Как правило, для отопления домов и обеспечения их горячей водой используют энергоносители (к примеру, газ, электроэнергию, различные виды топлива), оплата которых обходится недешево. На сегодняшний день может быть предложена хорошая и, сравнительно, бюджетная альтернатива – тепловой насос вода-вода.
Сейчас налажено производство такого оборудования, в том числе и в России. Для его работы требуются неиссякаемые источники энергии, отличающиеся низким потенциалом. Тепловую энергию можно получить из любого водного источника (к примеру, колодец; любой водоем, как естественный, так и искусственный; скважина и т.д.). Важно грамотно сделать схему теплового насоса и произвести монтаж установки, которая будет обеспечивать горячей водой и отоплением как жилые помещения, так и производственные, в зимнее время.
Принцип работы теплового насоса
В основе работы этого устройства лежит принцип цикла Карно. Он состоит в том, что находящееся в движении вещество циркулирует по замкнутой системе и под влиянием различных процессов (химических, термических либо физических) меняет свое первоначальное состояние, преобразуясь из жидкого в газообразное, и выделяя при этом большое количество тепловой энергии.
В данном случае в качестве теплового носителя мы рассматривает воду, поступающую из любого источника.
Даже в холодное время года в естественных источниках на некоторой глубине сохраняется плюсовая температура воды. Исходя из этого вытекает, что этими источниками можно пользоваться на протяжение всего года, получая тепловую энергию. Минусом такого устройства является большой расход электричества, и, как следствие, расходы для того, чтобы купить дополнительное оборудование.
Главные составляющие теплового насоса вода-вода:
- компрессор,
- испаритель,
- конденсатор,
- расширительный индукционный клапан,
- автоматическое устройство, контролирующее показатели,
- магистрали, из медных труб,
- рабочее вещество, т.е. хладагент.
Посредством специального насоса вода из водного источника подается по трубам к насосу, где начинает контактировать с газом (фреоном), который доводится до кипения при температуре +2-3 градуса. Фреон частично забирает тепло воды и попадает в компрессор, где в момент сжатия его температура поднимается.
Надо знать, что устройство теплового насоса довольно громоздкое, однако, оно освобождает от коммунальной зависимости.
Впоследствии, хладагент попадает в конденсатор, где под воздействием горячего вещества температура воды повышается до нужных показателей (от +40 до +80 градусов), далее она подается по системе отопления.
После охлаждения вода попадает в испаритель, а потом в приемную скважину. После обработки конденсатором хладагент приобретает жидкую форму и концентрируется на дне элемента, после чего через дроссель следует на исходную позицию. Итак, цикл повторяется постоянно.
Особенности теплового насоса
Тепловые насосы могут использоваться в разных помещениях, независимо от их предназначения, площади (от 50 до 150 кв.м.) и условий эксплуатации. Выбирая оборудование, следует обращать внимание на состав воды и ее жесткость. Не все модели будут качественно работать на жесткой воде с большим содержанием таких элементов, как марганец и железо. При большом содержании этих элементов в воде, трубы быстро подвергаются коррозии, что приводит к сокращению сроков работы оборудования.
Исходя из этого, прежде чем купить устройство, следует взять воду на пробу, а затем, после проведения анализа, выбирать тепловой насос. К примеру, в пруду температура воды не опускается ниже 13 градусов, из этого следует, что в ней содержится большое количество ионов железа и марганца. Поэтому выбор теплового насоса вода-вода должен быть продуманным и обоснованным. В продаже имеются системы, в которых элементы максимально защищены от воздействия коррозии, однако, и цена у них значительно выше.
Тепловой насос для нагрева воды может работать как автономно, так и во взаимодействии с иными системами. Поэтому, изначально, важно знать, как вы будете его использовать. Есть два вида работы системы: многовалентный (имеющий большую мощность) и бивалентный (менее мощный, используется в качестве дополнения к нагревательному оборудованию).
Большую роль играет мощность насоса. Это основной показатель, обеспечивающий качественную работу системы. При этом, надо понимать, что и расход электроэнергии будет большой.
Надо знать, что не все открытые источники либо скважины подходят для эффективной работы теплового насоса. Можно рассматривать в качестве источника пруд либо другой водоем, расположенный на расстоянии не более 100 метров от дома. Если такой возможности нет, придется бурить скважину.
Насос «вода-вода» своими руками
Поскольку тепловые насосы «вода-вода» довольно дорогое удовольствие, многие, делают их самостоятельно. Это довольно сложный процесс, требующий определенных знаний и усилий. Для начала, нужно проверить качество электропроводки, чтобы понимать, сможет ли она выдержать дополнительную нагрузку.
Первое, что нужно сделать – купить компрессор. Может подойти и «БУ», например, от кондиционера. Для его установки потребуется кронштейн (его можно купить в специализированном магазине).
Конденсатор следует сделать из емкости с нержавеющей стали (размер около 120 литров). Для этого бак нужно разрезать на две равных части и установить змеевик (трубка должна быть медной с маленьким диаметром). Такую трубку можно взять из обычного нерабочего холодильника. Стенка змеевика не должна быть меньше 1 мм, это обеспечит его надежность.
Для изготовления из медной трубы змеевика, нужно намотать ее на баллон (газовый либо кислородный). Между витками должен быть небольшой зазор. Для фиксации формы подойдет перфорированный уголок из алюминия – в его пазы помещают витки змеевика.
После того, когда змеевик будет помещен в бак, его части следует сварить между собой.
Испаритель для устройства, вырабатывающего тепло, можно изготовить из пластмассового баллона, размером примерно 70 литров. Внутрь его ставят змеевик, трубкой, диаметр которой составляет 20 мм.
Затем нужно собрать агрегат, сварив трубы и закачав фреон. Кстати, последнюю операцию производить самостоятельно нельзя, лучше это предоставить специалистам.
Дополнительное оборудование
Для качественной работы насоса «вода-вода» понадобится следующее оборудование:
- погружной насос для скважин, с помощью которого можно закачивать воду из глубоких колодцев;
- промежуточный теплообменник (он предотвратит от возможного гидроудара если вода попадет в компрессор);
- в месте, где установлен насос должна быть оборудована вытяжка, так как при утечке фреон губительно действует на организм человека;
- наличие электрогенератора, обеспечивающего бесперебойную работу в случае отключения электричества;
- фильтры – для очистки воды от примесей и уничтожения бактерий.
Выполнив все предложенные условия, можно рассчитывать на длительную и качественную эксплуатацию теплового оборудования «вода-вода».
Заключение
Тепловые насосы «вода-вода» являются качественным экологически безопасным устройством. Кроме тепловых устройств «вода-вода» от таких производителей, как, к примеру, Viessmann и Stiebel Eltron (Германия), Mammuth (США-Китай), Henk (Россия), AERMEC (Италия), распространены и такие типы, как «земля-вода», «рассол-вода» разных моделей. По отзывам пользователей, это очень качественная и долговечная продукция. Из-за широкого распространения оборудования подачи тепла по типу геотермального поступления, появилось много новых видов устройств.
