Путеводитель по отоплению

Конструкция и принцип работы теплового насоса вода-вода

Тепловой насос вода-вода – это устройство, которое берет энергию из грунтовых и подземных вод и транспортирует ее в дом для отопления. Это возможно, так как их температурный режим весь год на одном уровне. Эта установка отличается эффективностью и небольшой ценой. А также большим преимуществом такого насоса является то, что он имеет несложную конструкцию и его можно сделать самодельно, производя правильные расчеты.

Тепловой насос Dimplex по типу вода-вода для дома
Рис. 1 Тепловой насос Dimplex по типу вода-вода для дома

Принцип работы теплового насоса

Принцип работы водяных тепловых насосов для отопления дома можно сравнивать с устройством холодильного оборудования, только все происходит наоборот. Холодильник выводит тепло, чтобы снизить температуру, а тепловой насос охлаждает источник энергии, в данном случае воду, чтобы нагреть теплоноситель в системе отопления.

Схема теплового насоса вода-вода предполагает, что испаритель должен находиться в воде (источнике энергии) с плюсовым показателем температуры. А конденсатор устанавливается в доме и именно к нему подключаются патрубки системы отопления (прямая и обратная). Между этими элементами системы, то есть испарителем и конденсатором, должен быть дополнительный циклический трубопровод. По схеме этого трубопровода там обязательно должен быть компрессор. То есть устройство для напорного давления.

Циклический трубопровод наполнен хладагентом. Хладагент – это газообразное вещество, которое доводится до кипящего состояния, и переходит в жидкое состояние. В испарителе забирается тепло с хладагента и переходит в конденсатор, где собственно и транспортируется в систему отопления. Весь процесс заключается в переходе хладагента с газообразного состояния и жидкое состояние. Можно сделать вывод, что в процессе испарения происходит забор тепловой энергии, а в процессе конденсации выделяются калории.

Расположение всех элементов теплового насоса в системе отопления дома
Рис. 2 Расположение всех элементов теплового
насоса в системе отопления дома

Конструкция

Водяной тепловой насос для отопления дома состоит из нескольких основных частей:

  • Наружная часть контура;
  • Внутренняя часть контура;
  • Испаритель;
  • Конденсатор;
  • Компрессор;
  • Иногда есть терморегулятор.

Наружный контур – это труба, в которой находится источник энергии (в насосах типа вода-вода – это грунтовые воды). Схема ее циркуляции достаточно простая, а именно, вода попадает в трубопровод из специальной скважины, далее она циркулирует в наружном контуре, чтобы отдать тепловую энергию, и после этого выходит в другую скважину (рис. 3). Но также наружный контур может быть расположен в водоеме, если такой возле дома есть. Тогда скважины не понадобятся.

Схема теплового насоса для отопления дома со скважинами
Рис. 3 Схема теплового насоса для отопления дома со скважинами

Преобразование энергии воды

Из грунтовых вод в испаритель поступает энергия с низким потенциалом. Туда же под давлением просачивается хладагент. Из-за небольшого показателя давления начинается процесс испарения, и тепловая энергия передается хладагенту. Далее это вещество направляется в компрессор еще в газообразном состоянии, там сжимается и направляется в конденсатор. В конденсаторе хладагент переводится в жидкое состояние, а тепловая энергия уже с высоким потенциалом отдается системе отопления.

Этот процесс преобразования энергии с низким потенциалом в энергию с высоким потенциалом происходит благодаря хладагенту. Эта система отопления способна эффективно работать даже при очень низких температурных показателях зимой.

Монтаж

Тепловой насос вода-вода можно купить в готовом виде, а можно сделать самодельную конструкцию. Но и в том и другом варианте следует придерживаться некоторых рекомендаций и требований к установке. Например, если наружный корпус устанавливается в водоем, то нужно проводить расчет его глубины. Так как зимой водоем замерзает. Как правило, для обогрева дома хватит и 1,5 м глубины.

Это оборудование в процессе эксплуатации не требует сложных манипуляций по обслуживанию, но все же время от времени нужно смазывать некоторые детали и следить за работой насоса. Чтобы сделать самодельный тепловой насос вода-вода нужно просто изучить его схему работы и последовательно все подключить. Для того чтобы водяной насос для отопления правильно функционировал нужно правильно произвести все расчеты. Самодельная конструкция достаточно простая, но параметры (по расчетам) очень важны.

Схема построения трубопровода
Рис. 4 Схема построения трубопровода

А именно к основным расчетам относятся мощность компрессора и параметры патрубка теплообменника и т.д. Эти расчеты можно сделать с помощью специальных компьютерных программ, калькуляторов на сайтах, которые продают тепловые насосы, или же это может сделать квалифицированный специалист за отдельную плату.

Изготовление самодельного теплового насоса вода-вода заключается в подборе деталей. Компрессор можно взять с кондиционера, только нужно сделать расчет мощности. Как правило, берется модель с мощностью в 10 кВт при выработке тепла, и 7,5 кВт при охлаждении. Важным вопросом при выборе компрессора является уровень шума при его работе.

Для конденсатора можно взять емкость из нержавеющей стали примерно на 120 литров. В эту емкость нужно установить змеевик, путем ее разрезания. Потом она соединяется с помощью сварочных работ. При этом нужно правильно произвести расчет площади змеевика.

Установка трубопровода в водоем
Рис. 5 Установка трубопровода в водоем

Змеевик изготавливается их медной трубки, которая наматывается на предмет имеющий форму цилиндра. Для этого вполне подойдет газовый баллон. Для изготовления испарителя может подойти емкость из пластика, которая имеет большую горловину. Объем емкости должен быть около 120-130 литров. Подающие и обратные патрубки могут быть обычными канализационными трубами. Как правило, для отопления нужно около 2 кг хладагента, который можно приобрести в баллонах.

Статьи по теме:
Тепловые насосы воздух-воздухТепловые насосы воздух-воздух
Тепловой насос российского производстваТепловой насос российского производства
Тепловые насосы воздух-водаТепловые насосы воздух-вода