Тепловые насосы вода-вода

Все тепловые помпы типа «вода-вода» работают по принципу физического цикла Карно. Его суть заключается в том, что движущееся внутри замкнутой системы вещество, меняющее свое агрегатное состояние из жидкого в газообразное, под воздействием химических, физических или термических факторов, высвобождает и поглощает большое количество тепловой энергии. В данном случае таким рабочим веществом является жидкость из скважины или водоема, содержащая определенное количество тепла. И это действительно так, поскольку даже в самые холодные месяцы года в глубинах природных источников сохраняется температура выше 0 °С. Соответственно, из них можно извлекать необходимую энергию, причем делать это круглый год. Разумеется, для этого необходимо затрачивать определенное количество электроэнергии.

При этом, каждый тепловой насос вода-вода состоит из таких элементов:

• Испарителя;
• Компрессора;
• Конденсатора;
• Расширительного индукционного клапана;
• Автоматики, контролирующей рабочие показатели;
• Многочисленных внутренних магистралей из медных трубок;
• Рабочего вещества, также известного как хладагент, которым является фреон.

Принцип работы теплового насоса вода-вода начинается с того, что при помощи специальной помпы вода по трубкам поступает из источника в тепловую установку, где взаимодействует с фреоном. А он закипает при температуре 2-3 °С. Благодаря этому фреон поглощает часть содержащегося в воде тепла, а затем всасывается компрессором, в котором его температура повышается в процессе сжатия. На следующем этапе хладагент поступает в конденсатор, где горячее вещество нагревает теплоноситель до определенной температуры – от 40 до 80 °С. Затем эта подогретая вода подается в коммуникации системы отопления или горячего водоснабжения. А охлажденная жидкость поступает в испаритель, после которого сливается в приемную скважину. После прохождения через конденсатор хладагент становится жидким, собирается на дне и через дроссель возвращается к исходному месту. Затем цикл повторяется.

Говоря упрощенно – водяной тепловой насос представляет собой работающий «наоборот» холодильник. Основная разница заключается в том, что испаритель такой помпы погружен в воду, а его нагреваемая часть расположена на земле и вырабатывает тепловую энергию. Несмотря на абсолютно идентичный принцип действия, устройства такого типа производятся в большом количестве модификаций, рассчитанных на эксплуатацию в разных условиях, а также обогрев зданий и помещений разных размеров. Разумеется, производительность такого оборудования всегда ограничена по причине использования нетрадиционных источников тепла, а потому с его помощью можно отапливать здания площадью от 50 до 150 м2. Что касается классификации тепловых насосов вода-вода, то ее, фактически не существует, так как в их похожие конструкции разные производители просто вносят свои отдельные новации.

Рассматривая вопрос грамотного подбора водяного теплонасоса нужно сразу заметить, что правильно подобранный и функционирующий в нормальных условиях аппарат сможет прослужить не менее 30 лет. И отнестись к этому вопросу необходимо максимально ответственно, потому что, как само подобное устройство, так и его монтаж – обходятся в значительные суммы. Впрочем, в процессе подбора нет ничего слишком сложного, так как все известные производители делают достаточно качественные и долговечные теплонасосы. Тем не менее, такое изделие необходимо подбирать с полным соответствием имеющимся рабочим условиям, иначе оно не будет максимально эффективным или прослужит меньше, чем могло бы.

Поэтому, чтобы выбрать и купить оптимальный теплонасос вода-вода, необходимо ориентироваться на следующие параметры, как его самого, так и источника воды:

1. Качество воды из природного источника – ключевой параметр выбора данных помп, не каждая из которых может работать со слишком жесткой жидкостью. Под этим подразумевается значительное содержание в ее составе железа и марганца. Повышенная концентрация таких веществ вредит внутренним элементам насоса, и особенно – его трубам. На их стенках начинает быстро образовываться коррозия, что снижает КПД устройства, а также срок его эксплуатации. По этим причинам, прежде чем купить тепловой насос вода-вода, нужно обязательно сделать анализ воды из имеющегося источника на наличие как указанных выше, так и других микроэлементов – сероводорода, аммиака, хлора и не только. Затем, при необходимости, можно купить защищенный от коррозии насос, но стоить он будет на порядок дороже обычного;
2. Рабочий режим – второй важный параметр выбора, отражающий, будет ли теплонасос использоваться как единственный источник тепла, или как дополнительный, взаимодействующий с другими нагревателями. При этом, существуют только 2 типа функционирования рассматриваемых устройств. Первый тип – это моновалентные тепловые насосы вода-вода, характеризующиеся высокими мощностями и подходящие для самостоятельного обогрева зданий. Второй тип – это бивалентные тепловые насосы вода-вода, характеризующиеся меньшей производительностью, но которых вполне хватает для дополнения основных теплогенераторов с целью экономии энергии. Ну а для создания автономной системы отопления с основным нагревателем типа «вода-вода», очевидно, нужны моновалентные модификации таких аппаратов;
3. Мощность – традиционно важна для абсолютно всех видов теплонасосов, поскольку от нее зависит их производительность. В данном случае – чем больше мощность, тем выше КПД устройства, но и значительней расход используемой им электроэнергии. Поэтому подбирать ее нужно с учетом реальных потребностей домохозяйства. Ведь при покупке аппарата с недостаточной мощностью эффективность системы резко уменьшится, если теплопотери здания превысят количество передаваемого ему тепла. То есть, даже если насос будет работать круглосуточно, от него будет мало толку из-за снижения температуры воды. В нормальном режиме помпа автоматически запускается на несколько минут, подогревает воду до нужной температуры, и выключается до момента, когда температура снизится на несколько градусов. Потом цикл повторяется;
4. Функциональность – определяет, какими дополнительными возможностями, помимо основных функций, обладают теплонасосы вода-вода. Ими могут быть:

• Наличие шумоизоляционного корпуса;
• Нагрев воды для обеспечения работы системы горячего водоснабжения;
• Система автоуправления, позволяющая регулировать микроклимат в помещениях;
• Возможность подключения к другим теплогенераторам или солнечным коллекторам, что сделает такой комплекс оборудования полностью автономным.

Таковы основные принципы подбора тепловых помп вода-вода. Завершая эту тему, стоит еще раз вернуться к критерию расчета нужной мощности подобного агрегата, чтобы рассмотреть – как можно вычислить ее самостоятельно. В идеале для этого предварительно разрабатывается проект, позволяющий точно оценить потребность в определенной производительности оборудования. А она, как было упомянуто выше, просчитывается с учетом фактических потребностей в тепле. В этом процессе учитываются теплопотери здания, расход энергии в разных его частях, а также наличие или отсутствие контура горячего водоснабжения. Точнее всего выполнить такие вычисления могут только специалисты, но приблизительно это можно сделать даже без особых знаний и опыта. Сам алгоритм простого расчета мощности теплового насоса вода-вода для помещений с потолками высотой не более 2,7 м выглядит так:

• Вычисляется общая площадь всех отапливаемых помещений;
• Количество энергии для обогрева рассчитывается из показателя 0,07 кВт на 1 м2;
• Чтобы прогреть дом на N квадратных метров, понадобиться умножить N · 0,07 кВт;
• Для обеспечения потребностей в тепле системы горячего водоснабжения к полученному значению добавляют еще 15-20 %, то есть N · 0,07 · 0,8 или N · 0,07 · 0,85.

Напоследок стоит подчеркнуть, что совсем не каждый открытый источник или водяная скважина подойдут для нормального функционирования теплового насоса вода-вода. Как уже отмечалось, качество воды играет в этом важную роль, но проблему наличия загрязнений в ее составе можно решить с помощью фильтров. При этом, нужно также знать, что для работы насоса допустимо использовать водоем или пруд, расположенный в радиусе не более 100 м от жилого здания. Если подходящего источника рядом нет, возникает необходимость бурения скважин. Интересно, что изменения состояния воды в открытом источнике значительно проще прогнозировать, чем перемены в состоянии грунтовых вод, поэтому предпочтение по возможности лучше отдать наружным водоемам. Эта рекомендация верна еще и потому, что затраты на бурение геотермальной скважины в последствии не всегда обязательно окупаются.

Как и другие виды теплового оборудования, данные помпы имеют плюсы и минусы, которые полезно оценить для правильного выбора, начав с достоинств теплонасосов вода-вода:

• Экономичность – достигаемая за счет очень высокой эффективности использования электроэнергии, а также бесплатной природной энергии окружающей среды;
• Универсальность – при помощи тепловых насосов можно нагревать теплоноситель, как для систем отопления, так и горячего водоснабжения;
• Стабильная эффективность работы – возможная, благодаря относительно одинаковой температуре воды на дне любого природного водоема или в геотермальной скважине;
• Простая укладка на дно водоемов трубопроводов – называемых полями и используемых для отбора из них тепловой энергии;
• Абсолютная экологичность – обеспечиваемая полным отсутствием опасных выбросов в атмосферу в процессе работы теплового насоса;
• Высокий уровень комфорта – по этому показателю современные тепловые насосы почти не уступают своим традиционных газовым и электрическим аналогам;
• Почти полная безопасность – включающая отсутствие в системе взрывоопасного топлива, открытого огня или токсичных отработанных газов;
• Длительный срок эксплуатации – при правильном использовании обычно составляющий не менее 20 лет.

В свою очередь, недостатки тепловых насосов вода-вода заключаются в следующем:

• Высокая стоимость любого насоса и его монтажа – ощутимо превышающая цену похожих систем обогрева, работающих за счет газовых и электрических котлов;
• Необходимость в постоянном наличии электричества – нужного для передачи тепла от более холодной жидкости к более теплой;
• Зависимость эффективности от расстояния до источника – чем дальше от теплонасоса находится водоем, тем выше потери энергии и ниже его КПД;
• Значительная шумность – появляющаяся по причине работы быстро вращающегося компрессора, требующего размещения оборудования в изолированном помещении;
• Необходимость в наличии крупного водоема – если именно такой источник используется для получения энергии, он должен содержать большой объем воды;
• Буровые работы – выполнять которые придется, если аппарат будет работать от геотермальной скважины, причем таких скважин необходимо обустроить две.

Купить тепловые насосы вода-вода в Киеве с различными характеристиками и гарантией оригинальности можно в профильном онлайн-магазине Modernsys.com.ua. Мы реализуем только лучшую продукцию самых известных брендов, доказавшую свою эффективность за десятилетия успешного использования. При этом, нашим уважаемым клиентам доступны любые консультации по выбору таких устройств, их доставка в разные регионы страны, и конечно – официальные гарантии от производителей. Также в нашем каталоге можно найти и все остальные наиболее популярные виды аналогичного оборудования, относящегося к сфере альтернативной энергетики. Тепловые насосы вода-вода, цена которых зависит от их мощности и конструктивных особенностей – это путь к постоянной экономии затрачиваемых на обогрев энергоресурсов, без ущерба для комфорта проживания в собственном доме.