Dizalica topline voda-voda: uređaj, princip rada, pravila za uređenje grijanja na temelju njega

Za grijanje i opskrbu toplom vodom privatnih domova preporučljivo je koristiti dizalicu topline voda-voda koju pokreću prirodni izvori - podzemne vode, rijeke, akumulacije itd. Sustav je apsolutno ekološki siguran i ne zahtijeva redovite troškove za potrošni materijal, zbog čega postaje sve traženiji.

Govorit ćemo o opcijama dizalice topline koja koristi eko-energiju iz vode za prijenos u sustave grijanja kućanstava. Za radoznale kućne majstore opisali smo principe rada popularnih opcija uređaja i tehnologije gradnje. Ovdje ćete saznati koja je oprema potrebna za rad sustava.

Princip rada dizalice topline voda-voda

Toplinska pumpa utjelovljuje princip Carnotovog ciklusa.Ona leži u činjenici da tvar koja se kreće kroz zatvoreni sustav i mijenja svoje agregatno stanje iz tekućeg u plinovito pod utjecajem kemijskih, fizikalnih ili toplinskih čimbenika oslobađa i apsorbira ogromnu količinu toplinske energije.

Radna tvar je toplinski nosač - voda iz bunara ili rezervoara.

I zimi prirodni izvori na određenoj dubini održavaju pozitivnu temperaturu, pa se iz njih može crpiti toplinska energija tijekom cijele godine. Jedini nedostatak instalacije je velika potrošnja energije i potreba za kupnjom dodatne opreme.

Dijagram prikazuje put cirkulacije vode i rashladnog sredstva. Sustav vam omogućuje primanje toplinske energije, bez obzira na godišnje doba

Glavni elementi dizalice topline voda-voda:

• kompresor;
• isparivač;
• kondenzator;
• ekspanzijski indukcijski ventil;
• automatski sustav koji prati pokazatelje;
• više linija bakrenih cijevi;
• radna tvar (rashladno sredstvo).

Pomoću posebne pumpe voda teče kroz cijevi od izvora do jedinice za grijanje, nakon čega dolazi u interakciju s plinom (freonom), koji ključa na temperaturi od +2-3 stupnja. Freon apsorbira dio topline iz vode i usisava se u kompresor, gdje mu temperatura raste tijekom kompresije.

Oprema toplinske pumpe zauzima puno prostora, ali pruža priliku da se riješite ovisnosti o komunalnim uslugama

Zatim rashladno sredstvo ulazi u kondenzator, nakon čega vruća tvar zagrijava vodu na zadanu temperaturu (od +40 do +80 stupnjeva), koja se transportira kroz cijevi sustava grijanja.

Ohlađena voda ulazi u isparivač, a zatim otječe u prihvatni bunar.Nakon prolaska kroz kondenzator, rashladno sredstvo postaje tekuće i skuplja se na dnu elementa, zatim se vraća kroz prigušnicu na svoje izvorno mjesto. Zatim se ciklus ponavlja.

Što tražiti pri uređenju takvog grijanja?

Postoji veliki broj različitih modifikacija dizalica topline dizajniranih za prostore bilo koje namjene i veličine, kao i za rad u različitim uvjetima. Oprema je namijenjena za grijanje kuća ukupne površine od 50 do 150 četvornih metara.

Smjernica br. 1 - tvrdoća vode

Kvaliteta vode u bunaru ili rezervoaru igra važnu ulogu pri odabiru opreme. Ne mogu svi modeli raditi s tvrdom vodom koja sadrži velike količine mangana i željeza.

Visoka koncentracija ovih elemenata šteti sustavu - na cijevima se brže stvara korozija, što dovodi do smanjenja učinkovitosti opreme i njenog vijeka trajanja.

Stoga, prije kupnje dizalice topline, uzmite uzorak vode i analizirati ga na prisutnost ovih i drugih elemenata u tragovima - sumporovodika, amonijaka, klora itd. Obično, ako temperatura u jezercu prelazi +13 stupnjeva, tada postoji velika vjerojatnost da u vodi ima puno iona željeza i mangana.

Stoga se dizalica topline voda-voda odabire uzimajući u obzir tvrdoću vode. Postoje sustavi čiji su elementi maksimalno zaštićeni od korozije, ali su skuplji.

Smjernica broj 2 - način rada

Dizalica topline može se koristiti kao jedini izvor topline ili u kombinaciji s drugim sustavima. Stoga je prije odabira modela važno odrediti u kojem će načinu rada uređaj raditi.

Postoje dvije vrste rada sustava:

• Jednovalentan. Uređaji imaju veliku snagu i pogodni su za grijanje doma.
• Bivalentan. Manje učinkoviti uređaji nadopunjuju glavnu opremu za grijanje.

Da biste izgradili autonomni sustav s glavnom jedinicom za grijanje vode i vode, potreban vam je monovalentni tip.

Smjernica broj 3 - snaga pumpe

Snaga je važan pokazatelj pri odabiru dizalice topline, budući da o njoj ovisi rad sustava. Što je veća snaga, to je veća učinkovitost opreme, ali veća je potrošnja energije.

Učinak dizalice topline voda-voda odabire se na temelju stvarnih potreba

Ako odaberete uređaj s nedovoljnom snagom, učinkovitost sustava će se smanjiti ako gubitak topline u kući premaši količinu energije koju sustav isporučuje.Dizalica topline može raditi 24 sata dnevno, ali neće imati učinka zbog pada temperature vode.

Kada je toplinski gubitak zgrade manji od prijenosa topline sustava, crpka se obično automatski uključuje na nekoliko minuta, zagrijava vodu na zadanu temperaturu i transportira je kroz sustav. Zatim se gasi dok temperatura ne padne za nekoliko stupnjeva. Zatim se ciklus ponavlja.

Smjernica br. 4 - funkcionalnost pojedinog modela

Dizalice topline mogu imati dodatne funkcije, a to su:

• Automatski sustav upravljanja koji će vam omogućiti da prilagodite mikroklimu prostorije prema svom ukusu. Upravljanje se obično provodi pomoću daljinskog upravljača.
• Funkcija grijanja vode za opskrbu toplom vodom.
• Zvučno izolirano kućište.
• Mogućnost spajanja na druge sustave grijanja, solarne kolektore, što će opremu za grijanje učiniti potpuno autonomnom.

Životni vijek dizalica topline voda-voda obično prelazi 30 godina.

Jednako važno pri odabiru opreme je trošak instalacije i instalacije.

Proračun potrebne snage dizalice topline

Prije kupnje sustava važno je prvo izraditi projekt i izračunati potrebnu snagu opreme. Produktivnost se izračunava uzimajući u obzir stvarne potrebe za toplinskom energijom. Uzimaju se u obzir potrošnja topline, gubitak topline kod kuće i prisutnost ili odsutnost kruga PTV.

Algoritam izračuna:

1. Izračunavamo ukupnu površinu grijanih prostorija.
2. Određujemo potrebnu količinu energije za grijanje. Optimalni pokazatelj po 1 kvadratnom metru je 0,07 kW.
3. Za grijanje kuće od N četvornih metara trebat će vam N*0,07 kW.
4. Za PTV dodatnih 15-20% dodaje se dobivenom broju, to jest, N*0,07*0,85 ili N*0,07*0,80.

Ovaj izračun bit će optimalan za sobe čiji stropovi ne prelaze visinu od 2,7 m. Točnije izračune izvršit će stručnjaci tijekom pripreme projekta.

Pripremni rad prije operacije

Priprema za montažu, spajanje i puštanje u rad dizalice topline iz serije voda-voda uključuje niz standardnih koraka s kojima ćemo se kasnije upoznati.

Odabir optimalnog izvora vode

Treba napomenuti da nije svaki open source ili bunar za vodu pogodan za nesmetan rad dizalice topline. Kvaliteta vode igra važnu ulogu, ali filtri će pomoći u rješavanju problema onečišćenja.

Dopušteno je koristiti rezervoar ili ribnjak koji se nalazi u krugu od 100 metara od zgrade. Ako takvog izvora nema, tada se javlja potreba za bušenjem bušotina.

Odabir izvora za dizalicu topline trebao bi se temeljiti na jednostavnosti korištenja i cijeni korištenja. Ako u blizini postoji otvoreni rezervoar, mudrije je koristiti ga

Ponašanje otvorenog izvora je predvidljivije od podzemnih voda, pa je, ako je moguće, bolje dati prednost akumulacijama.

Ugradnja toplinskog sustava pomoću bunara

Za ugradnju sustava pomoću dizalice topline trebat će vam dva bunara. Jedan od bunara obično se naziva debit. U to je uronjena posebna pumpa, uz pomoć koje se uzima voda za naknadnu obradu u sustavu. Drugi bunar je prihvatni bunar. U njega se ispušta ohlađena voda.

Odvodni i dovodni bunari moraju biti međusobno udaljeni najmanje 15 metara.

Dubina debitne bušotine ne smije biti veća od 50 metara. Što je dublji izvor vode, to je snažnija pumpa potrebna za njegovo napajanje, što će povećati količinu potrošene energije.

Izgradnja debitnog bunara

Prije nego počnete s radom debitnog bunara, važno je saznati koliko vode može proizvesti i koliko tekućine je potrebno za opskrbu toplinom cijele prostorije. Što je viša temperatura vode, to će manje biti potrebno za grijanje.

Važno je unaprijed izračunati volumen V, koji se mora ispumpati iz bunara u roku od sat vremena da zagrije sobu. Recimo da postoji pumpa čiji je toplinski učinak jednak određenom broju Q kW, a potrošnja energije - na broj P kW. Također ćete morati saznati temperaturu podzemne vode (t1) i njihovu temperaturu nakon izmjena temperature (t2).

Tada formula za izračunavanje volumena potrebne količine vode po satu izgleda ovako:

V = (Q-P)/(t1-t2).

Analitički je nemoguće utvrditi sposobnost debitne bušotine da proizvede potrebnu količinu vode, pa se ispituje. 3 dana pumpa neprekidno crpi vodu iz bunara. Na taj se način također provjerava sposobnost prihvatnog bunara da pod velikim opterećenjem primi potrebnu količinu vode.

Važno je razumjeti da se podzemna voda ponaša nepredvidivo, tako da količina vode iz debitnog bunara može s vremenom postati manja. Na primjer, u proljeće postoje visoke plime, ali zimi, naprotiv, voda se smanjuje. Ako u bunaru nema dovoljno vode, sustav se automatski isključuje i grijanje se ne događa.

Značajke prihvatnog bunara

Prijemni cijevni bunar nalazi se nizvodno od podzemne vode. Analitički je nemoguće odrediti u kojem se smjeru voda kreće. Stoga se u praksi kao debitna bušotina odabire proizvoljna bušotina i u nju porinje potopljeni pumpa.

Ako razina vode ne padne tijekom rada sustava, tada je izbor napravljen ispravno.Ako je razina pala i temperatura vode je pala, tada je potrebno promijeniti položaj bunara - premjestiti potopljeni pumpa u drugu rupu.

Odvodna cijev u prihvatni bunar mora biti uronjena nekoliko centimetara u vodu, a da ne dosegne dno. Ako ispuštate otpadnu tekućinu odozgo, to će dovesti do nakupljanja vode. Cijevni otvor može prestati primati vodu i začepiti se.

Rezultat prijeti prelijevanjem, a zimi i mogućim zaleđivanjem. Najbolje mogućnosti za primanje izvora su rijeka ili ribnjak. Ako ti objekti nisu u blizini, potrebno je izbušiti jedan ili više prihvatnih bunara kako bi se osiguralo prelijevanje.

Na slici je prikazan primjer korištenja jednog bunara kao prihvatnog i debitnog bunara

Nemoguće je analitički ili ispitivanjem utvrditi hoće li bunar dobiti vodu. Praksa pokazuje da odvodni bunar može neprekidno upijati vodu dugi niz godina ili može potpuno otkazati u jednoj sezoni.

Postoje tehnologije koje vam omogućuju korištenje jednog bunara kao debitnog i prijemnog bunara, ali ova metoda nije učinkovita - rad će biti popraćen poteškoćama, mogući su pad temperature vode, zagušenje i niz drugih problema.

Projektiranje sustava s akumulacijom

Odabrani ribnjak mora biti dovoljno dubok da se donji slojevi vode ne smrznu tijekom jakih mrazova. U južnim regijama optimalna dubina bit će približno 1 metar, au sjevernim regijama bit će potreban izvor dubine od 3 metra. Također, ribnjak mora biti stabilan - fluktuacije u razini vode i njeno smanjenje su neprihvatljivi.

Do rezervoara vode dva cjevovoda - debitni i prihvatni.U prihvatnom području ugrađena je potopna pumpa

Preporuča se koristiti modele izrađene od HDPE, karakteriziran izdržljivošću i pouzdanošću. Bitno je zaštititi cijevi od smrzavanja dodatnom izolacijom, te od proboja.

Priprema vašeg doma za ugradnju toplinske pumpe

Za interakciju s toplinskom pumpom voda-voda, kuća mora biti opremljena sustavom grijanja na bazi vode, predstavljenim u obliku cijevi i radijatorskih baterija. Za bolju izolaciju dopušteno je također postaviti cijevi za grijanje u pod i zidove.

Ako će se oprema koristiti za opskrbu toplom vodom, tada kuća mora imati sustav prikupljanja. Za rad pumpe morate biti spojeni na električnu mrežu neograničene snage.

Bez dodatnih mjera za toplinsku izolaciju kuće (izolacija izvana, ugradnja dvokomornih prozora, itd.) rad dizalice topline nema smisla.

Stručnjaci preporučuju dodatnu ugradnju opskrbni ventilacijski sustav s mehanizmom za grijanje zraka. Freon koji se koristi u opremi je štetan za ljude. Ako u strujnom krugu sustava postoje mikrofrakture, plin će se osloboditi i time istisnuti zrak iz prostorije. Rashladno sredstvo može uzrokovati pogoršanje plućnih bolesti i napadaje astme kod ljudi.

Dizalica topline je teška oprema, njezina težina može doseći tonu (ovisno o snazi ​​i veličini), tako da u nekim slučajevima njezina instalacija zahtijeva izgradnju vlastitog temelja, koji nije povezan s temeljem vikendice.

Prije postavljanja opreme morate uzeti u obzir dopuštene dimenzije prostorije i održavati udaljenost od zidova navedenih u putovnici proizvoda.

Dodatna oprema

Izbor dodatna oprema za dizalicu topline - odgovoran zadatak, čije rješenje uvelike određuje dugoročni vijek trajanja sustava grijanja u cjelini i odsutnost problema u radu.

Potopljeni pumpa za bunare i rezervoare

Ako sustav koristi dizalicu topline za opskrbu toplom vodom, tada uređaj s niskom snagom može smanjiti tlak u slavinama. Snažna pumpa će riješiti ovaj problem, ali troši više energije. Minimalna dopuštena snaga tijekom rada FGP - 1 kW.

Postoji mnogo različitih modifikacija potopljeni pumpe Izbor se vrši uzimajući u obzir tri kriterija, a to su:

• Količina tekućinekoristi se za crpljenje (što se više vode mora transportirati, veća mora biti snaga pumpe).
• Dubina bunara (što je dublji bunar, to bi trebala biti veća snaga opreme);
• Promjer bunara (tradicionalno se preferiraju osovine od 4 inča jer imaju najveći broj pumpi, za razliku od onih od 3 inča).

Za određivanje dubine bunara potrebno je na uže pričvrstiti uteg i spustiti ga u okno. Mokri dio užeta će pokazati punu dubinu bunara, suhi dio će odrediti udaljenost od početka vode do površine.

Crpka je uronjena u bušotinu do dubine koju je odredio proizvođač uređaja. Obično tehnička putovnica pokazuje koliko metara treba biti između vodene površine i pumpe, dna iskopa i pumpe

Za rudnike mogu biti prikladne i univerzalne pumpe i oprema posebno dizajnirana za bušotine. Ako su rudnik razvili profesionalci, onda je manje začepljen pijeskom, tako da možete sigurno koristiti univerzalnu pumpu.

Pumpe dizajnirane posebno za bunare su skuplje, ali se dobro nose s pijeskom i prljavštinom i postaju manje začepljene. Univerzalni su osjetljivi na visok sadržaj organskih tvari, moraju se redovito čistiti od prljavštine, zbog čega im se smanjuje vijek trajanja.

Prednost treba dati pumpama s automatizacijom, jer ako se motor pregrije, dođe do prekomjerne blokade ili nema vode u bušotini, one se same isključuju, zbog čega se motor ne pregrije i ne pokvari.

Na temelju principa rada postoje 2 vrste potopljeni pumpe:

• Centrifugalni.
• Vibrirajući.

Za rad u bušotinama koje proizvode vodu u vapnencu, preferiraju se centrifugalni duboki modeli. Osjetljive su na vodu sa zrncima pijeska i suspenzijom gline.

Ako će se toplinska crpka spojiti na otvoreni spremnik, bolje je koristiti površinsku crpnu opremu namijenjenu crpljenju prljave vode ili jeftini vibracijski uređaj.

Međuizmjenjivač topline toplinske pumpe

U dizalicama topline, freon se možda neće dovoljno dobro ohladiti tijekom cirkulacije, što uzrokuje pregrijavanje kompresora zbog previsokih temperatura na ispuštanju. Stoga je važno poboljšati hlađenje tvari, čime se smanjuje tlak u krugovima.

Postoji još jedan problem koji je zajednički svim dizalicama topline - rashladno sredstvo se može miješati s vodenom parom. Ako tekućina uđe u kompresor, to se može dogoditi vodeni čekić. U tom će slučaju biti potreban popravak ili zamjena dijela. Također, voda može ući u ulje i teško ju je ukloniti odatle.

Svi gore opisani problemi rješavaju se ugradnjom međuizmjenjivača topline.Postoje tri vrste izmjenjivača topline - otvoreni, cijevni i spiralni.

Modifikacija otvorenog tipa neutralizira tekućinu koja ulazi u freon tijekom cirkulacije, što smanjuje vjerojatnost vodeni čekić kompresor. Uređaj se odlikuje visokim performansama uz minimalnu potrošnju energije.

Prilikom ugradnje izmjenjivača topline otvorenog tipa, važno je odabrati ispravnu veličinu cjevovoda za tekućinu kako bi se osigurala minimalna kompresija tlaka

Ispravno odabrane cijevi neutralizirat će mogućnost ključanja tekućine. U tom slučaju ventil mora imati dovoljnu propusnost kako bi tekućina mogla prodrijeti u uređaj pri niskoj razlici tlaka.

Cijevni izmjenjivač topline prikazan je u obliku zatvorene strukture. Izmjena topline odvija se kroz stijenke cijevi, a tekućina i rashladno sredstvo u njemu se ne miješaju, za razliku od otvorenih, što osigurava visoki tlak za cirkulaciju pare i zraka.

Izmjenjivač topline zavojnice odlikuje se prisutnošću regulatora protoka koji kontrolira protok tekućeg freona. Veličina uređaja izravno ovisi o snazi ​​toplinske crpke. Potrebno je odabrati proizvod uzimajući u obzir funkcionalnost i raspoloživu količinu. Preporučljivo je dati prednost sklopivim modelima.

Filtri toplinske pumpe

Voda iz bunara ili rezervoara ne dolazi u čistom obliku. Može sadržavati pijesak, prljavštinu, razne elemente u tragovima - željezo, sumporovodik, mangan, klor, amonijak itd. Prije ulaska u dizalicu topline vodu je potrebno filtrirati.

Prije svega, potrebno je ukloniti velike tvari - kamenje, pijesak, prljavštinu, mulj. Za njihovo uklanjanje iz vode potrebna je instalacija hidrociklon.

Hidrociklon je uređaj potreban za grubo pročišćavanje vode.Mora se odabrati uzimajući u obzir snagu pumpe

Zatim je važno instalirati filtere koji uklanjaju željezo, sumporovodik, mangan i amonijak. Ovi mikroelementi skraćuju vijek trajanja opreme i izlažu je koroziji.

Možete koristiti filtre obrnuta osmoza, omekšivači, sredstva za uklanjanje željeza i njihove izmjene. Kako biste osigurali toplu vodu za piće, potrebno ju je dodatno opremiti ugljenim filtrima i UV sterilizatorom koji uništava bakterije i viruse.

Električni generator za pomoćno napajanje

Dizalice topline rade iz električne mreže, pa u slučaju nestanka struje kuća ostaje bez grijanja. Preporučljivo je dodatno kupiti električni generator koji radi na zapaljivim tvarima.

Važno je da električni generator može proizvesti potrebnu snagu za rad kompresora pumpe

Značajke rada takve dizalice topline

Jednom godišnje potrebno je provesti neovisni vizualni pregled komponenti crpke, slijediti preporuke za održavanje - pravodobno podmazati dijelove, pratiti ispravan rad uređaja prilikom crpljenja vode.

Neke vrste opreme zahtijevaju redoviti pregled (obično 1-2 puta godišnje) od strane stručnjaka servisnog centra. Tijekom očevida utvrđuje se sljedeće:

• motorno ulje curi kroz pukotine u krugu;
• kvaliteta pričvršćivanja i spojeva;
• razina tlaka u spremnicima i krugovima;
• kvarovi u ožičenju napajanja.

Instalaciju dizalice topline voda-voda trebaju izvesti obučeni stručnjaci. Neučinkovitost sustava najčešće je posljedica njegove neispravne instalacije. Toplinska oprema prikladna je za korištenje i od strane stanovnika južnih i sjevernih regija.

Zaključci i koristan video na tu temu

Video će vas upoznati s principom rada i značajkama uređaja:

Kao rezultat toga, možemo zaključiti da se dizalica topline voda-voda smatra učinkovitom ekološki prihvatljivom opremom dizajniranom za grijanje kuća do 150 četvornih metara. Uređenje veće površine može zahtijevati prilično složena inženjerska istraživanja.

Ako imate bilo kakvih pitanja tijekom čitanja navedenih informacija, postavite ih u bloku ispod. Čekamo vaše komentare, pitanja o temi, priče i fotografije o izgradnji mini-hidroelektrane vlastitim rukama. Zanima nas vaše mišljenje.