Отопление тепловым насосом вода вода




Преимущества и особенности монтажа теплового насоса вода-вода для отопления частного дома

Дом, в котором тепло и уютно, можно назвать по настоящему комфортным. В последнее время значительно выросли расходы на отопление, и многие задумались об альтернативных способах согреть свое жилище.

К сожалению, мало кто слышал о способе обогрева дома с помощью тепловых насосов, хотя такие насосы уже широко используются за границей.

Например, только Япония ежегодно производит около 500 тысяч тепловых насосов для отопления дома. Практически в каждом доме нашей страны есть тепловые насосы, которые применяются в быту. Не верите? Вы постоянно их используете в обычном холодильнике и кондиционере. Так же, как мы привыкли пользоваться холодильником, так и в Швейцарии никого не удивить геотермальным отоплением.

Тепловые насосы похожи по своему действию на обычный кондиционер, способный охлаждать и обогревать. В статье мы поговорим о тепловом насосе для отопления, работающем по принципу вода-вода.

Принцип работы и устройство

Одним из видов геотермальных систем отопления является обогрев по принципу «вода-вода». Особенностью водяного теплового насоса является то, что он требует наличие поблизости воды.

Коллектор располагается в глубинных скважинах (глубина около 200 метров) или в открытых водоемах: озерах, прудах или реках. Хорошая теплоемкость воды позволяет добиться высокой эффективности работы системы.

Как правило, в геотермальных насосах используются следующие компоненты:

  • внешний и базовый контур;
  • испаритель;
  • бойлер;
  • компрессор.

Внешний контур состоит из труб, по которым проходит грунтовая вода. Из специальной скважины она поступает в систему, по внешнему контуру отдает тепловую энергию, а затем сбрасывается в скважину для слива воды.

Бывает, что внешний контур, расположенный в подземном или открытом водоеме, заполняют антифризом и таким образом собирают окружающее тепло.

Возьмите на заметку: лучше всего тепловой насос будет работать с дополнительным тепловым оборудованием. Необходимая мощность насоса будет ниже, а следовательно вы снизите затраты в его установку.

Принцип действия теплонасоса вода-вода. (Для увеличения нажмите)

Затем в испаритель поступает тепло, полученное от воды, и распыляется хладагент. Давление внутри уменьшается и тепловая энергия отдается хладагенту, который превращается в газообразное состояние. После в основной компонент насоса -холодильный компрессор с питанием в 12 вольт.

В нем совершается сжатие хладагента, а впоследствии он передается в конденсатор, а после этого хладагент из газообразного переходит в жидкое состояние. Благодаря этому вырабатывается тепловая энергия, которая и нагревает уже систему отопления здания.

Проще всего, конечно, понять принцип действия на примере холодильника. Морозильную камеру погружаем в воду с постоянной плюсовой температурой, тепловой насос отбирает у нее тепло и возвращает назад уже жидкость, охлажденную примерно на 5 градусов. А тепло остается в вашем доме.

Обратите внимание: cильные, и постоянные перемены в температуре воды, ухудшают эффективность работы насоса. Стабильная температура, как у подземной грунтовой воды (около 6-13 градусов) -идеальный вариант.

Плюсы и минусы

Можно выделить следующие основные преимущества использования систем геотермального отопления по принципу «вода-вода»:

  • малое потребление электроэнергии;
  • высокий КПД;
  • стабильная температура воды в любое время года;
  • долговечность -срок службы таких систем часто больше 30 лет;
  • экологичность и безопасность -нет открытого огня, нет сажи и выхлопов, нет пожароопасных хранилищ;
  • автономность -вы полностью независимы от внешних источников тепла.


Отзывы владельцев, установивших тепловые насосы «вода-вода», в основном положительные. Экономия затрат на отопление радует с каждой платежкой, тепло и комфорт в доме постоянны.

Однако было бы неправильным умолчать и о присущих недостатках подобных систем:

  • цена -в период установки необходимо потратить значительно больше, чем на традиционные системы отопления;
  • свободные площади -при вертикальных зондах уйдет около 25 кв.м. на 1 квт мощности, а горизонтальные заберут уже около 250;
  • электричество -для бесперебойной работы теплового насоса требуется электрическая сеть.
  • Установка системы

    Монтаж теплового насоса вода-вода дело не простое и требующее специального оборудования. Доверьте это профессионалам

    Правильное проектирование и грамотный монтаж -это залог того, что система раскроет свой потенциал полностью. На что стоит обратить свое внимание?

    1. Разработка проекта, монтаж, настройка и запуск желательно заказывать в одном месте. За качественную работу должен отвечать кто-то один.
    2. Скважины должны иметь общую глубину, соответствующую мощности насоса. Если это условие проигнорировать, то эффективность значительно снизится.
    3. Геотермальный зонд рассчитан на весь срок жизни устройства и замене не подлежит. Хорошо будет предусмотреть дублирующий вариант в одной скважине.
    4. Малотемпературная система отопления позволит использовать тепловой насос по прямому назначению. Обычно это теплый пол, если предусматривается использование радиаторов, не забудьте просчитать их размеры для соответствия тепловому режиму насоса.
    5. Здание обязательно должно быть утеплено. Если потери тепла больше 60 Вт/м, то геотермальная система просто не справится со своей задачей.

    Статью о том, как рассчитать мощность теплового насоса для дома, читайте здесь .


    Решив установить геотермальную систему отопления с тепловым насосом «вода-вода», обязательно взвесьте все плюсы и минусы этого оборудования.

    Помните, что установив тепловой насос, вы со временем значительно уменьшите затраты на отопление и будете пользоваться экологичной системой с высокой эффективностью.

    И не нужно стараться сильно сэкономить -малейшие ошибки в проектировании и выборе могут свести к нулю все плюсы от теплового насоса.

    Смотрите видео, в котором специалист на примере действующей модели объясняет особенности работы теплового насоса вода-вода:

    (Пока оценок нет)

    Тепловой насос вода-вода

    Тепловой насос, предназначенный для нагрева теплоносителя за счет тепловой энергии грунтовых вод или вод водоема, называется тепловым насосом «вода-вода». Насосы этого вида ориентированы на передачу тепла от жидкой среды (грунтовых вод) к жидкой среде (теплоносителю).

    Тепловой насос вода-вода может быть двух видов:

    • Горизонтальный. рассчитанный на использование тепла придонного слоя воды в близлежащем водоеме. В этом случае теплообменник укладывается кольцами на дно водоема
    • Вертикальный. рассчитанный на использование запаса тепловой энергии подземных вод и расположение теплообменника вертикально в скважине

    Особенности отбора тепла от водоема

    Основной особенностью водоемов является наличие незамерзающего слоя, расположенного в непосредственной близости ко дну. Его глубина зависит от географического положения водоема и на большей части нашей страны составляет в среднем 2 метра. В северных районах глубина промерзания водоемов больше, в южных районах, напротив, она меньше.

    Теплообменник теплового насоса укладывают непосредственно на дно и закрепляют его с помощью грузов. Как правило, для предотвращения всплытия 1 погонного метра теплообменника требуется приблизительно груз весом 5 кг.

    Температура воды в водоеме зимой составляет 8-10 С, а во время сильных морозов может опускаться до 4 С. Расчетным путем установлено, что при такой температуре воды с одного метра теплообменника можно получать приблизительно 30 Вт тепловой мощности. Соответственно с помощью горизонтального теплообменника длиной 200 м можно получить тепловую мощность равную 6кВт, что вполне достаточно для отопления дома со средним уровнем тепловых потерь площадью 60 м2.

    Много это или мало?

    О рациональном использовании тепловой энергии

    Тепловые насосы эффективны только при обогреве хорошо утепленных строений с минимальным уровнем тепловых потерь. Еще больший эффект можно получить при расположении дома окнами на юг, а также при устройстве вентиляционной системы с предварительным подогревом свежего воздуха за счет тепла удаляемых из помещения воздушных масс.

    Считается, что нет смысла собирать тепло по капле и «выкачивать» его из холодных водоемов, чтобы затем использовать его для нагрева окружающей среды.

    Действительно, при качественно выполненной тепловой изоляции строения для его отопления требуется значительно меньшая тепловая мощность. Именно по этой причине в паспорте тепловых насосов, например, мощностью 5кВт, говорится, что он предназначен для отопления дома площадью от 50 до 150 м2. При этом первая цифра (50 м2) относится к обычному строению, например, со стенами из кирпича и окнами с двойным остеклением.

    Цифра 150 м2 справедлива для зданий и сооружений, построенных по современным технологиям, с использованием новых теплоизоляционных материалов, таких как каменная вата или теплоизоляционные плиты на основе экструзионного пенополистирола, с утеплением цоколя, всех перекрытий и с установкой двухкамерных стеклопакетов.

    Тепловой насос, использующий энергию подземных вод

    Температура подземных вод всегда постоянна и составляет 8-10 С, что обеспечивает более эффективную работу тепловых насосов (по сравнению с тепловой энергией водоемов).

    Для использования тепловой энергии подземных вод бурят 2 скважины. Из первой скважины осуществляется забор воды и прохождение ее через теплообменник с последующим сливанием во вторую скважину, расположенную по направлению движения грунтовых вод. Правильное расположение скважин выше и ниже течения подземных вод предотвращает от застоя воды: ситуации, во время которой скважина просто не принимает сливаемую воду.

    Все системы труб, проложенные на поверхности, должны быть надежно защищены от замерзания. При этом трубопровод прокладывается с наклоном в сторону возвратной скважины, а сливная труба в нее должна быть опущена ниже уровня грунтовых вод. Скважины следует располагать друг от друга на расстоянии не менее 5 метров. Еще лучше, если расстояние между ними будет 10, а то и 20 метров.

    Для получения мощности 5 кВт в среднем необходимо перекачивать 1,5-2 м3 воды в час при снижении ее температуры на 3-4 градуса.

    Однако стоимость бурения скважины, особенно при глубоком залегании водоносных пластов, может стать серьезным препятствием на пути к установке теплового насоса. В принципе можно ограничиться уже имеющейся одной скважиной, например, предназначенной для водоснабжения.

    В этом случае она используется как нагнетающая и приемная скважина одновременно. Насос располагается в ее верхней части, а вода, поступающая из системы, сливается в нижнюю часть скважины. Однако эффективной она будет только при постоянной подпитке, обеспечивающей один и тот же уровень температуры воды. Если этого нет, скважина может перемерзнуть.

    Ниже приведена схема подключения теплового насоса при использовании одной скважины.

    От теории к практике

    Тепловые насосы широко используются для отопления жилых домов в европейских странах, где отсутствие энергоносителей заставило искать источники альтернативного отопления намного раньше, чем это произошло в нашей стране.

    Более того, именно насосы вода-вода считаются наиболее перспективными и эффективными теплотехническими устройствами. Сегодня практически все известные производители теплотехнического оборудования предлагают потребителям различные модели тепловых насосов с высокими эксплуатационными характеристиками и длительным сроком службы.

    Отличительной особенностью тепловых насосов вода-вода является защита от коррозии, системы фильтрации воды, а также устойчивость оборудования к различным факторам внешней среды, в том числе и к перемерзанию.

    О чем следует помнить при выборе теплового насоса вода-вода

    Тепловой насос вода-вода будет эффективен только при соблюдении всех требований к скважине, поэтому без консультации грамотного специалиста гидрогеолога вряд ли удастся оценить реальную ситуацию с расположением и движением подземных вод.

    Если температура воды в скважине выше 13 С велика вероятность повышенного содержания в воде железа и марганца, что может привести к ускоренной коррозии и быстрому выходу оборудования из строя. В этом случае нужно выполнить ряд мероприятий, направленных на дополнительную защиту от коррозии.

    Если все мероприятия выполнены правильно и скважины обеспечивают бесперебойную циркуляцию воды, настоящей наградой потребителю станет надежная и удобная система отопления, рассчитанная на долгие годы подачи бесплатного тепла зимой и охлаждения дома летом.

    Конструкция и принцип работы теплового насоса вода-вода

    Тепловой насос вода-вода – это устройство, которое берет энергию из грунтовых и подземных вод и транспортирует ее в дом для отопления. Это возможно, так как их температурный режим весь год на одном уровне. Эта установка отличается эффективностью и небольшой ценой. А также большим преимуществом такого насоса является то, что он имеет несложную конструкцию и его можно сделать самодельно, производя правильные расчеты.

    Принцип работы теплового насоса

    Принцип работы водяных тепловых насосов для отопления дома можно сравнивать с устройством холодильного оборудования, только все происходит наоборот. Холодильник выводит тепло, чтобы снизить температуру, а тепловой насос охлаждает источник энергии, в данном случае воду, чтобы нагреть теплоноситель в системе отопления.

    Схема теплового насоса вода-вода предполагает, что испаритель должен находиться в воде (источнике энергии) с плюсовым показателем температуры. А конденсатор устанавливается в доме и именно к нему подключаются патрубки системы отопления (прямая и обратная). Между этими элементами системы, то есть испарителем и конденсатором, должен быть дополнительный циклический трубопровод. По схеме этого трубопровода там обязательно должен быть компрессор. То есть устройство для напорного давления.

    Циклический трубопровод наполнен хладагентом. Хладагент – это газообразное вещество, которое доводится до кипящего состояния, и переходит в жидкое состояние. В испарителе забирается тепло с хладагента и переходит в конденсатор, где собственно и транспортируется в систему отопления. Весь процесс заключается в переходе хладагента с газообразного состояния и жидкое состояние. Можно сделать вывод, что в процессе испарения происходит забор тепловой энергии, а в процессе конденсации выделяются калории.

    Рис. 2 Расположение всех элементов теплового
    насоса в системе отопления дома

    Конструкция

    Водяной тепловой насос для отопления дома состоит из нескольких основных частей:

    • Наружная часть контура;
    • Внутренняя часть контура;
    • Испаритель;
    • Конденсатор;
    • Компрессор;
    • Иногда есть терморегулятор.

    Наружный контур – это труба, в которой находится источник энергии (в насосах типа вода-вода – это грунтовые воды). Схема ее циркуляции достаточно простая, а именно, вода попадает в трубопровод из специальной скважины, далее она циркулирует в наружном контуре, чтобы отдать тепловую энергию, и после этого выходит в другую скважину (рис. 3). Но также наружный контур может быть расположен в водоеме, если такой возле дома есть. Тогда скважины не понадобятся.

    Рис. 3 Схема теплового насоса для отопления дома со скважинами

    Преобразование энергии воды

    Из грунтовых вод в испаритель поступает энергия с низким потенциалом. Туда же под давлением просачивается хладагент. Из-за небольшого показателя давления начинается процесс испарения, и тепловая энергия передается хладагенту. Далее это вещество направляется в компрессор еще в газообразном состоянии, там сжимается и направляется в конденсатор. В конденсаторе хладагент переводится в жидкое состояние, а тепловая энергия уже с высоким потенциалом отдается системе отопления.

    Этот процесс преобразования энергии с низким потенциалом в энергию с высоким потенциалом происходит благодаря хладагенту. Эта система отопления способна эффективно работать даже при очень низких температурных показателях зимой.

    Монтаж

    Тепловой насос вода-вода можно купить в готовом виде, а можно сделать самодельную конструкцию. Но и в том и другом варианте следует придерживаться некоторых рекомендаций и требований к установке. Например, если наружный корпус устанавливается в водоем, то нужно проводить расчет его глубины. Так как зимой водоем замерзает. Как правило, для обогрева дома хватит и 1,5 м глубины.

    Это оборудование в процессе эксплуатации не требует сложных манипуляций по обслуживанию, но все же время от времени нужно смазывать некоторые детали и следить за работой насоса. Чтобы сделать самодельный тепловой насос вода-вода нужно просто изучить его схему работы и последовательно все подключить. Для того чтобы водяной насос для отопления правильно функционировал нужно правильно произвести все расчеты. Самодельная конструкция достаточно простая, но параметры (по расчетам) очень важны.

    А именно к основным расчетам относятся мощность компрессора и параметры патрубка теплообменника и т.д. Эти расчеты можно сделать с помощью специальных компьютерных программ, калькуляторов на сайтах, которые продают тепловые насосы, или же это может сделать квалифицированный специалист за отдельную плату.

    Изготовление самодельного теплового насоса вода-вода заключается в подборе деталей. Компрессор можно взять с кондиционера, только нужно сделать расчет мощности. Как правило, берется модель с мощностью в 10 кВт при выработке тепла, и 7,5 кВт при охлаждении. Важным вопросом при выборе компрессора является уровень шума при его работе.

    Для конденсатора можно взять емкость из нержавеющей стали примерно на 120 литров. В эту емкость нужно установить змеевик, путем ее разрезания. Потом она соединяется с помощью сварочных работ. При этом нужно правильно произвести расчет площади змеевика.

    Змеевик изготавливается их медной трубки, которая наматывается на предмет имеющий форму цилиндра. Для этого вполне подойдет газовый баллон. Для изготовления испарителя может подойти емкость из пластика, которая имеет большую горловину. Объем емкости должен быть около 120-130 литров. Подающие и обратные патрубки могут быть обычными канализационными трубами. Как правило, для отопления нужно около 2 кг хладагента, который можно приобрести в баллонах.

    Тепловые насосы воздух-воздух

    Источники: http://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/teplovoj-nasos-voda-voda.html, http://aquagroup.ru/articles/teplovoy-nasos-voda-voda.html, http://kotlomaniya.ru/teplovye-nasosy/teplovye-nasosy-voda-voda.html


    Комментариев пока нет!

    Ваше имя *
    Ваш Email *

    Сумма цифр внизу: код подтверждения