні на місці монтажу).

Компанія Viessmann надає усереднену таблицю, з попередньо розрахованими параметрами зондів для теплових насосів Vitocal 300.

Детальний розрахунок кількості зондів проводиться за формулами:

Qк=Qтн-Pтн (Дж), де:

• Qк – холодопродуктивність;
• Qтн – теплова потужність;
• Pтн – споживана електрична потужність;

FЕ= Qк/qЕ (м2), де:

• FЕ – площа теплообміну;
• qЕ – питомий відбір потужності зонда.
  

Для поліетиленових труб 20х2,0

N=FE*3/100 – к-сть зондів глибиною 100 м.

Для полиэтиленовых труб 25х2,3

N=FE*2/100 – к-сть зондів глибиною 100 м.

Для полиэтиленовых труб 32 х 2,9

N=FE*1,5/100 – к-сть зондів глибиною 100 м.

Особливості експлуатації насоса вода-вода

Зниження ефективності або складнощі в роботі теплового насоса такого типу виникають тільки в разі його невірної установки. Тому переконайтеся в професіоналізмі монтажної бригади, яку ви залучаєте до установки водяного насоса. 

Як і інше обладнання, необхідно проводити регулярний огляд і сервіс. У більшості, він полягає в перевірці контуру, кріплень тиску і проводки. Важливо приділити увагу процесу перекачування води, а також проводити регулярне змазування деталей.  

Необхідне додаткове устаткування

В силу специфіки своєї роботи, потрібно ряд додаткового обладнання, щоб забезпечити процес. До підбору пристроїв слід поставитися з усією серйозністю, так як від нього теж у великій мірі залежить ефективність роботи. 

• Система водоочищення - в більшості випадком джерело не має ідеально чисту воду, тому необхідно зробити аналіз води і на основі отриманих результатів підібрати фільтри. При підборі даного виду обладнання не забуває враховувати потужність теплового насоса.
• Насос - для перекачування води з водойми або свердловини.
• Проміжний теплообмінник - для зниження температури насичення, а також тиску рідкого холодоагенту.
• Блок безперебійного живлення - допоможе уникнути поломки системи або трубопроводу при перебоях з електроживленням.
• Джерело резервного живлення - бажаний у якості "запасного плану" під час відключення електрики. Нікому не хочеться залишитися без опалення взимку.