Тепловые насосы
вода-вода
под ключ

​Принцип работы теплового насоса вода-вода

Принцип отопления тепловым насосом «вода-вода» предельно прост. Его можно сравнить с работой обычного холодильника, разница состоит лишь в том, что холодильник отводит тепло из своего вну­треннего пространства и передает его в окружаю­щую среду, а тепловой на­сос наоборот - забирает энергию из внешней среды и передает ее через теплообменник в отопи­тельную систему.

В основе работы и эффективности тепловых насосов типа вода-вода заложен термодинамический процесс под названием Цикл Карно. 

Для того, чтобы лучше понять принцип действия теплового насоса давайте рассмотрим основные элементы устройства:

• теплообменник №1 — испаритель;
• теплообменник №2 — конденсатор;
• компрессор спирального типа;
• расширительный клапан;
• электронный блок управления с комплектом датчиков.

Таким образом, алгоритм работы тепловых насосов «вода-вода» заключается в отборе тепловой энергии у воды в почве и использование её с целью обогрева здания. По сравнению с другими обогревателями, этот тепловой насос не производит тепло, а отнимает его от внешней среды и перекачивает его внутрь помещения.

​Подготовка к использованию теплового насоса типа вода-вода

На чем необходимо сконцентрировать внимание при осуществлении системы на тепловом насосе на воде:

• Источник энергии и его качество - будет это скважина, водоем и т.д. и пригоден ли он для реализации подобной системы. Чтобы это понять, обязательно необходимо сделать анализ воды. Исходя из результата делать выводы по пригодности источника или реализации дополнительной системы водоподготовки.
• Мощность теплового насоса - подбирается после проведения теплорасчета, что позволит избежать некорректного результата работы и не переплатить за оборудование. Подробнее о расчете мощности читайте далее.
• Производитель и модель геотермального насоса - здесь важно понимать, что данные агрегаты предназначены для многолетней работы, а значит стоит рассматривать только проверенных производителей с надежной автоматикой, комплектующими и гарантией. Альтер Эйр рекомендует обратить внимание на таких производителей как Vaillant и Viessmann. Исходя из выбранной модели вам будет доступен определенный функционал, габариты и особенности устройства, на которые и стоит ссылаться далее.
• Тип и составляющие отопительной системы - тут ключевой фактор именно в том, будет тепловой насос на воде основным и единственным источником тепла или комбинироваться с другими. Как планируется организовать процесс, какие источники и теплораспределительное оборудование планируется.

Установка теплового насоса вода-вода

Для установки теплового насоса с генерацией тепла от грунтовых вод необходимо пробурить отсасывающую и поглощающую или инфильтрационную скважину. Качество воды должно соответствовать предельным значениям. При использовании воды из озёр и прудов должен быть предусмотрен промежуточный контур. 

Двойной U-образный трубчатый зонд

Земляные зонды являются альтернативой земляным коллекторам и подходят для домов с небольшими земельными участками. Установка тепловых земляных зондов производится с помощью буровых устройств. Для этого требуется получить разрешение у охраны водных ресурсов, согласно установленному законодательству. При необходимости (при высокой мощности установки), может устанавливаться система с несколькими зондами. При глубине зонда 70 м, расстояние между ними должно составлять не менее 6 м. При увеличении глубины скважины, вместо количества, необходимо увеличить мощность насоса для преодоления увеличения потерь давления.

Расчет системы отопления

Расчёт количества и длины грунтовых зондов

Чтобы правильно рассчитать площадь теплообмена (трубок зонда) необходимо вычислить холодопроизводительность подобранного теплового насоса. Для этого необходимо вычесть потребляемую электрическую мощность от выдаваемой тепловой при номинальных параметрах насоса - +35°C в подающей линии отопления и 0°C рассола. Чтобы установить тепловой насос вода вода скважина нужно знать ее теплотворную способность  (точный расчёт зависит от состояния почвы и может быть выполнен при бурении на месте монтажа).

Компания Viessmann предоставляет усреднённую таблицу, с предварительно рассчитанными параметрами зондов для тепловых насосов Vitocal 300.

Детальный расчёт количества зондов производится по формулам:

Qк=Qтн-Pтн (Дж), где:

• Qк – холодопроизводительность;
• Qтн – тепловая мощность;
• Pтн – потребляемая электрическая мощность;

FЕ= Qк/qЕ (м2), где:

• FЕ – площадь теплообмена;
• qЕ – удельный отбор мощности зонда.
  

Для полиэтиленовых труб 20х2,0

N=FE*3/100 – кол-во зондов глубиной 100 м.

Для полиэтиленовых труб 25х2,3

N=FE*2/100 – кол-во зондов глубиной 100 м.

Для полиэтиленовых труб 32 х 2,9

N=FE*1,5/100 – кол-во зондов глубиной 100 м.

Особенности эксплуатации насоса вода-вода

Снижение эффективности или сложности в работе теплового насоса такого типа возникают только в случае его неверной установки. Поэтому убедитесь в профессионализме монтажной бригады, которую вы привлекаете к установке водяного насоса. 

Как и другое оборудование, необходимо проводить регулярный осмотр и сервис. В большинстве, он заключается в проверке контура, креплений давления и проводки. Важно уделить внимание процессу перекачивания воды, а также проводить регулярное смазывание деталей.  

Необходимое дополнительное оборудование

В силу специфики своей работы, требуется ряд дополнительного оборудования, дабы обеспечить процесс. К подбору устройств следует отнестись со всей серьезностью, так как от него тоже в большой мере зависит эффективность работы. 

• Система водоочистки - в большинстве случаем источник не имеет идеально чистую воду, поэтому необходимо сделать анализ воды и на основе полученных результатов подобрать фильтры. При подборе данного вида оборудование не забывает учитывать мощность теплового насоса. 
• Погружной насос -  для перекачивания воды из водоема или скважины. 
• Промежуточный теплообменник - для понижения температуры насыщения, а также давления жидкого хладагента.  
• Блок бесперебойного питания - поможет избежать поломки системы или трубопровода при перебоях с электропитанием.
• Источник резервного питания - желателен в качестве “запасного плана” во время отключения электричества. Никому не хочется остаться без отопления зимой.