Тепловий насос вода-вода – види, особливості

У своїй роботі водяний теплонасос використовує тепло, що отримується з будь-яких джерел: відкритих водойм, артезіанських свердловин, колодязів і т.д. За умови грамотних розрахунків система здатна опалити приватний будинок і промислову будівлю протягом всієї зими.

Як працює тепловий насос системи вода-вода

Загальний принцип роботи теплового насоса вода-вода можна описати так:

Первинний теплообмінник - контур, по якому циркулює холодоагент, розташовують на дні водоймища, глибше, ніж 3 метри над рівнем поверхні. На цій глибині вода не промерзає і навіть взимку зберігає плюсову температуру. Циркулюючи водяним контуром, антифриз нагрівається до 6-8 градусів, після чого подається в корпус теплонасоса. Існує варіант, який передбачає використання свердловини для насоса типу вода-вода. У такому випадку здійснюється забір рідини з джерела, з подальшим поверненням в іншу свердловину, розташовану поруч. При цьому відсутня необхідність антифризу, що використовується для передачі енергії. Вода перекачується через теплообмінник, віддаючи тепло за безпосереднього контакту.

Теплообмінник насоса вода-вода – строго кажучи, пристрій має два модулі, які за принципом роботи нагадують теплообмінник – випарник та конденсатор. У першому відбувається випаровування фреону. При цьому холодоагентом поглинається низькопотенційна енергія, вилучена із води. Фреон, у газоподібному стані, подається до компресора.

Далі потрібно перетворити низькопотенційну енергію на тепло, достатнє, щоб нагріти теплоносій. Для цього теплові насоси вода-вода використовують компресор, де під тиском фреонрозігрівається, після чого надходить у другий теплообмінник, званий конденсатором.

Якщо при випаровуванні холодоагент поглинає велику кількість тепла, то під час зворотного перетворення на рідину, енергія виділяється заново. Тільки тепер, мінімальна температура на виході становить не 6-8°С, як було на початку, а 40-70°С. Щоб перетворити фреон у газоподібному стані назад у рідину, його під тиском подають у конденсатор. Холодоагент конденсується на стінках, які розташовані в накопичувальній ємності, підключеній до системи опалення. В результаті, розігрівається теплоносій та вода для гарячого водопостачання.

Режим роботи ТН вода-вода ефективний з тієї причини, що озеро або інша водойма ніколи не замерзають повністю. Льодом покривається лише поверхня, створюючи надійну теплоізоляцію. Подібний принцип дії настільки ефективний, що стає можливим застосування ТН водовода у північних регіонах України.

Особливості вибору ТН вода-вода

Опалення будинку тепловими насосами типу водо-вода, буде ефективним тільки за умови грамотного вибору обладнання. З цієї причини рекомендується, щоб у виборі підходящої станції брав участь спеціаліст.

Під час підбору насоса враховують такі нюанси:

Продуктивність.
Завод - виробник.
Вартість встановлення та монтажу.

Звертають увагу на наявність додаткових можливостей станції:

Управління – система автоматичного управління опалення житловим будинком, що дає можливість створити найбільш комфортні умови для проживання. Управління, після встановлення контролера, здійснюється через будь-який мобільний пристрій або пульт дистанційного керування.
Нагрів води ГВП – ще однадодаткова функція, у деяких теплових насосах для опалення водо-вода, з використанням водоймища, відсутня (особливо у старих моделях).

Як показує практика, врахувати всі нюанси підбору теплової станції без кваліфікованої консультації навряд чи вийде. Але покупець має добре розуміти кілька основних правил, пов'язаних із вибором.

Як зробити розрахунок потужності ТН вода-вода

Виготовлення альтернативного опалення будинку тепловим насосом системи водо-вода починають зі складання грамотного проекту, що включає розрахунок потужності обладнання. Продуктивність вираховують залежно від фактичних потреб будівлі теплової енергії. Враховують додаткові витрати тепла, з урахуванням тепловтрат будівлі та наявність контуру ГВП.

Методика розрахунку теплового насоса полягає в наступному:

Вираховується загальна опалювальна площа будівлі.
У розрахунках враховують співвідношення площі до необхідної кількості теплової енергії як 10 м² = 0,7 кВт.
Щоб протопити невеликий будинок на 100 м², знадобиться станція на 7 кВт, 200 м² - 14 кВт.
Для ГВП додатково додають до отриманого результату 15-20% запасу.

Попередній розрахунок насоса типу вода-вода, проведений подібним способом, застосовується для будівель із середньою теплоізоляцією та висотою стель не більше 2.7 м. Точні обчислення виконують фахівці під час виготовлення проекту опалення будинку.

Виробники теплових опалювальних насосів вода-вода

Тех- характеристики вибирається теплового насоса: продуктивність, тривалість експлуатації та коефіцієнт СОР, безпосередньо залежать від виробника опалювального обладнання. Тому вибору виробника приділяють достатньочасу.

Судячи з відгуків покупців, найбільшою популярністю користується продукція таких виробників:

Nibe – на відміну від інших виробників, шведська компанія займається виробництвом опалювального обладнання, що працює виключно на відновлюваних джерелах теплової енергії, що відбивається на якості, продуктивності, економічності та інших характеристиках обладнання. сонячним колекторам (також випускаються компанією), роблячи систему обігріву повністю автономною та незалежною від традиційних видів палива.
Vaillant – німецька компанія налагодила випуск систем geoTHERM, призначених для опалення та ГВП. Моделі мають високий показник СМР. Призначені для використання у житлових та промислових будівлях. Нагрівання теплоносія на виході становить 60-65°С. Серія Vaillant geoTHERM має звукоізоляційне виконання, що дозволяє встановлювати станцію безпосередньо в житлових приміщеннях.
Mammoth – американська компанія, продукція якої на ринках України та СНД стала доступною з 2007 р. головним напрямком компанії є виготовлення систем клімат контролю: кондиціонерів, теплових насосів, що використовують тепло повітря, сонця, землі та води. На особливу увагу заслуговує серія Mammoth 3 в 1. Модель, що поєднує в собі три важливі функції: нагрівання та охолодження приміщення, підігрів ГВП, при цьому максимальна продуктивність становить 46 кВт.

Вартість установки теплового насоса опалення водо-вода

Найбільш ефективне обігрів будинку здійснюється насосом вода-вода. На теплоефективність станції практично не впливають зміни погодних та температурних умов. Придбання станції, незважаючина серйозні початкові вкладення, окупиться вже за кілька років експлуатації.

Монтаж насоса вода-вода, за умови наявності водоймища, виконується досить швидко і не вимагає великих витрат, але якщо планується використовувати свердловини, потрібні додаткові витрати. Розуміючи це, більшість виробників вказують вартість обладнання з огляду на вартість монтажних робіт. Залежно від виробника, теплонасос обійдеться в таку суму:

Mammoth 5 кВт - 350-400 тис. руб.
Nibe 5 кВт - 300-450 тис. руб.
Vaillant 5 кВт - від 500 тис. руб.

Суми наведені приблизно і можуть змінюватись, залежно від компанії, що надає послуги з продажу та обслуговування обладнання.

Як правильно встановити ТН вода-вода

Високий ККД ТН вода-вода залежить також від грамотного підключення модулів. Причому основну складність викликає правильне укладання контуру на дно водойми або монтаж зондів у свердловину джерела артезіанського. Може знадобитися створення штучної водойми. У будь-якому випадку, під час встановлення теплового насоса вода-вода для опалення будинку, керуються такими правилами:

Відкрита водойма для теплового насоса не повинна знаходитися далі, ніж 100 м від опалювального приміщення. Щоб запобігти промерзанню водяного контуру, мінімальна глибина озера не менше 3 м. Для теплового насосу вода-вода потрібна водойма з достатньою площею для розміщення на дні колектора.

Влаштування теплового насоса опалення вода-вода практично ідентичне тому, що використовується в геотермальних установках. Єдиною відмінністю є те, що для отримання теплової енергії використовується контур, покладений на дно водойми, або занурений у свердловину.Як варіант, використовується забір води зі свердловини або колодязя, що надалі пропускається через теплообмінник (випарник).

Позитивні та негативні відгуки про ТН типу вода-вода

Досвід експлуатації насосів системи водо-вода у вітчизняних умовах, допоміг виявити сильні та слабкі сторони, що допомагають оцінити доцільність придбання установки. Негативні відгуки зводяться в основному до недостатньої продуктивності при сильних заморозках і високій вартості станції.

Але якщо було виконано проектування установки теплового насоса і зроблено грамотний монтаж системи, зазвичай тепла достатньо навіть при падінні температури нижче -30°С. Щодо високої вартості, то в найближчому майбутньому очікувати будь-яких змін у бік здешевлення станції не доводиться.

З іншого боку, якщо розрахувати річне вироблення тепла та порівняти економію коштів, пов'язаних з оплатою системи опалення, стає ясно, що ТН окупить себе вже через 3-5 років. Отже витрати не настільки великі, як це здається на початку.

Головним плюсом встановлення теплового насоса вода-вода є його економічність. У технічній документації ясно вказуються параметри СМР, яким відповідає теплонасос. Коефіцієнт був винайдений для опису енергоефективності теплового обладнання.

Насправді, СОР означає скільки теплової енергії було вироблено при витратах 1 кВт. У більшості сучасних моделей цей параметр дорівнює 4-5. Отже, на кожен витрачений кіловат виробляється в 4-5 разів більше за теплову енергію.

Відгуки про ТН, на кшталт вода-вода, переконливо доводять енергоефективність, економічну вигоду та доцільність використання низькопотенційної енергії водоймою для обігріву приватних.будинків та промислових об'єктів.