Vesi-vesi soojuspump: seade, tööpõhimõte, selle alusel kütte korraldamise reeglid

Eramute kütmiseks ja sooja vee tagamiseks on soovitav kasutada vesi-vesi soojuspumpa, mis töötab looduslikest allikatest - põhjavesi, jõed, veehoidlad jne. Süsteem on täiesti keskkonnaohutu ja ei nõua kulumaterjalidele regulaarseid kulutusi, mistõttu on selle järele üha suurem nõudlus.

Räägime võimalustest soojuspumba jaoks, mis kasutab veest saadavat ökoenergiat selle ülekandmiseks kodumajapidamiste küttesüsteemidesse. Uudishimulike kodumeistrite jaoks oleme kirjeldanud populaarsete seadmevalikute ja ehitustehnoloogia tööpõhimõtteid. Siit saate teada, millised seadmed on süsteemi töötamiseks vajalikud.

Vesi-vesi soojuspumba tööpõhimõte

Soojuspump kehastab Carnot tsükli põhimõtet.See seisneb selles, et aine, mis liigub läbi suletud süsteemi ja muudab keemiliste, füüsikaliste või termiliste tegurite mõjul oma agregatsiooni olekut vedelast gaasiliseks, vabastab ja neelab tohutul hulgal soojusenergiat.

Tööaine on termiline kandja - vesi kaevust või reservuaarist.

Ka talvel hoiavad teatud sügavusel looduslikud allikad positiivset temperatuuri, mistõttu saab neist aastaringselt soojusenergiat ammutada. Paigalduse ainsaks puuduseks on suur energiatarve ja vajadus osta lisaseadmeid.

Diagramm näitab vee ja külmutusagensi tsirkulatsiooni. Süsteem võimaldab teil saada soojusenergiat olenemata aastaajast

Vesi-vesi soojuspumba põhielemendid:

• kompressor;
• aurusti;
• kondensaator;
• paisumise induktsioonventiil;
• automaatne süsteem, mis jälgib indikaatoreid;
• mitu rida vasktorusid;
• tööaine (külmutusagens).

Spetsiaalse pumba abil voolab vesi torude kaudu allikast küttesõlme, misjärel see interakteerub gaasiga (freoon), mis keeb temperatuuril +2-3 kraadi. Freoon neelab osa vee soojusest ja imetakse kompressorisse, kus selle temperatuur kokkusurumisel tõuseb.

Soojuspumba seadmed võtavad palju ruumi, kuid annavad võimaluse vabaneda kommunaalteenuste sõltuvusest

Järgmisena siseneb külmutusagens kondensaatorisse, mille järel kuum aine soojendab vett etteantud temperatuurini (+40 kuni +80 kraadi), mis transporditakse läbi küttesüsteemi torude.

Jahutatud vesi siseneb aurustisse ja voolab seejärel vastuvõtukaevu.Pärast kondensaatori läbimist muutub külmutusagens vedelaks ja koguneb elemendi põhja ning naaseb seejärel läbi gaasihoova algsesse asukohta. Seejärel tsükkel kordub.

Mida otsida sellise kütte korraldamisel?

Soojuspumpasid on suur hulk erinevaid modifikatsioone, mis on mõeldud iga otstarbe ja suurusega ruumidesse, samuti erinevates tingimustes töötamiseks. Seadmed on mõeldud majade kütmiseks kogupinnaga 50 kuni 150 ruutmeetrit.

Juhend nr 1 – vee karedus

Seadmete valikul mängib olulist rolli kaevu või reservuaari vee kvaliteet. Mitte kõik mudelid ei tööta suures koguses mangaani ja rauda sisaldava kõva veega.

Nende elementide kõrge kontsentratsioon kahjustab süsteemi - torudele tekib kiiremini korrosioon, mis toob kaasa seadmete efektiivsuse ja nende kasutusea vähenemise.

Seetõttu võtke enne soojuspumba ostmist veeproov ja analüüsige seda nende ja teiste mikroelementide - vesiniksulfiidi, ammoniaagi, kloori jne - olemasolu suhtes. Tavaliselt, kui temperatuur tiigis ületab +13 kraadi, siis on suur tõenäosus, et vees on palju raua- ja mangaaniioone.

Seega valitakse vesi-vesi soojuspump vee karedust arvestades. On süsteeme, mille elemendid on maksimaalselt korrosiooni eest kaitstud, kuid need on kallimad.

Juhend nr 2 – töörežiim

Soojuspumpa saab kasutada ainsa soojusallikana või koos teiste süsteemidega. Seetõttu on enne mudeli valimist oluline kindlaks teha, millises režiimis seade töötab.

Süsteemi toimimist on kahte tüüpi:

• Monovalentne. Seadmed on suure võimsusega ja sobivad kodu kütmiseks.
• Bivalentne. Vähem tõhusad seadmed täiendavad peamisi kütteseadmeid.

Autonoomse süsteemi ehitamiseks peamise vesi-vesikütteseadmega on vaja monovalentset tüüpi.

Juhend nr 3 – pumba võimsus

Võimsus on soojuspumba valimisel oluline näitaja, kuna sellest sõltub süsteemi jõudlus. Mida suurem on võimsus, seda suurem on seadmete efektiivsus, kuid seda suurem on energiatarve.

Vesi-vesi soojuspumba jõudlus valitakse tegelike vajaduste põhjal

Kui valite ebapiisava võimsusega seadme, siis süsteemi efektiivsus väheneb, kui maja soojuskadu ületab süsteemi poolt tarnitava energiahulga.Soojuspump võib töötada ööpäevaringselt, kuid see ei avalda veetemperatuuri languse tõttu mingit mõju.

Kui hoone soojuskadu on väiksem kui süsteemi soojusülekanne, käivitub pump tavaliselt mõneks minutiks automaatselt, soojendab vee seatud temperatuurini ja transpordib selle läbi süsteemi. Seejärel lülitub see välja, kuni temperatuur mõne kraadi võrra langeb. Seejärel tsükkel kordub.

Juhend nr 4 - konkreetse mudeli funktsionaalsus

Soojuspumpadel võivad olla lisafunktsioonid, need on järgmised:

• Automaatne juhtimissüsteem, mis võimaldab teil kohandada ruumi mikrokliimat oma maitse järgi. Juhtimine toimub tavaliselt kaugjuhtimispuldi abil.
• Vee soojendamise funktsioon sooja veevarustuseks.
• Helikindel korpus.
• Võimalus liituda teiste küttesüsteemidega, päikesekollektoritega, mis muudab kütteseadmed täielikult autonoomseks.

Vesi-vesi soojuspumpade kasutusiga ületab tavaliselt 30 aastat.

Sama oluline seadmete valimisel on paigaldamise ja paigaldamise maksumus.

Soojuspumba vajaliku võimsuse arvutamine

Enne süsteemi ostmist on oluline esmalt koostada projekt ja arvutada vajalik seadmete võimsus. Tootlikkuse arvutamisel võetakse arvesse tegelikke soojusenergia vajadusi. Arvesse võetakse soojuse tarbimist, soojuskadu kodus ja vooluringi olemasolu või puudumist Soe vesi.

Arvutusalgoritm:

1. Arvutame köetavate ruumide üldpinna.
2. Määrame kütmiseks vajaliku energiahulga. Optimaalne näitaja 1 ruutmeetri kohta on 0,07 kW.
3. N-ruutmeetrise maja kütmiseks vajate N*0,07 kW.
4. Sest Soe vesi saadud arvule lisatakse veel 15-20%, see tähendab N*0,07*0,85 või N*0,07*0,80.

See arvutus on optimaalne ruumide jaoks, mille laed ei ületa 2,7 m. Täpsemad arvutused teevad spetsialistid projekti koostamise käigus.

Ettevalmistustööd enne operatsiooni

Vesi-vesi seeria soojuspumba ettevalmistamine, ühendamine ja kasutuselevõtt sisaldab mitmeid standardetappe, millega tutvume hiljem.

Optimaalse veeallika valimine

Tuleb märkida, et mitte iga avatud lähtekoodiga või veekaev sobib soojuspumba katkematuks tööks. Vee kvaliteet mängib olulist rolli, kuid filtrid aitavad saastumise probleemi lahendada.

Lubatud on kasutada veehoidlat või tiiki, mis asub hoonest 100 meetri raadiuses. Kui sellist allikat pole, siis tekib vajadus kaevude puurimiseks.

Soojuspumba allika valikul tuleks lähtuda kasutusmugavusest ja kasutuskulust. Kui läheduses on avatud veehoidla, on targem seda kasutada

Avatud allika käitumine on prognoositavam kui põhjavesi, seega on võimalusel parem eelistada veehoidlaid.

Soojussüsteemi paigaldamine kaevu abil

Soojuspumbaga süsteemi paigaldamiseks vajate kahte kaevu. Ühte kaevu nimetatakse tavaliselt deebetiks. Sellesse sukeldatakse spetsiaalne pump, mille abil võetakse vett süsteemis järgnevaks töötlemiseks. Teine kaev on vastuvõtukaev. Jahtunud vesi valatakse sinna.

Drenaaži- ja toitekaevud peavad asuma üksteisest vähemalt 15 meetri kaugusel.

Deebetkaevu sügavus ei tohiks ületada 50 meetrit. Mida sügavam on veeallikas, seda võimsam on selle varustamiseks vajalik pump, mis suurendab tarbitava energia hulka.

Deebetkaevu ehitus

Enne deebetkaevu tööle asumist on oluline välja selgitada, kui palju vett see toota suudab ja kui palju vedelikku on vaja kogu ruumi soojuse tagamiseks. Mida kõrgem on vee temperatuur, seda vähem on seda kütmiseks vaja.

Oluline on helitugevus eelnevalt välja arvutada V, mis tuleb tunni jooksul kaevust välja pumbata ruumi kütmiseks. Oletame, et on pump, mille soojusvõimsus on võrdne teatud arvuga K kW ja energiatarve - numbrini P kW. Samuti peate välja selgitama põhjavee temperatuuri (t1) ja nende temperatuur pärast temperatuurivahetus (t2).

Siis näeb tunnis vajaliku veekoguse arvutamise valem välja järgmine:

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

Deebetkaevu võimet toota vajalikku kogust vett on analüütiliselt võimatu kindlaks teha, mistõttu seda testitakse. 3 päeva pumpab pump katkematult kaevust vett. Nii kontrollitakse ka vastuvõtukaevu võimet suure koormuse korral vastu võtta vajalik kogus vett.

Oluline on mõista, et põhjavesi käitub ettearvamatult, mistõttu võib deebetkaevu vee hulk aja jooksul väheneda. Näiteks kevadel on tõusud, kuid talvel, vastupidi, vesi väheneb. Kui kaevus pole piisavalt vett, lülitub süsteem automaatselt välja ja kütet ei toimu.

Vastuvõtukaevu omadused

Vastuvõtutoru kaev asub põhjaveest allavoolu. Analüütiliselt on võimatu kindlaks teha, millises suunas vesi liigub. Seetõttu valitakse praktikas suvaline kaev deebetkaevuks ja lastakse sinna sisse sukeldatavad pump.

Kui veetase süsteemi töötamise ajal ei lange, siis tehti valik õigesti.Kui tase on langenud ja vee temperatuur on langenud, siis on vaja kaevude asukohti muuta - liikuda sukeldatavad pumbata teise auku.

Vastuvõtukaevu äravoolutoru tuleb kasta paar sentimeetrit vette, ulatumata põhjani. Kui kallate jäätmevedelikku ülalt, põhjustab see vett. Toru kaev võib lõpetada vee vastuvõtmise ja ummistuda.

Tulemus ähvardab ülevoolu ja talvel võimalikku jäätumist. Parimad võimalused vastuvõtuallikaks on jõgi või tiik. Kui neid objekte läheduses ei ole, on ülevoolu kindlustamiseks vaja puurida üks või mitu vastuvõtukaevu.

Joonisel on näide ühe kaevu kasutamisest vastuvõtu- ja debiteerimiskaevuna

Seda, kas kaev saab vett kätte, on võimatu välja selgitada kas analüütiliselt või katsetades. Praktika näitab, et äravoolukaev võib katkematult vett imeda mitu aastat või võib see ühe hooaja jooksul täielikult ebaõnnestuda.

On tehnoloogiaid, mis võimaldavad kasutada ühte kaevu deebet- ja vastuvõtukaevuna, kuid see meetod ei ole efektiivne - tööga kaasnevad raskused, veetemperatuuri langus, vesi ja mitmed muud probleemid.

Süsteemi projekteerimine reservuaari abil

Valitud tiik peab olema piisavalt sügav, et alumised veekihid ei külmuks tugevate külmade ajal. Lõunapoolsetes piirkondades on optimaalne sügavus umbes 1 meeter, põhjapoolsetes piirkondades on vaja 3 meetri sügavust allikat. Samuti peab tiik olema stabiilne – veetaseme kõikumine ja selle langus on lubamatud.

Veehoidlasse viib kaks torustikku - deebet ja vastuvõtt.Vastuvõtualale on paigaldatud sukelpump

Soovitatav on kasutada mudeleid, mis on valmistatud HDPE, mida iseloomustab vastupidavus ja töökindlus. Oluline on kaitsta torusid külmumise eest täiendava isoleerimisega ja läbimurde eest.

Kodu ettevalmistamine soojuspumba paigaldamiseks

Vesi-vesi soojuspumbaga suhtlemiseks peab maja olema varustatud veepõhise küttesüsteemiga, mis on esitatud torude ja radiaatori patareide kujul. Parema isolatsiooni huvides on lubatud paigaldada ka küttetorud põrandasse ja seintesse.

Kui seadmeid hakatakse kasutama sooja vee varustamiseks, siis peab majas olema kogumissüsteem. Pumba töötamiseks peate olema ühendatud piiramatu võimsusega elektrivõrku.

Ilma täiendavate meetmeteta maja soojusisolatsiooniks (isolatsioon väljastpoolt, kahekambriliste akende paigaldus jne) soojuspumbaga töötamine pole mõtet.

Eksperdid soovitavad täiendavalt installida toiteventilatsioonisüsteem õhkkütte mehhanismiga. Seadmes kasutatav freoon on inimesele kahjulik. Kui süsteemiahelas on mikromurrud, eraldub gaas ja tõrjub õhk ruumist välja. Külmutusagens võib inimestel põhjustada kopsuhaiguste ja astmahoogude ägenemist.

Soojuspump on rasketehnika, selle kaal võib ulatuda tonnini (olenevalt võimsusest ja suurusest), mistõttu mõnel juhul eeldab selle paigaldamine oma vundamendi ehitamist, mitte ühendamist suvila vundamendiga.

Enne seadmete paigaldamist peate arvestama ruumi lubatud mõõtmetega ja hoidma tootepassis märgitud kaugust seintest.

Lisavarustus

Valik lisavarustus soojuspumbale - vastutusrikas ülesanne, mille lahendamine määrab suuresti küttesüsteemi kui terviku pikaajalise kasutusea ja probleemide puudumise töös.

Sukelaparaat pump kaevude ja veehoidlate jaoks

Kui süsteem kasutab sooja vee tarnimiseks soojuspumpa, siis väikese võimsusega seade võib rõhku kraanides alandada. Võimas pump lahendab selle probleemi, kuid kulutab rohkem energiat. Minimaalne lubatud võimsus töö ajal FGP - 1 kW.

Seal on palju erinevaid modifikatsioone sukeldatavad pumbad Valik tehakse kolme kriteeriumi alusel, need on:

• Vedeliku koguskasutatakse pumpamiseks (mida rohkem vett tuleb transportida, seda suurem peab olema pumba võimsus).
• Kaevu sügavus (mida sügavam kaev, seda suurem peaks olema seadme võimsus);
• Kaevu läbimõõt (traditsiooniliselt on eelistatud 4-tollised võllid, kuna neil on kõige rohkem pumpasid, erinevalt 3-tollistest).

Kaevu sügavuse määramiseks on vaja trossi külge kinnitada raskus ja langetada see šahti. Trossi märg osa näitab kaevu kogu sügavust, kuiv osa määrab kauguse vee algusest maapinnani.

Pump on sukeldatud puurauku seadme tootja poolt määratud sügavusele. Tavaliselt on tehnilises passis märgitud, mitu meetrit peaks olema veepinna ja pumba, kaevepõhja ja pumba vahel

Kaevandustesse võivad sobida nii universaalsed pumbad kui ka spetsiaalselt kaevude jaoks mõeldud seadmed. Kui kaevanduse töötasid välja professionaalid, on see liivaga vähem ummistunud, nii et saate universaalset pumpa ohutult kasutada.

Spetsiaalselt kaevude jaoks mõeldud pumbad on küll kallimad, kuid tulevad hästi toime liiva ja mustusega ning ummistuvad vähem. Universaalsed on tundlikud kõrge orgaanilise sisalduse suhtes, neid tuleb regulaarselt mustusest puhastada, mille tulemusena väheneb nende kasutusiga.

Eelistada tuleks automaatikaga pumpasid, kuna mootori ülekuumenemise, liigse ummistuse või kaevu puudumisel lülituvad need ise välja, mille tagajärjel mootor ei kuumene üle ega riku.

Tööpõhimõtte alusel on 2 tüüpi sukeldatavad pumbad:

• Tsentrifugaal.
• Vibreeriv.

Paekivist vett tootvates kaevudes töötamiseks eelistatakse tsentrifugaalseid süvamudeleid. Nad on tundlikud vee suhtes liiva- ja savisuspensiooni teradega.

Kui soojuspump ühendatakse avatud reservuaariga, on parem kasutada määrdunud vee pumpamiseks mõeldud pinnapumbaseadmeid või odavat vibratsiooniseadet.

Soojuspumba vahesoojusvaheti

Soojuspumpades ei pruugi freoon tsirkulatsiooni ajal piisavalt hästi jahutada, mistõttu kompressor kuumeneb üleliigse väljalasketemperatuuri tõttu. Seetõttu on oluline parandada aine jahutamist, vähendades seeläbi rõhku ahelates.

On veel üks probleem, mis on omane kõikidele soojuspumpadele – külmutusagens võib seguneda veeauruga. Kui vedelik satub kompressorisse, võib see juhtuda veehaamer. Sel juhul on vajalik osa remont või asendamine. Samuti võib õli sisse sattuda vett ja seda on sealt raske eemaldada.

Kõik ülalkirjeldatud probleemid lahendatakse vahepealse soojusvaheti paigaldamisega.Soojusvahetid on kolme tüüpi - avatud tüüpi, kestaga torud ja mähised.

Avatud tüüpi modifikatsioon neutraliseerib ringluse ajal freooni sattunud vedeliku, mis vähendab tõenäosust veehaamer kompressor. Seadmel on kõrge jõudlus minimaalse energiatarbimisega.

Avatud tüüpi soojusvaheti paigaldamisel on oluline valida vedelikutoru õige suurus, et tagada minimaalne rõhu kokkusurumine

Õigesti valitud torud neutraliseerivad vedeliku keemise võimaluse. Sel juhul peab ventiil olema piisava läbilaskevõimega, et vedelik saaks väikese rõhuerinevuse korral seadmesse tungida.

Korpuse ja toruga soojusvaheti on suletud konstruktsiooni kujul. Soojusvahetus toimub torude seinte kaudu ning selles olev vedelik ja külmutusagens ei segune erinevalt avatud torudest, mis tagab kõrge rõhu auru ja õhu ringluseks.

Spiraalsoojusvaheti eristub vooluregulaatori olemasolu, mis kontrollib vedela freooni voolu. Seadme suurus sõltub otseselt soojuspumba võimsusest. Toote valikul on vaja arvestada funktsionaalsust ja saadaolevat kogust. Soovitatav on eelistada kokkupandavaid mudeleid.

Soojuspumba filtrid

Kaevude või reservuaaride vesi ei tule puhtal kujul. See võib sisaldada liiva, mustust, erinevaid mikroelemente – rauda, ​​vesiniksulfiidi, mangaani, kloori, ammoniaaki jne. Enne soojuspumpa sisenemist tuleb vesi filtreerida.

Kõigepealt on vaja eemaldada suured ained - kivid, liiv, mustus, muda. Nende veest eemaldamiseks on vajalik paigaldamine hüdrotsüklon.

Hüdrotsüklon on seade, mis on vajalik vee töötlemata puhastamiseks.See tuleb valida, võttes arvesse pumba võimsust

Järgmiseks on oluline paigaldada filtrid, mis eemaldavad raua, vesiniksulfiidi, mangaani ja ammoniaagi. Need mikroelemendid lühendavad seadme eluiga ja jätavad selle korrosioonile.

Võite kasutada filtreid pöördosmoos, pehmendid, rauaeemaldajad ja nende modifikatsioonid. Kuuma joogivee saamiseks tuleks see lisaks varustada söefiltrite ja UV-sterilisaatoriga, mis hävitab baktereid ja viirusi.

Elektrigeneraator varutoite saamiseks

Soojuspumbad töötavad elektrivõrgust, seega voolukatkestuse korral jääb maja kütteta. Soovitatav on lisaks osta tuleohtlikel ainetel töötav elektrigeneraator.

On oluline, et elektrigeneraator suudaks genereerida pumba kompressori tööks vajalikku võimsust

Sellise soojuspumba töö omadused

Kord aastas on vaja läbi viia pumba komponentide sõltumatu visuaalne kontroll, järgida hooldussoovitusi - osi õigeaegselt määrida, vee pumpamisel jälgida seadme õiget tööd.

Teatud tüüpi seadmed vajavad hoolduskeskuse spetsialistide regulaarset ülevaatust (tavaliselt 1-2 korda aastas). Kontrolli käigus selgub:

• mootoriõli lekib läbi vooluahela pragude;
• kinnituste ja ühenduste kvaliteet;
• rõhu tase paakides ja ahelates;
• toitejuhtmete talitlushäired.

Vesi-vesi-soojuspumba paigaldamine peaks toimuma koolitatud spetsialistide poolt. Süsteemi ebatõhusus on enamasti tingitud selle valest paigaldamisest. Soojusseadmed sobivad kasutamiseks nii lõuna- kui ka põhjapiirkonna elanikele.

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

Video tutvustab teile seadme tööpõhimõtet ja funktsioone:

Sellest tulenevalt võime järeldada, et vesi-vesi-soojuspumpa peetakse tõhusaks keskkonnasõbralikuks seadmeks, mis on mõeldud kuni 150-ruutmeetriste majade kütmiseks. Suurema ala korrastamine võib nõuda üsna keerulisi inseneruuringuid.

Kui teil on esitatud teabe lugemisel küsimusi, esitage need allolevas plokis. Ootame teie kommentaare, küsimusi teema kohta, lugusid ja fotosid minihüdroelektrijaama ehitamise kohta oma kätega. Oleme huvitatud teie arvamusest.