Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тепловой насос для бассейна: критерии выбора и правила установки

Использование тепловых насосов для подогрева воды в бассейнах

Тепловые насосы, используемые для бассейнов,– это высокоэффективные и энергосберегающие устройства, обеспечивающие нагрев воды с использованием тепла окружающей среды.

Как правило, нагрев воды в бассейнах осуществляется либо с помощью электронагревателей, либо через водоводяные теплообменники, используя тепловую энергию теплоцентрали или отопительного котла, при этом возникает ряд отрицательных моментов – высокие тарифы на энергоносители и в большинстве случаев нехватка электрических мощностей для подключения необходимого оборудования.

В данном случае целесообразно применение тепловых насосов. С их помощью возможен нагрев воды как закрытых так и открытых бассейнов. Принцип действия теплового насоса заключается в переносе тепла, полученного из окружающей среды (воды, грунта или воздуха), в воду бассейна. В сравнении с электронагревателями тепловой насос позволяет экономить до 80% электроэнергии. Например, потребляя 1,24 кВт электрической энергии, тепловой насос способен выработать 5,5 кВт тепловой энергии.

Тепловой насос не требует особого обслуживания и достаточно прост в управлении. Эксплуатационные параметры настраиваются с помощью специального блока автоматики.

Источником тепловой энергии может быть грунт, грунтовые и подземные воды, водоемы, воздух, а следовательно нагрев воды возможно осуществлять всесезонно. К тому же, в качестве дополнения к тепловому насосу, можно использовать солнечные коллекторы, которые обеспечат дополнительную тепловую мощность без затрат на электричество, а так же снизят время работы теплового насоса в ясную погоду, работая на поддержание температуры воды.

У геотермальных насосов внешний контур, собирающий тепло окружающей среды, представляет собой полиэтиленовый трубопровод, уложенный в землю или в воду. Теплоноситель – раствор этиленгликоля (либо этилового спирта) или антифриз (рассол).

При использовании в качестве источника тепла скалистой породы трубопровод опускается в скважину. Можно пробурить несколько неглубоких скважин – это, возможно, обойдется дешевле, чем одна глубокая. Главное получить общую расчетную глубину. Также, при наличии достаточного количества грунтовых и подземных вод, через внешний контур можно прокачивать воду, получаемую из одной скважины, и сбрасывать ее в другую скважину или водоем.

При укладке контура в землю для достижения максимального КПД желательно использовать участок с влажным грунтом, лучше всего с близко расположенными грунтовыми водами. Использование тепловых геотермальных насосов на участках с сухим грунтом тоже возможно, но это приводит к увеличению длины контура. Укладка может осуществляться горизонтально или в траншеи. Специальной подготовки почвы не требуется, влияния на рост растений на участке трубопровод при правильной укладке не оказывает.

Ближайший водоем – идеальный источник тепла для теплового насоса. При использовании в качестве источника тепла озера или реки контур укладывается на дно. Этот вариант оптимален: «высокая» температура окружающей среды (температура воды в водоеме зимой всегда положительная), короткий внешний контур, высокий коэффициент преобразования энергии тепловым насосом.

Существует также модель теплового насоса с воздушным теплообменником для получения тепловой энергии из воздуха. Помимо обработки воздуха окружающей среды, такой насос может эффективно получать тепло из использованного внутри помещений воздуха, например, из вытяжки вентиляционной системы.

Использование теплового насоса является хорошей альтернативой при повышении цен на традиционные виды топлива. Использование тепловых насосов обеспечивает здание и бассейн теплом, выработка которого безопасна для окружающей среды и экономична.

Подогрев воды в бассейне

Подогрев воды в бассейне тепловым насосом экономичнее и удобнее, чем подогрев с помощью электронагревателя. Также существует возможность точной регулировки процесса подогрева воды, в отличие от подогрева воды солнечными панелями.

На потребление тепла для уличного бассейна влияют привычки людей, которые будут им пользоваться, и тип бассейна. Если подогрев бассейна осуществляется в межсезонье, не имеет смысла учитывать потребление бассейна в объеме тепла, поставляемого тепловым насосом.

Примерный расчет потребления тепла зависит от таких параметров, как площадь бассейна, наличие ветра, температуры воды в бассейне, климатических условий в месте установки, частоты и длительности использования, наличия крыши или тента над бассейном.

Распределение тепловых потерь открытого бассейна

Распределение тепловых затрат открытого бассейна выглядит примерно так:

  • конвекция в окружающую среду 10–20%;
  • отдача тепла в атмосферу 5–20%;
  • испарение с поверхности воды 50–80%;
  • отдача тепла стенам бассейна 2–5%.

Наиболее выгодна интеграция системы подогрева воды открытого бассейна с помощью теплового насоса в инженерную систему здания в южных районах. В теплый период года, когда возможно использование бассейна, в южных районах основной расход энергии идет на охлаждение здания. Тепловой насос способен работать не только в режиме подогрева, но и охлаждения. При этом выделяется тепло, которое обычно утилизируется в землю, в случае же интеграции двух систем это тепло будет использовано на подогрев воды в бассейне. Исследование, проведенное учеными в США, показало, что использование систем подогрева воды в бассейне с тепловым насосом позволяет сократить длину внешнего контура на 20%, а также повысить экономическую эффективность теплового насоса.

В северных районах, где основным потребителем энергии является система отопления, длина контура подбирается исходя из обеспечения отопительной нагрузки и остается без изменений.

Потребление тепла для внутреннего бассейна зависит от температуры воды в нем, от разницы между температурой воды в бассейне и температурой помещения, а также от частоты использования бассейна.

В случае интеграции системы подогрева внутреннего бассейна в систему отопления дома с помощью теплового насоса может потребоваться увеличение внешнего контура трубопроводов.

Для первичного нагрева воды в бассейне до температуры более 20 °C необходимо примерно 12 кВт·ч/м 3 . Время полного цикла подогрева бассейна зависит от его величины и установленной отопительной мощности (время нагрева может составить несколько дней).

Читайте так же:
Таблетки Fairy для посудомоечной машины: обзор продуктовой линейки и отзывы покупателей

Пример расчета периода обогрева воды в бассейне:

  • бассейн имеет объем 31,5 м 3 (7 x 3 x 1,5 м);
  • начальная температура 15 °C, желаемая температура 28 °C;
  • для подогрева бассейна тепловому насосу необходимо произвести:
    Q = 31,5 · (28 – 15) · 4186/3600 = 476 кВт.

При мощности теплового насоса 10 кВт бассейн (не учитывая затраты) будет подогреваться 47,6 ч (около двух суток).

Подключение подогрева воды плавательного бассейна осуществляется параллельно тепловыми насосами отопления и горячего водоснабжения. Подогрев воды плавательного бассейна следует выполнить через теплообменник бассейна, т.к. их материалы обладают повышенной коррозионной стойкостью с учетом воздействия воды, содержащей хлор.

Снижение тепловых затрат

Использование специального укрытия бассейна (пластиковой пленки-мембраны) в часы, когда бассейн не используется, позволяет сократить потери тепла и частично снизить конвекцию. В целом с помощью использования укрытия для бассейна можно сохранить до 50% тепла. У внутренних бассейнов укрывание поверхности будет нести еще другую важную функцию – снижение количества влаги, выделяющейся с зеркала бассейна в помещение. Закрывающая пленка должна быть устойчива к УФ-излучению (прежде всего у внешних бассейнов).

Если система подогрева уличного бассейна тепловым насосом совмещена с системой охлаждения здания, то в особо жаркие дни укрывать бассейн не рекомендуется, т.к. в системе будут наблюдаться избытки тепла.

Аквапарки

Первые аквапарки закрытого типа в мире появились на рубеже 1970–80-х годов. Аквапарки – дорогостоящие объекты с высокими первичными капиталовложениями и последующими эксплуатационными расходами. Одной из задач проектировщиков является оптимизация стоимостных показателей всех частей проекта. Сегодня определен уровень стоимостных показателей рентабельного объекта, который может колебаться в диапазоне от $15 до 30 млн (по данным Ingenieur-BuroGansloserGmbH, Германия).

При решении задачи оптимизации стоимостных показателей проекта перед проектировщиком возникает многокритериальная задача и главная ее составляющая лежит в подходе к созданию комплексного энергоэффективного проектного решения здания аквапарка.

Закрытый аквапарк – это сложное гидротехническое сооружение с искусственным климатом, предназначенное для отдыха и оздоровления широкого возрастного круга людей.

Водная поверхность бассейнов является интенсивным источником испарения. При нормальной температуре воды в бассейнах аквапарка 26 °C, температуре воздуха 27 °C и относительной влажности 60% с каждого м 2 зеркала бассейнов выделяется 230 г воды в час. В результате создаются неблагоприятные микроклиматические условия и происходит конденсация паров воды на относительно холодных ограждающих конструкциях. Это приводит к запотеванию окон, намоканию стен, разрушению внутренней отделки помещений, образованию плесени, коррозии. Особенно опасной является коррозия арматуры железобетонных конструкций, а также образование трещин в кирпичной кладке и шлакобетонной кладке при замерзании влаги, проникающей в результате конденсации в толщу наружных ограждений. Печальным итогом в ряде случаев является полное разрушение здания либо его непригодность к дальнейшей эксплуатации.

Следовательно, решение задачи осушения воздуха внутри влажной зоны аквапарка весьма важно, а наиболее экономичным и эффективным способом борьбы с избыточной влажностью является так называемый конденсационный. Для акваторий общей площадью более 2000 м 2 должны применяться установки центрального кондиционера большой производительности, около 100000 м 3 /ч. В составе установки имеются теплообменники диагонального типа (рекуператор) и работающий в реверсивном режиме тепловой насос. Конструктивно тепловой насос позволяет менять режим работы с зимнего на летний и наоборот. При такой производительности желательно добиться коэффициента энергетической эффективности с показателем 4:1, т.е. на каждый кВт потребляемой энергии отдаваемая мощность должна составлять 4 кВт. Учитывая, что аквапарки представляют собой объекты высшей категории энергетической насыщенности, указанные показатели эффективности, приводящие к 4-кратному снижению соответствующих эксплуатационных затрат, дают весьма ощутимую годовую экономию со сроком окупаемости необходимых капитальных вложений в несколько лет.

Тепловой насос SDA-200f с DX-петлей

Использование тепла сточных вод

Также хочется упомянуть в качестве среды для забора тепла тепловым насосом сточные воды. Септик – специально спроектированная емкость, в которой происходит очистка сточных вод загородного дома или коттеджа. Септики различаются по количеству камер (от одной до трех) и способом очистки – с доступом и без доступа воздуха.

Септик – идеальное решение отведения и биологической очистки сточных вод. Сливные воды имеют относительно высокую стабильную температуру. Разместив в септике контур теплосборника, можно обеспечить загородный дом горячей водой за счет отбора тепла из септика, что, в свою очередь, снижает нагрузку и капитальные затраты на основной контур.

Любая горячая вода после использования сливается в септик или в канализацию, т.е. попросту выбрасывается, поэтому возврат (рекуперация) тепла при помощи режима DX, позволяет «замкнуть», минимизировать расходы на ГВС. При помощи петли-испарителя, затопленной в септик с одной стороны и подключенной через порты к тепловому насосу с другой, возможно использовать тепло сточных вод. После использования человеком горячей воды она попадает в септик, оттуда тепло сточных вод с помощью теплового насоса передается на подогрев холодной воды до необходимой температуры, т.е. цикл полностью замыкается. В то время, когда нет водоразбора, нет и необходимости в подогреве горячей воды. По этой же причине исключается чрезмерное охлаждение септика, т.е. это нисколько не вредит его биосистеме.

Возможные схемы использования тепловых насосов

Выгоды системы с тепловым насосом:

экономичность. Тепловой насос использует затраченную энергию значительно эффективнее любых других отопительных систем, сжигающих топливо или использующих электрические нагревательные элементы. При этом тепловые насосы обладают значительным ресурсом (срок службы 50–100 лет при межремонтных интервалах 15–25 лет);

доступность и повсеместность. Практически нет такого дома или объекта, где была бы невозможна установка теплового насоса. Это оборудование не зависит от капризов погоды, поставщиков и тарифов на тепло, наличия дров или дизельного топлива или просто от падения давления газа в сети;

Читайте так же:
Виды биотоплива: сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

экологичность. Отопление тепловыми насосами – экологически чистый способ обогрева. Такая установка не только сэкономит деньги на энергоресурсы, но и сбережет здоровье жильцам дома. Данные отопительные установки не сжигают топливо и, соответственно, не образуются вредные для человека окислы. Применение тепловых насосов положительно влияет на экологию всей планеты, сокращается выработка электроэнергии на ТЭЦ. Используемые в тепловых насосах фреоны озонобезопасны и не содержат хлоруглеродов;

универсальность. Тепловые насосы – реверсивные, они не только вырабатывают тепло, но и охлаждают помещения. Тепловые насосы могут отбирать тепло из воздуха дома, охлаждая его и направлять тепловые избытки в скважину или на улицу с воздухом. В летнее время избыточное тепло можно использовать на подогрев бассейна;

безопасность. Тепловые насосы пожаро- и взрывобезопасны. Нет открытого огня, выбросов, нет топлива, опасных газов или смесей. Элементы его конструкции не нагреваются до высоких температур, способных воспламенить горючие материалы. Остановка теплового насоса не приведет к поломкам или замерзанию жидкостей.

Тепловой насос: принцип работы и эффективность

Тепловые насосы (ТН) – новый способ применения альтернативных источников энергии для экономного нагрева воды в бассейне. Такие установки нагрева воды оптимально использовать в случае отсутствия доступа к магистральному газу и нагрев воды производится за счёт электричества. Использование электричества всегда дорого + нередко не хватает выделенной электрической мощности.

Тепловой насос извлекает бесплатную тепловую энергию из земли, воздуха или воды. Поэтому тепловой насос можно считать открытием среди систем отопления.

От классического отопления ТН отличаются отсутствием горения. Конвертация низких температур +2 °C . +10 °C в высокие +50 °C . +65 °C происходит за счёт замкнутого фреонового цикла.

Классификация тепловых насосов

ТН классифицируются по 2 показателям: среда добывания тепловой энергии, и среда перераспределения энергии:

  • «земля — вода»;
  • «вода — вода»;
  • «воздух — вода»;
  • «воздух — воздух».

Нагрев воды предпочтительнее осуществлять геотермальными («земля – вода», «вода – вода») или воздушными («воздух – вода») насосами. Большинство владельцев бассейнов используют теплонасосы воздушного типа. От геотермальных они отличаются отсутствием внешнего контура. Поэтому воздушные тепловые насосы стоят меньше, т.к. бурение и подвод коммуникаций для внешнего контура не требуется.

Принцип работы тепловых насосов воздушного типа

Энергию привычно ассоциировать с теплом. На самом деле энергия присутствует везде – даже в холодных объектах (строго говоря – во всём, что теплее -273°C). Дело в разнице потенциалов. Среда с отрицательной температурой обладает энергией с низким потенциалом. Конструкция устроена так, что тепловой насос извлекает низко потенциальную энергию и конвертирует в высокопотенциальную энергию.

Принцип работы схожий с холодильником. В термодинамике этот процесс называется обратным циклом Карно. Если в холодильнике тепло транспортируется из камеры в пространство для создания холодильного эффекта, то ТН устроены наоборот: собирается холод и трансформируется в тепло.

Система тепловых насосов устроена из 2 частей: наружной и внутренней. Между частями расположены компрессор и испаритель. Цикл трансформации энергии состоит из нескольких этапов. На первом этапе теплоноситель циркулирует по системе наружных труб и собирает рассеянную снаружи энергию.

Следующий этап цикла – проход теплоносителя через камеру испарителя, который заполнен хладагентом. В качестве хладагента используется фреон. При отрицательной температуре хладагент начинает кипеть. При соприкосновении с тепловой энергией низкого потенциала, хладагент превращается в газ и передвигается в компрессор.

Внутри компрессора газ снова нагревается и движется в конденсатор. Там он остывает и из газообразного состояния трансформируется в жидкость, а собранное тепло переходит в систему отопления. Далее происходит повторение цикла.

Для обеспечения непрерывности цикла требуется небольшое количество электроэнергии. Она нужна для привода в действие компрессора.

Условия эксплуатации и эффективность ТН

Определить эффективность теплонасосов можно по специальному коэффициенту СОР (англ. Coefficient of Perfomance). COP – коэффициент преобразования, который позволяет соотнести количество производимого тепла к затрачиваемой энергии.

Современные насосы могут иметь значение COP от 2 до 5. Тепловой насос с коэффициентом преобразования 5 способен трансформировать 1 кВт электроэнергии в 5 кВт тепла.

Теоретически для расчёта СОР необходимы 2 показателя: температура источника энергии (T1) и температура воды в системе (T2).

При расчёте используют измерение температуры в Кельвинах. Чтобы перевести градусы по Цельсию в Кельвины нужно прибавить 273,15. Например, температура воздуха составляет 5 °C, а в тепловом контуре 55 °С. Произведём расчёты:

55 °C + 273,15 = 328,15 К

5 °C + 273,15 = 278,15 K

COP = 328,15 / (328,15 – 278,15) = 6,563

На практике все сложнее и величина COP может быть ниже, чем в расчётах. Расчёт СОР зависима от многих исходных данных. Тут важно учитывать и температуру источника, и температуру теплоносителя, и параметры хладагента, и эффективность цикла работы, и потребление энергии насосом, и многое другое. Поэтому при сравнении СОР разных ТН следует знать при каких входных данных будет производиться сравнение.

Знание коэффициента преобразования позволяет оценить насколько эффективно применение теплового насоса. А также имея данную величину, легче сравнивать модификации насосов.

Преимущества тепловых насосов

  1. Снижение эксплуатационных расходов
    Если сравнивать тепловые насосы с другими источниками тепла в купальный сезон по цене нагрева воды – у ТН цена будет ниже.
  2. Автономность работа
    Когда подвести газ к участку нельзя, подогрев воды в бассейне тепловым насосом сохранит автономность тепловой энергии.
  3. Автоматизация управления
    Для удобства и исключения человеческого ресурса теплонасосам можно программировать нужные режимы, а контролировать работу можно из любой точки.
  4. Пожаробезопасность
    Принцип работы ТН не связан с горением, поэтому такие системы пожаробезопасны. Это значит, что не нужно согласовывать установку и использование тепловых насосов с МЧС.
  5. Комбинирование с кондиционером
    Тепловые насосы комбинируются с системами кондиционирования воздуха. Такие модификации могут одновременно подогревать воду и регулировать температуру воздуха в бассейне.
Читайте так же:
Умная розетка с дистанционным управлением: виды, устройство, как выбрать хорошую

Как выбрать ТН

Тепловые насосы стоят много: чем мощнее и оснащённее агрегат – тем цена выше. Покупать большой и навороченный насос неправильный ход. При покупке ТН стоит учитывать такие факторы, как:

  • расположение бассейна – находится ли он на улице или в помещении;
  • объём бассейна – показатель, учитывать который следует в первую очередь;
  • температура воды – важно знать значения исходной и целевой температуры;
  • техническая оснащённость ТН – одна модель теплонасоса может использоваться исключительно для подогрева воды, либо также обогревать помещение.

Выбрать и купить оптимальный тепловой насос можно здесь.

Пример расчёта мощности ТН

Для расчёта необходимой мощности ТН для бассейна существует формула:

  • P — мощность (кВт);
  • 1,16 — коэффициент поправки потери тепла водой при испарении;
  • ΔT — разница между исходной и конечной температурой воды;
  • t — время, необходимое для подогрева воды (ч);
  • V — объем воды (м 3 ).

Произведём расчёт для бассейна объёмом 30 м 3 с разницей в температуре T=10 за 36 часов (первичный нагрев).

P = 1,16 × 10 × 30 / 36 = 9,67

Таким образом, для бассейна с такими параметрами нужен тепловой насос тепловой мощностью не менее 9,7 кВт.

Такой расчёт усреднён, это важно осознавать. В формуле не учитывается ряд факторов, которые напрямую или косвенно могут влиять на функционирование насоса: температура окружающей среды на улице или в помещение, наличие вентиляции, теплосберегающих покрытий и т. д. Плюс – одно дело первичный нагрев, другое – поддержание нужной температуры.

Для корректного расчёта мощности теплонасоса стоит проконсультироваться с инженером или продавцом оборудования по телефону 8 (499) 923-32-62.

Тепловой насос для подогрева воды в бассейне

Тепловой насос для бассейна – это эффективный и экономичный способ нагрева воды до оптимальной температуры. Такой агрегат одинаково хорошо подойдет как для уличных, так и для крытых бассейнов. Невзирая на то, что он работает от электросети, его применение для отопления искусственного водоема совершенно безопасно.

Принцип работы теплового насоса для бассейна

Принцип, лежащий в основе функционирования теплового насоса для нагрева бассейна, идентичен принципу работы холодильника с точностью до наоборот. Все знают, что холодильник отводит тепло из своего корпуса. Однако не многие задумываются, что это тепло согласно закону сохранения энергии не может просто исчезнуть. Холодильник отводит его на конденсатор, который расположен на его задней стенке.

Тепловой насос для бассейна

Тепловой насос для бассейна

Функционируя, тепловой насос забирает энергию из низкопотенциальных природных источников. Происходит это следующим образом:

  • Теплообменный блок, именуемый испарителем, находящийся в контакте с низкопотенциальным источником энергии забирает его тепло. Циркулирующий по системе трубок хладагент, как правило, фреон, нагревается и переходит в газообразное состояние. Особенность фреона заключается в том, что он не затвердевает даже при отрицательных температурах. Его температура всегда ниже, чем температура среды, с которой он контактирует, забирая тепло.
  • Образовавшийся газ устремляется дальше по системе трубок теплового насоса, после чего попадает в компрессор. Там за счет нагнетаемого давления газ сжимается и получает дополнительный нагрев, таким образом, его потенциальная энергия еще более увеличивается.
  • На следующем этапе высокопотенциальный газ направляется в конденсатор теплового насоса. Он выступает нагревательным элементом для конечной среды. Там накопленная тепловая энергия высвобождается и передается на теплоприемник. Хладагент при этом снова переходит в жидкое состояние (конденсируется), и отправляется во внешний теплообменник. Также на данном этапе происходит сброс давления, нагнетенного в конденсаторе.

Использование этого принципа для обогрева бассейна позволяет экономить значительные средства. Так как вода обладает очень большой теплоемкостью, для нагрева ее в больших количествах необходимо затратить огромное количество энергии. Использование с этой целью исключительно электричества влетит в копеечку. Тепловые насосы в свою очередь используют его не для нагрева конечного теплоприемника, а для функционирования оборудования. Это по сравнению с разогревом многих тонн воды сущие пустяки. Порядка восьмидесяти процентов вырабатываемой тепловыми насосами тепловой энергии являются бесплатными. Они получены из внешней природной среды. Отношение затраченной на функционирование теплонасоса электроэнергии к выработанной им тепловой энергии составляет примерно 1 к 5.

Разновидности тепловых насосов для обогрева воды

Источниками тепла для данных агрегатов могут выступать три среды: воздух, вода и грунт. Эти отличия и лежат в основе классификации тепловых насосов.

Тепловые насосы системы воздух-вода

Тепловой насос воздух-вода

Тепловой насос воздух-вода

Эта разновидность теплонасосов является самой простой и в то же время обладает самой низкой эффективностью. Внешний блок таких агрегатов представляет собой корпус с испарителем, оснащенный системой принудительного нагнетания воздуха. Вентилятор доставляет воздух к системе каналов с фреоном и далее происходит уже описанный процесс теплопередачи.

Основным недостатком таких агрегатов является высокая степень зависимости их производительности от температуры окружающего воздуха. Основная масса моделей может эффективно вырабатывать тепло при температуре воздуха до минус 15 градусов по Цельсию. Однако существуют модели, чей предел рабочих температур опускается до минус 32 градусов по Цельсию.

Тепловые насосы системы вода-вода

Эффективность таких агрегатов превосходит воздушные тепловые насосы по той причине, что используемая в качестве источника тепла вода всегда положительной температуры. Для этого теплообменник систем вода-вода погружается на дно водоема ниже уровня его замерзания. Такие агрегаты по эффективности сопоставимы с системами грунт-вода, но более просты в монтаже.

Читайте так же:
Принцип работы типовой посудомоечной машины: конструкция, основные узлы, правила эксплуатации

Для их установки не требуется бурить скважины, необходимо лишь наличие водоема, непромерзающего до самого дна. В качестве источника тепла могут быть также использованы грунтовые воды, в данном случае без земельных работ уже не обойтись.

Однако использование таких установок сопряжено с определенными рисками. В долгосрочной перспективе существует вероятность пересыхания водоема, либо обмеление его до такой степени, что в период морозов он начнет промерзать до самого дна. Грунтовые воды теоретически тоже могут уйти. В таком случае эффективность тепловых насосов системы вода-вода сводится на нет.

Тепловые насосы системы грунт-вода

Такие теплонасосы также именуются геотермальными. Как видно из названия, источником тепловой энергии для них является грунт. Они превосходят по эффективности воздушные тепловые насосы по причине аналогичной системам вода-вода. Процесс теплообмена в таких системах происходит ниже уровня замерзания грунта.

Эти агрегаты наиболее сложны в монтаже по сравнению с другими тепловыми насосами. Их установка почти всегда предполагает использование спецтехники для бурения скважин, что также влечет за собой дополнительные расходы. В свою очередь данные системы являются наиболее надежными.

Несмотря на то, что источник тепла, используемый системами грунт-вода всегда положительной температуры, эффективность теплообмена у них может варьироваться. Она зависит главным образом от показателей теплоотдачи грунтов. Наиболее подходят в этом плане твердые каменные породы. Напротив наименьшей эффективностью обладают песок и аналогичные сухие грунты.

Особенности выбора теплового насоса для бассейна

Стоимость тепловых насосов достаточно велика и возрастает вместе с увеличением мощности и оснащенности агрегата. Поэтому не всегда самым эффективным решением будет покупка самого мощного и максимально укомплектованного теплового насоса.

Для того, чтобы сделать оптимальный выбор, нужно учесть ряд факторов:

  • Крытый бассейн или же он находится на улице.
  • Масса воды, подлежащей разогреву. Объем бассейна – это один из наиболее важных факторов, определяющих выбор теплового насоса.
  • Кроме объема весьма важным параметром являются температуры воды, исходная и целевая, до которой воду необходимо нагреть.

В плане технического оснащения разные модели тоже могут во многом отличаться. Один и тот же насос может обогревать исключительно бассейн или и помещение, в котором он находится тоже. Кроме этого, существуют модули, практически полностью автоматизирующие работу этих агрегатов. Их применение значительно повышает комфорт от использования тепловых насосов, но их наличие необязательно. Таким образом, определение своих потребностей поможет ответить на вопрос, какой тепловой насос выбрать?

Расчет мощности теплового насоса для бассейна

Существует формула для ориентировочного расчета необходимой мощности теплонасоса для бассейна. Она выглядит следующим образом:

  1. P – мощность в киловаттах;
  2. 16 – коэффициент, делающий поправку на потерю тепла водой вследствие испарения;
  3. ΔT – разница между исходной и конечной температурой воды;
  4. t – время в часах, требуемое на разогрев воды в бассейне;
  5. V – объем воды в бассейне в метрах кубических.

Стоит понимать, что этот расчет достаточно приблизителен и усреднен. Данная формула не учитывает множество факторов, таких как температура воздуха в помещении или на улице, вентиляцию помещения и так далее. Для наиболее точного определения мощности теплонасоса для конкретного бассейна лучше проконсультироваться со специалистом.

Особенности установки теплового насоса для бассейна

Особенности монтажа теплового насоса будут в первую очередь зависеть от его конструкции. В случае с системами вода-вода и грунт-вода без помощи бригады специалистов не обойтись. Более простые в установке насосы системы воздух-вода можно попробовать установить самостоятельно.

Как правило, комплект поставки агрегата снабжается подробными инструкциями по его сборе. Все элементы воздушного теплового насоса монтируются на открытые поверхности, без заглубления. По сути, монтаж такой системы будет включать в себя установку комплектных блоков и объединение их в единую сеть посредством трубопроводов и электрических кабелей.

В связи с этим все области электрических контактов подлежат тщательной изоляции. Кроме того, каждый токопроводящий блок конструкции должен быть заземлен.

Самостоятельное изготовление теплового насоса

Наиболее осуществимым является изготовление своими руками насоса системы воздух-вода. Для этого нужно собрать и подготовить основные элементы конструкции (испаритель, компрессор и конденсатор) и объединить их в единое целое.

Создание теплового насоса своими руками

Создание теплового насоса своими руками

Для создания испарителя можно использовать полимерный бак большого объема. Для этого в бак помещается змеевик цилиндрической формы. Изготовить змеевик можно самостоятельно, обмотав медную трубку вокруг цилиндрического объекта подходящего размера. После этого к баку монтируется система нагнетания воздуха. Испаритель готов.

Далее нужно соорудить конденсатор. Для него аналогичным образом изготавливается второй змеевик, который помещается во второй бак, на этот раз металлический. Метал желательно должен быть устойчив к коррозии. После помещения змеевика в бак концы медной трубки выводятся наружу, а бак герметизируется посредством сварки.

Изготовить в домашних условиях компрессор представляется маловероятным. Поэтому нужно просто найти или купить этот элемент, снятый со старой сплит-системы. Когда три основных элемента готовы, производится их соединение системой труб. После этого необходимо провести заливку хладагента и наладить электропитание агрегата. Остается обеспечить контакт конденсатора с нужным теплоприемником и можно запускать тепловой насос.

Таким образом, выгода от использования теплонасоса для подогрева воды в бассейне оправдывает вложения в его приобретение. Тем более, что они окупятся в перспективе длительного использования.

Как подобрать тепловой насос для подогрева воды в бассейне: принцип работы и советы по установке

Для сокращения расходов на нагрев воды в бассейне все чаще используют альтернативный вариант — тепловой насос. Экономически выгодное оборудование предназначено для получения тепла из воздуха, воды и даже земли. Рассмотрим принцип его работы, преимущества, разновидности, особенности подбора. Читайте и узнаете, как подобрать тепловой насос для бассейна, нюансы расчета, монтажа, самостоятельного изготовления оборудования по использованию «зеленой» энергии.

Читайте так же:
Гидроизоляция в ванной комнате своими руками: сравнительный обзор материалов + монтажный инструктаж

Принцип работы тепловых насосов

Тепловой энергией обладают даже внешне холодные объекты. Единственное ее отличие — низкий потенциал. После его повышения, извлеченная энергия из окружающей среды способна эффективно нагревать воду в бассейне. С этой задачей отлично справляются тепловые насосы, работа которых основана на принципе Карно так же, как и у холодильников.

В состав оборудования входит наружная и внутренняя часть, между которыми размещается испарительный и компрессорный узел. Все блоки теплового насоса объединены трубопроводным контуром. Работает оборудование следующим образом:

  1. Теплоноситель циркулирует по наружной трубопроводной системе теплового насоса и поглощает энергию с низким потенциалом из окружающей среды.
  2. Попадая в испарительный узел, теплоноситель становится причиной закипания фреона. В процессе нагрева хладагент превращается из жидкости в газ.
  3. Газообразный фреон перемещается в компрессорный узел, где он продолжает разогреваться за счет создаваемого давления.
  4. Хладагент-газ поступает в конденсатор. Здесь происходит снижение его температуры и обратное превращение в жидкость. При этом собранная тепловая энергия из окружающей среды передается нагревательной системе бассейна.

Многократное повторение цикла позволяет обеспечить эффективный нагрев воды в бассейнах любого типа. Однако тепловой насос — это энергозависимая система. Ведь его компрессор без электричества не сможет нагнетать требуемое давление и перекачивать хладагент.

Типы тепловых насосов

Существует три основных типа тепловых насосов. Классификация оборудования выполняется в зависимости от природного источника, который используется для добычи тепла на нагрев воды в бассейне.

Система вода-вода

Тепловые насосы, добывающие энергию из ближайших водоемов — самый эффективный вариант оборудования. Контур системы монтируют на дне реки, озера, водохранилища, пруда. Такой вариант укладки трубопроводов позволяет не выполнять масштабные земляные работы. Поэтому уменьшаются затраты на монтаж.

Оборудование, перекачивающее тепло из водоемов, работает за счет циркуляции по первичному контуру пропиленгликоля. Нагрев антифриза выполняется до 6-8 ℃. Производительность такого теплового насоса способна обеспечить нагрев воды в бассейне и атмосферы помещения.

Важно знать! Минимальная глубина монтажа трубопроводов составляет 3 м, а максимальное расстояние до водоема — 100 м. Только при соблюдении этих условий оборудование будет эффективно работать.

Система грунт-вода

Эта разновидность теплового насоса представляет собой геотермальное оборудование. Его принцип работы такой же, как и у системы вода-вода. Отличительная черта геотермального теплового насоса — укладка в почве первичного отопительного контура. Он также может иметь вид зонтов. Их размещают в наклонных или вертикально расположенных скважинах.

Монтаж системы выполняется при соблюдении следующих правил:

  • обеспечивают расстояние между трубами 1 м;
  • трубопроводы укладывают ниже уровня промерзания почвы на 300 500 мм;
  • бурение скважин проводят только после получения разрешения;
  • на участке с уложенным контуром не высаживают деревья, кустарники и другую растительность с мощными корнями для исключения вероятности деформации трубопроводов.

Геотермальная система — оптимальный вариант для уличных бассейнов. Ведь прилегающая территория позволяет беспрепятственно выполнить монтаж необходимых трубопроводов. Участок сверху созданной системы обычно облагораживают путем устройства дорожек, высаживания мелкой растительности, установки лавочек и строительства других малых архитектурных форм.

Важно знать! Для общественных бассейнов выполняют монтаж теплового насоса, способного дополнительно охлаждать воду. Эта функция позволит не допустить ее перегрев. Требуемая температура поддерживается автоматикой.

Система воздух-вода

Тепловой насос низкопотенциальной энергии из воздушной среды отличаются простой установкой. На работу системы влияет температура воздуха. После модернизации воздушно-водяное оборудование может использоваться дополнительно для нагрева атмосферы в помещении. В этом случае оно будет работать еще, как конвекторный нагреватель.

Преимущества тепловых насосов

К достоинствам оборудования, перекачивающего тепло из окружающей среды, относится:

  1. Более выгодное электропотребление по сравнению с использованием электронагревателей. При грамотном монтаже экономия достигает 80%.
  2. Точное регулирование и поддержание температуры воды за счет комплексного использования автоматики.
  3. Эффективный нагрев в частных, общественных и SPA-бассейнах.
  4. Удобный монтаж.
  5. Высокий уровень безопасности благодаря циркуляции в контуре безопасного хладагента.
  6. Экологическая чистота, так как не происходит загрязнения окружающей среды путем выброса вредных веществ.
  7. Адаптивность под различные типа теплоснабжающей системы.
  8. Продолжительный срок эксплуатации и высокая надежность.

Важно знать! Тепловой насос позволяет минимум в 5 раз уменьшить затраты на отопление. Оборудование производит от 5 до 8 кВт тепла при потреблении всего лишь 1 кВт электрической энергии.

Особенности подбора теплового насоса

Система отбора тепла из окружающей среды — это устойчивое оборудование к повышенной влажности. На эффективность работы теплового насоса влияет степень стабильности температуры источника энергии с низким потенциалом.

Лучший вариант — это использование почвы для отбора тепла на обогрев воды в бассейне. Однако он реализуется нечасто из-за необходимости выполнения большого объема земляных работ.

Меньше сил потребуется при устройстве водяного теплового насоса. Его монтаж даже выполняется при отсутствии поблизости природного водоема. Вместо него используют колодец или скважену, куда опускают трубы контура системы.

Самым простым вариантом является тепловой насос воздух-вода. Эффективная работа системы обеспечивается установкой мощных вентиляторов. Оборудование идеально подходит для работы в течение весенне-осеннего периода.

Важно знать! Если регион отличается суровым климатом, рекомендуется тепловой насос использовать совместно с электрическим или газовым котлом.

Подбор выполняется по требуемой мощности водогрейного оборудования. Она определяется на основе объема бассейной чаши. Ниже приведенная таблица поможет определить рекомендованную мощность водонагревателя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию