Тепловой насос: что от этого получают владельцы бассейнов
Техническая информация также говорит о том, что тепловой насос выполняет две функции: нагревать или охлаждать, в зависимости от потребностей пользователя. Он может поставлять тепло или холодный воздух, в зависимости от времени года, и его можно использовать в течение длительных периодов времени, например, зимой, где их можно использовать 24 часа в течение 7 дней для отопления ваших бассеинов.
Тепловые насосы применяют принцип кондиционирования воздуха и охлаждения, хотя в обратном режиме тепло вместо холодного воздуха отводится из одного места в другое. Он передает тепло из замкнутого пространства воздуху наружу и охлаждает окружающее пространство. Если требуется тепло, используется обратная функция, при которой горячий воздух извлекается снаружи и перекачивается внутрь помещения. Они рассматриваются в качестве альтернативы центральной системе кондиционирования в зданиях и промышленных зонах.
Производители сконструировали этот насос для нагрева и поддержания температуры воды в бассейне от 20 до 40 градусов. Тепловой насос получает тепло из различных природных источников, таких как вода, воздух, земля итд, и, таким образом, тепло может свободно накапливаться. Многие предпочитают это устройство из-за его возможности использовать для производства тепла или для охлаждения воздуха, когда возникает необходимость в одном из них. Это популярный выбор, особенно в холодных регионах, потому что он потребляет меньше электроэнергии, долговечен и может работать от 10 до 15 лет.
При выборе теплового насоса необходимо учитывать множество факторов. Ваши потребности будут определять тип, размер и функцию насоса, будь то горячий или холодный воздух. Планировка вашего дома — это ещё одна вещь, которую следует учитывать. Эффект охлаждения или обогрева в вашем доме будет зависеть от размера вашего насоса.
Есть много преимуществ, которые могут быть получены от использования тепловых насосов, таких как эффективность в двойной функции нагрева или охлаждения воздуха в зависимости от того, что необходимо владельцу. Меньше инвестиций, меньше времени на обслуживание и простота в эксплуатации.
Конструкция и принцип работы
Схема работы теплового насоса с хладагентом (нажмите для увеличения)
Главное преимущество теплонасосов заключается в том, что они позволяют не только полностью в автоматическом режиме подогревать воду в бассейне, но и контролировать в нужном диапазоне уровень её температуры.
Согласно отзывам владельцев, это сильно упрощает проведение обслуживания такого объекта. Он использует для нагрева воды, находящейся в бассейне, классическое тепло.
Принцип работы аналогичен и работает в точности, как похожие устройства в отопительных системах, когда тепло потребитель получает непосредственно от первоисточника: подземных вод, почвы, или воздуха.
За счет постоянного тепла грунтовых вод, вне зависимости от сезона, обогрев таким насосом может осуществляться круглый год. Главный элемент, за счет которого такой тепловой насос забирает тепло непосредственно от первоисточника, это коллектор.
Чем лучше его теплообменные показатели, тем эффективнее работа такого насоса. Он оснащается специальным веществом, наподобие антифриза, которое позволяет ему поглощать тепло, имея самую небольшую разницу в температурах.
Основной компонент внутри подобных устройств – это хладагент. Именно он, циркулируя в системе, изменяет свое состояние из жидкого в газообразное, за счет изменения двух факторов: температуры и давления.
О тепловом насосе Mitsubishi Electric Zubadan (Зубадан) Вы можете почитать здесь.
После этого тепловой насос сжимает в компрессоре поступающее в него газообразное вещество, в результате чего происходит резкое возрастание температуры, и дальше по цепи передается полученное тепло. А потом уже оно передается на конечный теплообменник, который и является последним звеном в цепи.
Руководство по обслуживанию и ремонту
При эксплуатации насосного оборудования нужно соблюдать несколько правил, чтобы увеличить его срок службы и качество работы.
Как обслуживать?
Для поддержания насоса в пригодном для использования состоянии необходимо проводить следующие процедуры:
- Нужно систематически проверять сопротивление изоляции между статорной обмоткой и корпусом двигателя. Делать это нужно не реже, чем раз в три месяца.
- После того, как насос находился в эксплуатации 2500 часов, необходимо провести следующие работы:
- разборка — смотрят, в каком состоянии находятся детали, и, при необходимости, заменяют их;
- масло — нужно наполнить масляную камеру насоса на 80-90 процентов.
- Если после изъятия устройства из резервуара оно больше не будет использоваться некоторое время, нужно ненадолго опустить его в чистую воду. За счёт этого он очистится от грязи. После надо будет протереть устройство и положить его в сухое место.
Как ремонтировать?
Оборудование не стоит ремонтировать самостоятельно. Лучше доверить ремонтные работы квалифицированному сервисному центру.
Возможные неисправности и способы их устранения:
- Проблемы с запуском насоса:
- напряжение питания слишком низкое — в таком случае используют стабилизатор напряжения;
- засорение рабочего колеса или измельчающего механизма — нужно удалить засор;
- если сгорела обмотка статора, надо отдать оборудование на ремонт в сервисную компанию.
- Плохо или совсем не засасывается вода:
- засор в насосной камере — убирают его и очищают камеру;
- уровень воды ниже высоты напора оборудования — нужно отрегулировать положение устройства.
- Внезапные отключения прибора:
- перегрев двигателя, и срабатывание термозащиты — выясняют и устраняют причину перегрузки, двигатель вновь заработает сам, как только остынет;
- сгорела обмотка статора — с этой проблемой надо обратиться в сервис.
Все работы должны производиться, когда насос не присоединён к электросети и не работает!
Разновидности тепловых насосов
Конструктивные особенности теплового нагревателя для бассейна делают данный прибор более стойким к влиянию повышенной влажности, чем любую другую систему нагрева жидкости. Но необходимо грамотно подобрать тип теплового оборудования с учетом источника тепловой энергии с низким потенциалом.
- Земля-вода. Чем более стабильна температура среды, тем более эффективно работает прибор обогрева. В этом отношении земля является лучшим источником, однако практическое воплощение требует соблюдения списка не самых простых условий. Потребуется просторный земельный участок и сложные земляные работы. Трубы, по которым циркулирует теплоноситель, придется располагать в толще грунта, что иногда сделать невозможно или проблематично. Поэтому тепловые насосы для бассейна типа «земля-вода» применяются лишь в редких случаях.
- Вода-вода. Систему с водяным тепловым насосом сконструировать немного легче, так как в качестве источника энергии с низким потенциалом используется вода. Наилучший расклад, если рядом есть естественный водоем: пруд, озеро, река и т.п. Однако близкое расположение к таким водным ресурсам имеется не у каждого земельного участка. Тогда необходимо хотя бы наличие колодца или скважины, в которую можно будет опустить трубы.
- Воздух-вода. Меньше сил и времени требует монтаж теплового насоса, который поглощает энергию в воздушных массах. Чтобы создать интенсивный воздушный обмен, применяются мощные вентиляторы. При это не нужно бурить скважину или прокладывать трубы в грунте. Эффективность обогрева воздушным тепловым насосом немного ниже, чем при использовании более стабильных источников энергии таких, как земля или вода. Но для применения в дачный сезон, с весны до осени, воздушный агрегат подходит идеально.
Тепловой насосный водонагреватель можно использовать совместно с другими отопительными системами, к примеру, с электрическим или газовым подогревом. Комбинированный обогрев особенно актуален в областях с суровыми климатическим условиями, так как при температуре воздуха ниже -20 ºС эффективность теплового оборудования существенно снижается.
Теплотехнические расчеты
Применение энергии теплового насоса для других нужд
Чтобы работа установки была максимально эффективной и экономически выгодной, рекомендуется перед покупкой произвести некоторые расчеты
Это особенно важно для таких крупных объектов как бассейны
Основной элемент, по которому выполняется расчет – это теплообменник. Узел, в котором происходит непосредственно нагрев воды. Если подобрать агрегат с недостаточно мощным теплообменником, то даже при круглосуточной работе насоса не удастся поддерживать температуру воды на заданном уровне. А использование чересчур мощного агрегата будет не выгодно с экономической точки зрения.
При выборе теплового насоса для бассейна вычисляют мощность, необходимую для прогрева воды до заданной температуры, отнесенную к единице времени:
P = 1,16 × ΔT/t × V
- где Р – мощность, кВт.
- 1,16 – поправочный коэффициент, учитывающий потери тепла через конструкционные элементы бассейна.
- ΔТ – разница между исходной и заданной температурой воды, °С;
- t – время, которое потребуется насосу для прогрева всего объема воды до заданного значения, час.
- V – объем воды в бассейне, м3.
Это элементарная формула для ориентировочного расчета теплообменника. Стоит заметить, что алгоритм позволяет определить только агрегат для подогрева воды. По этой формуле нельзя рассчитывать более сложные системы, которые включают отопительный контур, кондиционирование, подогрев теплоносителя для теплого пола. Здесь потребуются более сложные теплотехнические уравнения, с которыми знакомы только специалисты. Поэтому для расчета установки и проектирования контура лучше обратиться к профессионалам.
Критерии выбора
Дренажные насосы используются для выполнения и бытовых, и промышленных работ и обладают разными характеристиками и свойствами
Поэтому при покупке нужно обратить внимание на такие свойства моделей, как:
- Мощность. Мощность устройства надо рассчитывать в соответствии с размерами бассейна, из которого нужно откачивать воду, и временем, которое должно быть потрачено на это.
Если объём воды, который надо выкачать, равен 60 м³, а времени нужно затратить 6 часов, то мощность агрегата должна быть не меньше 10 м³/ч.
- Размер твёрдых частиц, который насос сможет пропустить при откачке воды. Чтобы устройство работало нормально, нужно убедиться, какой у него допустимый процент примесей: песка или ила.
- Тип поверхности, на которую оборудование будет монтироваться.
- Цель работы устройства: агрегат должен будет полностью осушить резервуар или же он должен непрерывно выкачивать из бассейна воду.
- Материал, из которого изготовлен насос:
- Более долговечны модели из чугуна, но они довольно тяжеловесны и некомпактны.
- Самые дешёвые агрегаты, характеризующиеся недолгим сроком эксплуатации, выполняются из полимерных материалов. Такие модели подвержены частым поломкам.
- Устройства с пластиковым корпусом стоят дороже всего. Основной механизм выполняется из стали. Оборудование не устойчиво к ржавчине и воздействию химических реагентов.
Тепловые насосы
По сути, такие установки нельзя называть лишь насосами, потому что они переносят не воду, а тепло, которое имеется в окружающей среде
Это особенно важно у нас, поскольку лето на большей территории страны недолго радует погодой, а купальный сезон быстро подходит к концу. Даже в пасмурные, но теплые летние дни вода за ночь остывает, становится совсем не комфортной. Тепловые насосы — вариант идеальный: данные системы эффектно и эффективно решают эту проблему
Тепловые насосы — вариант идеальный: данные системы эффектно и эффективно решают эту проблему.
Задача оборудования
Принцип работы насоса для бассейна (обычного агрегата) отличается от того, как функционирует эта установка. Ее можно сравнить с холодильником, который вдруг поменял режим работы, или сплит-системой, работающей на обогрев. В состав любого теплового насоса входит компрессор, испаритель и теплообменник. В данной системе точно так же, как и в климатической технике, циркулирует хладагент — фреон.
Это газ, который способен переходить в жидкое состояние даже при комнатной температуре. При такой его трансформации тепло забирается у окружающей среды, а затем передается воде. Есть три вида установок: воздух-вода, вода-вода и грунт-вода. Как правило, для бассейнов тепловую энергию насосы «воруют» у воздуха. Это самый простой, относительно дешевый способ решения задачи.
Преимущества тепловых насосов
Если рассматривать электронагреватели и этот альтернативный вариант, то безусловным лидером будет тепловая установка. Чтобы убедиться, достаточно познакомиться с достоинствами этого способа подогрева воды в бассейне. К ним относится:
- полная независимость от топлива;
- комфортная температура жидкости — до 60°;
- длительный срок эксплуатации — до 20 и более лет;
- удобство: отсутствие шума, простой монтаж, легкий уход;
- полностью автоматический контроль температуры воды в резервуаре;
- экономия электроэнергии, ее приборы тратят аккуратно и мало: расходуя 1 кВт, они добывают и переносят 5-8 кВт тепловой энергии.
Критерии для выбора оборудования
Знание всех параметров резервуара — первое условие. Чтобы подобрать оптимальную модель, необходимо учитывать тип искусственного водоема, его объем, глубину, желаемую температуру воды, место монтажа (тень или солнце). Не менее важен климат местности, температура воздуха.
В продаже есть тепловые насосы, предназначенные для бассейнов разного объема: от 30 до 150 м3. Если установка нужна для очень больших чаш, то возможна комбинация из нескольких тепловых насосов. Такое оборудование способно поддерживать комфортную температуру воды на протяжении всего года, но в большей степени это относится к закрытым бассейнам.
Принцип работы насоса для бассейна очень прост, но только если рассматривать обычные модели, которые занимаются одной работой — фильтрацией воды. Однако агрегаты, выполняющие несколько функций, избавят хозяев от мучительного выбора, обеспечат максимальный комфорт.
В завершение темы — популярное видео о насосах, которые используют для обслуживания бассейнов:
Классификация насосов
Циркуляционные. Такие насосы используют, как вспомогательные. С их помощью можно создать пузырьки или фонтан в конкретном месте бассейна. Они всасывают в озонатор воду, после чего уже обогащенную выпускают обратно. Для частного использования можете подобрать низкопарный насос, а вот для бассейнов с водными аттракционами и фонтанами необходимо выбирать высокопарные модели, где мощность превышает 2кВт.
Самовсасывающие. Обеспечивают фильтрацию воды в бассейне. Данные модели насосов используют, как основное оборудование в паре с фильтрами
При покупке обращайте внимание на мощность: насос должен быть такой же мощности, что и фильтр, иначе вся система быстро выйдет из строя. Устанавливая дома насос, не забудьте и о запасном устройстве. Устанавливать его нужно одновременно с основным, чтобы в случае неполадки одного из устройств, запустить дополнительное
Устанавливать его нужно одновременно с основным, чтобы в случае неполадки одного из устройств, запустить дополнительное.
- Тепловые или насосы с подогревом. Необходимы для поддержания теплой температуры воды даже в зимние периоды. Насос, помимо перекачки воды, еще и подогревает воду в бассейне. Интересный факт, такой подогрев воды обходится значительно дешевле газового отопления. Экономия оценивается в пятикратном размере!
- Фильтрующие. Пожалуй, самый маленький и компактный насос из всех представленных. Чаще всего такими моделями комплектуют каркасные бассейны. В эксплуатации они просты и понятны, а пользу переоценить просто невозможно: насос фильтрует воду, убирая мусор, листья и предотвращая образование водорослей на стенках.
Как продлить срок жизни нагревателя
Чтобы продлить работоспособность дорогостоящего и полезного оборудования, следует позаботиться о его здоровье, обеспечив правильный уход.
- При температуре от 0℃ и ниже работу нагревателя прекращают. Оборудование отключают от электричества. Воду тщательно сливают. Открытые механизмы, полости защищают полиэтиленовой плёнкой. Желательно убирать съёмные части в помещение.
- В процессе работы внутри отверстий нагревателя накапливается накипь и осадки. Их периодически очищают мягкой щёткой, иначе производительность обогревателя будет падать.
- Солнечный коллектор время от времени очищают от мусора, пыли, снега. В противном случае, коллектор не дополучит тепла, и нагрев воды снизится на несколько градусов.
- Чтобы сберечь температуру и быстрее прогреть воду на следующий день, бассейн герметично накрывают тёмным покрывалом. Такое одеяло защитит воду от потери тепла, поможет избежать засорения насекомыми, листьями, ветками и пылью.
Циркуляционные насосы
Эти установки обеспечивают постоянное обновление потоков воды. Благодаря им из воды удаляются крупные частицы, снижается риск образования водорослей. При этом вода выглядит чистой и равномерно прогревается, а выкачивание происходит почти бесшумно.
Виды устройств:
- вихревые;
- центробежные.
Центробежные быстрее и стоят меньше, но могут забирать воду только в одном направлении и должны использоваться в небольших водоемах. Вихревые отличаются более сложным устройством, повышенной ценой. Они могут забирать воду сразу в нескольких направлениях, но при этом более шумные. Если нужно недорогое устройство с тихой работой, лучше брать центробежный тип.
Укладка трубопровода и фурнитуры в системе бассейна
Для заливки чаши бассейна, важно выбрать цемент высокого качества, с маркировкой М-400. Так как трубы, провода, все элементы монтируются в бетон из которого заливается чаша
Обязательно качественно связать закладные элементы бассейна и оборудование с трубопроводом
Заложить электрику. Помните, что при допущении ошибки, исправить ее будет крайне сложно, а в некоторых случаях невозможно. Нарушение целостности бетонного основания приведет в дальнейшем к его разрушению.
Заключительным этапом является установка оборудования руками:
- металлических перил,
- лестниц,
- горок,
- держателей.
Установка оборудования для бассейна сложный кропотливый процесс. Бассейн это сердечно-сосудистая система разводящих труб, электричества и оборудования. От правильного монтажа зависит целостная работа организма. Если бассейн разборный, то установить его не составит труда. Но если это большой стационарный водоем, то следует исключить малейшую оплошность
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
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.
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.
Тепловые потери объекта
Чтобы правильно выбрать тепловой насос по мощности, необходимо определиться с тепловыми потерями бассейна, в котором будет установлен прибор.
В случае с бассейном следует учесть:
- место, в котором расположен бассейн;
- наличие и степень надежности бассейна;
- объем купальной чаши;
- начальную температуру воды;
- оптимальную температуру воды для купания;
- наличие дополнительных факторов, влияющих на изменение температуры воды: обогрев воздуха в крытом сооружение, кондиционирование и т.п.
Чтобы рассчитать тепловые потери сооружения, некоторые специалисты рекомендуют использовать методику, изложенную в ДБН В.2.5-67: 2013. Мощность насоса должна на 30% превышать размеры тепловых потерь бассейна.
Эта схема позволяет составить представление о возможных потерях тепла в бассейне в зависимости от воздействия внешних факторов. Чем меньше эти потери, тем более эффективно будет работать тепловой насос
Расчеты эти довольно специфичны, их лучше поручить специалисту. Полезные рекомендации можно получить у опытных специалистов, которые занимаются производством или продажей тепловых насосов. Полезным при выборе теплового насоса будут также сведения о мощности теплообменника устройства.
Выбирая воздушный тепловой насос для подогрева воды в бассейне следует учитывать ряд факторов, которые влияют на степень тепловых потерь здания, например, наличие или отсутствие укрытия
Этот показатель отражает расход тепловой энергии для подогрева воды в бассейне за определенный промежуток времени.
В упрощенном виде формула может выглядеть как:
P = 1.16 Х ΔT/t Х V (кВт)
Где:
- 1,16 – поправочный коэффициент тепловых потерь;
- ΔT – количество градусов, разделяющее начальный и конечный показатель температуры воды в бассейне, ºС;
- t – время работы устройства до тех пор, пока не будет достигнута необходимая температура воды, час;
- V – объем купальной чаши, куб. м.
Но при выборе подходящей модели теплового насоса такой расчет может быть очень полезным. В ходе расчетов полезно учесть, что оптимальной для крытого бассейна считается температура воздуха 28 градусов, а температура воды – 24 градуса.
