10 Травня 2015 Олексій

Найбільш доцільним варіантом для підігріву великої кількості води є теплові насосидля басейну.

Це тим, що таке устаткування відрізняється високим рівнем ефективності поруч із можливістю економії енергетичних ресурсів, а, відповідно, і коштів у їх придбання.

Докладніше про призначення

Теплові насоси для підігріву басейну є варіантом енергоефективного обладнання. При використанні електричних нагрівачів та теплообмінників на водяній основі спостерігається значна витрата електроенергії, що нерідко є проблемою, оскільки відсутня можливість забезпечити достатній рівень потужності. Додатково до цього виникає інша складність – високі тарифи на енергоносії, що може спричинити значну перешкоду.

Зовсім інша річ – теплові насоси для підігріву басейну, які вільно переносять тепло від природного джерела, чи то вода, ґрунт чи повітряне середовище, до кінцевої мети – води в басейні будь-якого типу (відкритого чи закритого).

Дивимося відео, область застосування:

Можливість економії коштів на обслуговування об'єкта в даному випадку обумовлена ​​здатністю таких пристроїв виробляти досить велику кількість теплової енергії порівняно зі значенням потужності, що споживається.

Насправді саме такий вид техніки сьогодні широко використовується споживачем для вирішення різних завдань: організації системи кондиціювання, опалення та гарячого водопостачання. Теплові насоси для підігріву басейну можуть успішно служити як у побутових умовах (у приватних будинках), так і для обслуговування цивільних об'єктів (спортивних комплексів з басейном та інше).

Конструкція та основа функціонування

Теплонасоси можуть не тільки підігрівати воду в автоматичному режимі, але також підтримувати певний температурний рівень, що значно спрощує обслуговування об'єкта.

Підігрів басейну класичним тепловим насосом здійснюється точно за таким же принципом, на якому заснована робота аналогічного пристрою, але призначеного для функціонування системи опалення.

Тепло передається споживачеві від першоджерела: води, ґрунту, повітряного середовища. Перевага даного пристрою полягає в можливості обігріву басейну протягом усього року, оскільки ґрунтові води та глибокі шари ґрунту мають відповідну температуру постійно, незалежно від пори року. Тепловий насос для басейну забирає тепло від першоджерела за допомогою спеціального елемента - колектора, який повинен мати чудові теплообмінні властивості.

Цей вузол оснащений особливої ​​речовиною етиленгліколем або антифризом, головною якістю якого є здатність поглинати тепло навіть з мінімальною різницею в температурі. Обов'язкова складова таких пристроїв – холодоагент, який циркулює в системі, перетворюючись поперемінно, то на газоподібний, то на рідкий стан під впливом зміни тиску і температури.

Тепловий насос для басейну передає забране тепло далі по ланцюгу через компресор, де відбувається стиск газоподібної речовини, що супроводжується різким підвищенням температури. Це тепло віддається вторинному теплообміннику, який є останньою ланкою в ланцюзі передачі отриманої енергії басейну.

Як підібрати теплонасос

Будь-яке обладнання вимагає уважності при виборі, оскільки виключно правильно підібрані параметри пристрою, відповідні умовам його експлуатації, дозволять отримати техніку тривалого періоду експлуатації без необхідності ремонту. Тепловий насос для обігріву басейну не є винятком і повинен підбиратися, виходячи з таких характеристик:

• виконання агрегату, у своїй враховуються завдання, які планується вирішувати з допомогою;
• рівень продуктивності, виходячи з цього визначається основний матеріал, з якого має бути виконаний тепловий насос для обігріву басейну, наприклад, при ефективності роботи, що відповідає значенню 30 куб. м/год, досить пластикового виконання, в інших випадках використовуються металеві аналоги;
• можливість виконання заміни основних елементів за необхідності, бажано враховувати ризик поломок, а також способи їх усунення;
• наявність та вид фільтруючої системи;
• тепловий насос для обігріву басейну може мати додаткові функції (дезінсекцію, охолодження, нагрівання води на виході).

Ефективність такого обладнання очевидна, якщо модель пристрою була правильно підібрана і здатна витримати навантаження, що покладаються на неї.

Популярні виконання

Коли об'єм басейну не перевищує 15 куб. м, то досить компактного варіанту середньої продуктивності - Azuro ВР 30WS. Якщо вибрати такий тепловий насос для басейну, його ціна буде більш ніж доступною (56 000 руб.).

Тут, як і у випадку з технікою іншого цільового використання, діє правило: чим більша продуктивність пристрою, чим вищі його електричні параметри за значенням, тим відповідно буде вище вартість.

Ця модель споживає всього 0,6 кВт, а теплова потужність при цьому майже в 5 разів вища – 3 кВт.

Набагато більше ефективна техніка– тепловий насос для обігріву басейну французького виробника Zodiac моделі PowerFirst Premium 15MD. Його вартість становить 320 000 руб., проте, завдяки електричним параметрам очевидна висока міра економії при використанні даної моделі. Потужність відповідає значенню 3,6 кВт, а теплова потужність дорівнює 15,7 кВт.

Устаткування, що функціонує за іншим принципом (повітря-вода), середньої продуктивності від іншого виробника (Termonasos) пропонується за доступною ціною - 76 000 руб., При цьому номінальна потужність дорівнює 1,5 кВт, а тепловий еквівалент цього параметра - 7,5 кВт .

Ще один варіант - пристрій Brilix XHP 60 коштує не набагато дорожче (78 000 руб.), При цьому працює при наступних параметрах: номінальна потужність - 0,8 кВт, теплова потужність - 5 кВт.

Тепловий насос для підігріву басейну цієї моделі застосовується для кількості води не більше 20 куб. м.

Умови експлуатації

Залежно від виконання обладнання, виробник може рекомендувати особливі умови для роботи обраної моделі. Наприклад, часто необхідно встановлювати насос вище за рівень води в басейні для підвищення ефективності пристрою. Бажано, щоб експлуатувався апарат при допустимих значеннях температури навколишнього повітря та води у басейні (до початку функціонування насоса).

Береться до уваги й рівень вологості у безпосередній близькості до обладнання. Для довготривалої роботипристрої необхідно дотримуватись основних вимог: набувати виконання, що підходить для конкретних умов; стежити за тим, щоб на теплонасос не припадали значні навантаження протягом тривалого часу.

Таким чином, теплові насоси для підігріву басейну забезпечують значну економію енергоресурсів, що нітрохи не позначається на рівні ефективності подібної техніки. Для успішного вибору достатньо співвіднести параметри пристрою з умовами, за яких він функціонуватиме.

Наприклад, враховується номінальна та теплова потужність, електричні параметри апарату та електромережі, передбачуваний обсяг води, який необхідно прогрівати. Більш дороге обладнання розраховане обслуговування великих об'єктів. Основні вузли таких пристроїв виготовлені з особливо міцного металу (титану). Періодичне обслуговування техніки даного роду дозволить додатково продовжити термін служби, особливо, йдеться про систему фільтрації.

368 890,00 руб.

Придбати

Тепловий насос Fairland IPHC100T повноінверторного типу. Серія Inverter-Plus. Клас ефективності А. Оптимально підходить для нагрівання води у домашніх та громадських басейнах. Основною відмінністю серії теплових насосів IPHC від IPH серії є можливість охолодження теплої води. Найпотужніша модель лінійки. Рекомендована для габаритних басейнів. Завдяки використанню спіралеподібного титанового теплообмінника площа теплообміну збільшується на 30 %. Тепловий насос можна використовувати і для роботи із солоною водою. Якщо концентрація солі перевищує 30 ppm, це може призвести до корозії теплообмінника.

• Рекомендований об'єм басейну: до 165 м³
• Середня теплова потужність: 24.2 – 36.5 кВт
• Коефіцієнт продуктивності: 16.5 – 5.8
• Живлення: 400В/3/50Гц
• Фреон: R410A

Теплові насоси – це, безумовно, один із найкращих винаходів у галузі систем опалення. Воно буквально дає змогу видобувати фактично безкоштовну енергію прямо з повітря, а також із землі чи води. Якщо використовувати тепловий насос для басейну, витрати на підігрів води можна значно скоротити.

Ми розповімо, як вибрати оптимальну модельвикористання "зеленої" енергії для вироблення тепла, що підігріває воду. У поданій до ознайомлення статті детально викладено принцип дії системи. У нас ви дізнаєтесь, як змонтувати агрегат, як його грамотно експлуатувати у побутових умовах.

Енергія є скрізь, навіть у тих об'єктах, які здаються нам винятково холодними. Просто ця енергія має низький потенціал. Теплові насоси дозволяють вилучити її з навколишнього середовища та перетворити на енергію з високим потенціалом. У такому стані можна використовувати для обігріву.

Теплові насоси, як і холодильників, працюють за принципом Карно. Холодильник переміщує теплову енергіюз камери в навколишній простір, щоб створити ефект охолодження, тепловий насос працює в зворотному напрямку.

Галерея зображень

Така система складається з двох основних частин – зовнішньої та внутрішньої, між ними знаходяться компресор та випарник. Отже, теплоносій циркулює за системою труб, що знаходяться зовні. При цьому він поглинає енергію, розсіяну в товщі землі, у воді чи повітрі, залежить від типу насоса.

Потім теплоносій проходить через камеру випарника, заповненого холодоагентом (зазвичай фреоном). Холодоагент закипає при дуже низькій температурі. Нагріваючи при контакті з тепловою енергією низького потенціалу, він переходить у газоподібний стан і надходить у компресор.

Якщо вартість теплового насоса заводського виробництва здасться "захмарно" високою, то його можна . Як споруджується агрегат з практично непридатних вихідних матеріалів, викладено в статті, що рекомендується нами.

Особливості монтажу пристрою

Порядок підключення теплового насоса для басейну залежить від особливостей моделі. Тому перед початком робіт слід уважно вивчити інструкцію виробника і точно дотриматися викладених у ній вимог і рекомендацій. Зазвичай промислові моделі поставляються вже у зібраному вигляді та з набором необхідних для встановлення комплектуючих.

Схема функціонування теплового насоса, підключеного до басейну:
1 – Тепловий насос для басейну
2 – Дистанційний пристрій керування
3 – Чиста вода для басейну
4 – Циркуляційний насос
5 – Байпас (обвідний канал) та регулювальні клапани
6 - Труба подачі води з басейну
7 – Фільтр

Під час підключення потрібно встановити пару труб, а також забезпечити електроживлення. У систему обслуговування басейну нагрівач встановлюють таким чином, щоб він розташовувався після системи фільтрації та перед хлоратором.

Як показано на цій схемі, тепловий насос слід підключати після фільтру для води, але перед пристроєм для її хлорування

Дуже важливо правильно вибрати місце для встановлення обладнання. Зазвичай є агрегат значних розмірів, що нагадує зовнішній блок спліт-системи кондиціонера.

Для встановлення повітряного теплового насоса необхідно вибрати досить просторе місце, яке слід захистити від впливу зовнішніх факторів, наприклад за допомогою навісу

Місце для встановлення такого обладнання повинне відповідати таким вимогам:

• гарна вентиляція;
• відсутність перешкоди для пересування повітряних мас;
• віддаленість від відкритого вогню та інших джерел тепла;
• захист від впливу зовнішніх факторів навколишнього середовища: опади, падаючі зверху сміття тощо;
• доступність для технічне обслуговуваннята необхідного ремонту.

Найчастіше тепловий насос встановлюють під навісом. Для додаткового захисту можна встановити пару бічних стінок, але вони не повинні перешкоджати повітряному потоку, який нагнітається вентиляторами.

Насос монтують на металевій рамі, основа має бути строго горизонтальною. Це дозволить мінімізувати такі проблеми, як вібрація та шум при роботі приладу, а також захистить пристрій від поломок.

Повітряний тепловий насос слід встановлювати на міцній та строго горизонтальній основі. Це дозволить знизити вібрацію при його роботі та зменшити кількість шуму

При монтажі теплового насоса та підключенні його до системи важливо переконатися, що всі його елементи є чистими. Не завадить перевірити внутрішню поверхню труб, за допомогою яких здійснюється підключення.

Всі місця з'єднання труб, якими циркулює вода, повинні бути ретельно загерметизовані і перевірені на наявність протікання. Щоб вібрація від теплового насоса під час його роботи не передавалася решті системи, можна розглянути варіант підключення з використанням гнучких шлангів.

Особливої ​​уваги вимагатиме забезпечення електроживлення теплового насоса. Воно повинне повністю відповідати правилам встановлення електричного обладнання з урахуванням усіх вимог пожежної безпеки.

Поруч із басейном зазвичай зберігається високий рівень вологості, і ймовірність контакту електрообладнання з водою суттєво зростає. Тому необхідно ретельно заізолювати усі місця електричних контактів, додатково захистивши їх від можливого контакту з вологою.

У схему підключення теплового насоса до електроживлення в обов'язковому порядку необхідно включити автоматичні вимикачі, які мають датчики, що реагують на підвищення температури. Знадобляться також пристрої захисту, які запобігають витоку струму.

Усі струмопровідні вузли слід обов'язково заземлити. Для підключення кабелів, як силових, так і контрольних, знадобляться спеціальні клемники. В інструкції виробника зазвичай вказано необхідний переріз електрокабелів, через які можна підключати обладнання до електроживлення.

Цих даних потрібно дотримуватися. Перетин кабелю може бути більшим за рекомендований, але ніяк не менше.

Установка теплового насосу для підігріву водиу басейні проводиться відповідно до рекомендацій виробника. Зазвичай його встановлюють після системи очищення води, але перед пристроєм хлорування, якщо воно є

Саморобний тепловий насос – чи реально?

Якщо виготовити тепловий насос самостійно, можна значно заощадити, але ефективність таких пристроїв дещо нижча, ніж у моделей промислового виготовлення. Спочатку виготовляють окремі елементи насоса, потім з'єднують їх у загальну систему. Випарник можна зробити із великого пластикового бака. Усередині встановлюють мідний змійовик.

Для виготовлення змійовика трубу з міді можна акуратно намотати на газовий балонабо інший відповідний циліндричний предмет, щоб надати їй потрібної форми. Так само роблять ще один змійовик – для випарника. Цей елемент поміщають усередині ще одного бака, цього разу металевого, знадобляться зварювальні роботи.

Компресор просто купують або знімають з іншого пристрою, наприклад, зі зламаного кондиціонера. Коли три пристрої готові, їх з'єднують у загальну систему. Потім компресор заправляють холодоагентом. Залишається з'єднати випарник із вентилятором, який нагнітає повітря, а конденсатор – до системи підігріву води у басейні.

Значно складніше у пристрої. Для його спорудження потрібна наявність поряд з ділянкою річки або природного водоймища, якщо їх немає, бурять свердловини. Однак якщо отримувати енергію з повітря неможливо з технічних причин, цей варіант також буде корисним.

Тепловий насос – зручний, ефективний та екологічний спосіб обігріву басейну. При правильній експлуатації вартість моделі окупиться дуже швидко, а грамотний монтаж значно збільшить термін служби пристрою.

Як правило, нагрівання води в басейнах здійснюється або за допомогою електронагрівачів, або через водоводяні теплообмінники, використовуючи теплову енергію теплоцентралі або опалювального котла, при цьому виникає низка негативних моментів - високі тарифи на енергоносії та в більшості випадків нестача електричних потужностей для підключення необхідного обладнання.

У разі доцільно застосування теплових насосів. З їх допомогою можливе нагрівання води як закритих, так і відкритих басейнів. Принцип дії теплового насоса полягає у перенесенні тепла, отриманого з навколишнього середовища (води, ґрунту чи повітря), у воду басейну.

Вигоди систем із тепловим насосом

економічність.Тепловий насос використовує витрачену енергію значно ефективніше за будь-які інші опалювальних систем, що спалюють паливо або використовують електричні нагрівальні елементи. У порівнянні з електронагрівачами тепловий насос дозволяє заощаджувати до 80% електроенергії. Наприклад, споживаючи 1,24 кВт електричної енергії, тепловий насос здатний виробити 5,5 кВт теплової енергії

При цьому теплові насоси мають значний ресурс (термін служби 50-100 років при міжремонтних інтервалах 15-25 років);

доступність та повсюдність. Практично немає такого будинку чи об'єкта, де було б неможливе встановлення теплового насоса. Це обладнання не залежить від примх погоди, постачальників та тарифів на тепло, наявності дров чи дизельного палива чи просто від падіння тиску газу в мережі;

екологічність.Опалення тепловими насосами – екологічно чистий спосіб обігріву. Така установка не лише заощадить гроші на енергоресурси, а й збереже здоров'я мешканцям будинку. Дані опалювальні установки не спалюють паливо і, відповідно, не утворюються шкідливі для людини оксиди. Застосування теплових насосів позитивно впливає екологію всієї планети, скорочується вироблення електроенергії на ТЕЦ. Френони, що використовуються в теплових насосах, озонобезпечні і не містять хлорвуглеців;

Універсальність. Теплові насоси – реверсивні, вони не лише виробляють тепло, а й охолоджують приміщення. Теплові насоси можуть відбирати тепло з повітря вдома, охолоджуючи його та спрямовувати теплові надлишки у свердловину або на вулицю з повітрям. Влітку надлишкове тепло можна використовувати на підігрів басейну;

безпека.Теплові насоси пожежо- та вибухобезпечні. Немає відкритого вогню, викидів, немає палива, небезпечних газів чи сумішей. Елементи його конструкції не нагріваються до високих температур, здатних спалахнути горючі матеріали. Зупинка теплового насоса не призведе до поломки або замерзання рідини.

Тепловий насос не вимагає особливого обслуговування та досить простий в управлінні. Експлуатаційні параметри настроюються за допомогою спеціального блоку автоматики.

Види джерел теплової енергії.

Джерелом теплової енергії може бути грунт, ґрунтові та підземні води, водойми, повітря, а отже нагрівання води можна здійснювати всесезонно. До того ж, як доповнення до теплового насоса, можна використовувати сонячні колектори, які забезпечать додаткову теплову потужність без витрат на електрику, а також знизить час роботи теплового насоса в ясну погоду, працюючи на підтримання температури води.

У геотермальних насосів зовнішній контур, що збирає тепло навколишнього середовища, являє собою поліетиленовий трубопровід, покладений у землю або воду. Теплоносій - розчин етиленгліколю (або етилового спирту) або антифриз (розсіл).

При використанні джерела тепла скелястої породи трубопровід опускається в свердловину. Можна пробурити кілька неглибоких свердловин – це, можливо, обійдеться дешевше ніж одна глибока. Головне – отримати загальну розрахункову глибину. Також, за наявності достатньої кількості ґрунтових та підземних вод, через зовнішній контур можна прокачувати воду, що отримується з однієї свердловини, і скидати її в іншу свердловину або водоймище.

При укладанні контуру в землю для досягнення максимального ККД бажано використовувати ділянку з вологим ґрунтом, найкраще з близько розташованими ґрунтовими водами. Використання теплових геотермальних насосів на ділянках із сухим ґрунтом теж можливе, але це призводить до збільшення довжини контуру. Укладання може здійснюватися горизонтально або траншеї. Спеціальної підготовки ґрунту не потрібно, впливу на зростання рослин на ділянці трубопровід при правильному укладання не має.

Найближча водойма - Ідеальне джерело тепла для теплового насоса. При використанні джерела тепла озера або річки контур укладається на дно. Цей варіант є оптимальним: «висока» температура навколишнього середовища (температура води у водоймі взимку завжди позитивна), короткий зовнішній контур, високий коефіцієнт перетворення енергії тепловим насосом.

Існує також модель теплового насосу з повітряним теплообмінником для одержання теплової енергії з повітря. Крім обробки повітря навколишнього середовища, такий насос може ефективно отримувати тепло із використаного всередині приміщень повітря, наприклад, витяжки вентиляційної системи.

Використання теплового насоса є гарною альтернативою для підвищення цін на традиційні види палива. Використання теплових насосів забезпечує будівлю та басейн теплом, вироблення якого безпечне для навколишнього середовища та економічне.

Використання тепла стічних вод

Також хочеться згадати як середовище для забору тепла тепловим насосом стічні води. Септик – спеціально спроектована ємність, у якій відбувається очищення стічних вод заміського будинкучи котеджу. Септики розрізняються за кількістю камер (від однієї до трьох) та способом очищення – з доступом та без доступу повітря.

Септик - ідеальне рішення відведення та біологічного очищення стічних вод. Зливні води мають відносно високу стабільну температуру. Розмістивши в септиці контур теплозбірника можна забезпечити заміський будинок гарячою водоюза рахунок відбору тепла із септика, що, у свою чергу, знижує навантаження та капітальні витрати на основний контур.

Будь-яка гаряча вода після використання зливається в септик чи каналізацію, тобто. просто викидається, тому повернення (рекуперація) тепла за допомогою режиму DX дозволяє «замкнути», мінімізувати витрати на ГВП. За допомогою петлі-випарника, затопленої в септик з одного боку і підключеної через порти до теплового насоса з іншого, можна використовувати тепло стічних вод. Після використання людиною гарячої води вона потрапляє у септик, звідти тепло стічних вод за допомогою теплового насоса передається на підігрів холодної води необхідної температури, тобто. цикл повністю замикається. У той час, коли немає водорозбору, немає потреби в підігріві гарячої води. З цієї причини виключається надмірне охолодження септика, тобто. це анітрохи не шкодить його біосистемі.

Підігрів води у басейні за допомогою теплового насоса (повітря-вода)

Теплові насоси призначені для нагрівання води басейну, використовуючи тепло довкілля, тобто повітря. Основними елементами теплового насоса є: вентилятор, конденсатор, компресор, теплообмінник та блок управління.

На споживання тепла для вуличного басейну впливають звички людей, які їм користуватимуться, і тип басейну. Якщо підігрів басейну здійснюється в міжсезоння, немає сенсу враховувати споживання басейну в обсязі тепла, що поставляється тепловим насосом.

Приблизний розрахунок споживання тепла залежить від таких параметрів, як площа басейну, наявність вітру, температури води у басейні, кліматичних умов у місці встановлення, частоти та тривалості використання, наявності даху чи тенту над басейном.

Розподіл теплових витрат відкритого басейну виглядає приблизно так:

· конвекція в навколишнє середовище 10–20%;

· віддача тепла в атмосферу 5-20%;

· випаровування з поверхні води 50-80%;

· віддача тепла стін басейну 2-5%.

Найбільш вигідною є інтеграція системи підігріву води відкритого басейну за допомогою теплового насоса в інженерну систему будівлі в південних районах. У теплий період року, коли можливе використання басейну, у південних районах основна витрата енергії йде на охолодження будівлі. Тепловий насос здатний працювати не тільки в режимі підігріву, а й охолодження. При цьому виділяється тепло, яке зазвичай утилізується в землю, у разі інтеграції двох систем це тепло буде використано на підігрів води в басейні. Дослідження, проведене вченими США, показало, що використання систем підігріву води в басейні з тепловим насосом дозволяє скоротити довжину зовнішнього контуру на 20%, а також підвищити економічну ефективність теплового насоса.

У північних районах, де основним споживачем енергії є система опалення, довжина контуру підбирається, виходячи із забезпечення опалювального навантаження і залишається без змін.

Споживання тепла для внутрішнього басейну залежить від температури води у ньому, від різниці між температурою води у басейні та температурою приміщення, і навіть від частоти використання басейну.

У разі інтеграції системи підігріву внутрішнього басейну в систему опалення будинку за допомогою теплового насоса може знадобитися збільшення зовнішнього контуру трубопроводів.

Для первинного нагрівання води у басейні до температури понад 20 °C необхідно приблизно 12 кВт·год/м 3 . Час повного циклу підігріву басейну залежить від його величини та встановленої опалювальної потужності (час нагріву може становити кілька днів).

Приклад розрахунку періоду обігріву води у басейні:

· басейн має об'єм 31,5 м 3(7 x 3 x 1,5 м);

· початкова температура 15 °C, бажана температура 28 °C;

· для підігріву басейну тепловому насосу необхідно зробити:
Q = 31,5 · (28 - 15) · 4186/3600 = 476 кВт.

При потужності теплового насоса 10 кВт басейн (не враховуючи витрати) підігріватиметься 47,6 год (близько двох діб).

Підключення підігріву води плавального басейну здійснюється паралельно тепловими насосами опалення та гарячого водопостачання. Підігрів води басейну слід виконати через теплообмінник басейну, т.к. їх матеріали мають підвищену корозійну стійкість з урахуванням впливу води, що містить хлор.

Зниження теплових витрат

Використання спеціального укриття басейну (пластикової плівки-мембрани) у годинник, коли басейн не використовується, дозволяє скоротити втрати тепла та частково знизити конвекцію. Загалом за допомогою використання укриття для басейну можна зберегти до 50% тепла. У внутрішніх басейнів укриття поверхні нестиме ще іншу важливу функцію - зниження кількості вологи, що виділяється з дзеркала басейну в приміщення. Плівка, що закриває, повинна бути стійка до УФ-випромінювання (насамперед у зовнішніх басейнів).

Якщо система підігріву вуличного басейну тепловим насосом поєднана із системою охолодження будівлі, то особливо спекотні дні вкривати басейн не рекомендується, т.к. у системі спостерігатимуться надлишки тепла.

Установка теплового насосу

Для роботи теплового насоса необхідно лише розмістити його поблизу басейну, підключити до системи фільтрації води басейну та до електрики, забезпечити відведення дренажу та вільний доступ свіжого повітря. Тепловий насос може працювати при температурі не нижче +7° С. Монтаж теплового насоса зазвичай відбувається протягом дня і він може бути здійснений у вже змонтовані системи фільтрації.

Блок може бути встановлений у будь-якому місці зовні за умови, що дотримуються вимог до мінімальної відстані від інших об'єктів. Для басейнів усередині приміщень проконсультуйтеся з установником обладнання.

Зазвичай, тепловий насос для басейну встановлюється в радіусі 7.5 метрів від басейну. Чим більша відстань від басейну, тим більше втрати тепла у підводці. Так як більшість труб закопуються, теплові втрати можуть бути мінімальними на відстані до 30 метрів (15 метрів до і від теплового насоса = 30 метрів в цілому), за винятком випадків, коли земля сира. Втрати тепла на кожні 30 м можна грубо прийняти 0.6 кВт*год (2000 BTU) на кожні 5С різниці між температурою в басейні та температурою навколишньої труби землі, що спричиняє збільшення часу роботи на 3-5%.

Мінімальна необхідна відстань для блоків теплового насоса, розташованих на кожній стороні басейну (див. малюнок нижче).

Необхідно встановити by-passу разі, якщо потік води від насоса в басейні перевищує зазначений виробником потік через теплообмінник теплового насоса більш ніж 20%.

Необхідно збільшити розмір вихідної труби, щоб запобігти замерзанню протягом холодної пори року, встановити трійник і клапан для полегшення процедури заміни труби взимку або зливу води із системи для запобігання її замерзанню, якщо тепловий насос припиняє свою роботу при негативній температурі навколишнього середовища, інакше , пристрій може бути пошкоджено.

Усі добавки хімікатів повинні вводитись після теплового насоса по струму води. Між установкою для хлорування та нагрівачем необхідно встановити уловлювач, що запобігає поверненню хлору в тепловий насос (див. малюнок нижче).

Опис:

Теплові насоси, що використовуються для басейнів, - це високоефективні та енергозберігаючі пристрої, що забезпечують нагрівання води з використанням тепла навколишнього середовища.

Використання теплових насосів для підігріву води у басейнах

А. А. Садовніков, директор «Вігорцентр»

Теплові насоси, що використовуються для басейнів, - це високоефективні та енергозберігаючі пристрої, що забезпечують нагрівання води з використанням тепла навколишнього середовища.

Як правило, нагрівання води в басейнах здійснюється або за допомогою електронагрівачів, або через водоводяні теплообмінники, використовуючи теплову енергію теплоцентралі або опалювального котла, при цьому виникає низка негативних моментів - високі тарифи на енергоносії та в більшості випадків нестача електричних потужностей для підключення необхідного обладнання.

У разі доцільно застосування теплових насосів. З їх допомогою можливе нагрівання води як закритих, так і відкритих басейнів. Принцип дії теплового насоса полягає у перенесенні тепла, отриманого з навколишнього середовища (води, ґрунту чи повітря), у воду басейну. У порівнянні з електронагрівачами тепловий насос дозволяє заощаджувати до 80% електроенергії. Наприклад, споживаючи 1,24 кВт електричної енергії, тепловий насос здатний виробити 5,5 кВт теплової енергії.

Тепловий насос не вимагає особливого обслуговування та досить простий в управлінні. Експлуатаційні параметри настроюються за допомогою спеціального блоку автоматики.

Джерелом теплової енергії може бути грунт, ґрунтові та підземні води, водойми, повітря, а отже нагрівання води можна здійснювати всесезонно. До того ж, як доповнення до теплового насоса, можна використовувати сонячні колектори, які забезпечать додаткову теплову потужність без витрат на електрику, а також знизить час роботи теплового насоса в ясну погоду, працюючи на підтримання температури води.

У геотермальних насосів зовнішній контур, що збирає тепло навколишнього середовища, є поліетиленовим трубопровідом, покладеним у землю або у воду. Теплоносій - розчин етиленгліколю (або етилового спирту) або антифриз (розсіл).

При використанні джерела тепла скелястої породи трубопровід опускається в свердловину. Можна пробурити кілька неглибоких свердловин – це, можливо, обійдеться дешевше ніж одна глибока. Головне – отримати загальну розрахункову глибину. Також, за наявності достатньої кількості ґрунтових і підземних вод, через зовнішній контур можна прокачувати воду, що отримується з однієї свердловини, і скидати її в іншу свердловину або водоймище.

При укладанні контуру в землю для досягнення максимального ККД бажано використовувати ділянку з вологим ґрунтом, найкраще з близько розташованими ґрунтовими водами. Використання теплових геотермальних насосів на ділянках із сухим ґрунтом теж можливе, але це призводить до збільшення довжини контуру. Укладання може здійснюватися горизонтально або траншеї. Спеціальної підготовки ґрунту не потрібно, впливу на зростання рослин на ділянці трубопровід при правильному укладання не має.

Найближча водойма – ідеальне джерело тепла для теплового насоса. При використанні джерела тепла озера або річки контур укладається на дно. Цей варіант є оптимальним: «висока» температура навколишнього середовища (температура води у водоймі взимку завжди позитивна), короткий зовнішній контур, високий коефіцієнт перетворення енергії тепловим насосом.

Існує також модель теплового насоса з повітряним теплообмінникомдля одержання теплової енергії з повітря. Крім обробки повітря навколишнього середовища, такий насос може ефективно отримувати тепло із використаного всередині приміщень повітря, наприклад, витяжки вентиляційної системи.

Використання теплового насоса є гарною альтернативою для підвищення цін на традиційні види палива. Використання теплових насосів забезпечує будівлю та басейн теплом, вироблення якого безпечне для навколишнього середовища та економічне.

Підігрів води у басейні

Підігрів води в басейні тепловим насосом економічніший і зручніший, ніж підігрів за допомогою електронагрівача. Також існує можливість точного регулювання процесу підігріву води на відміну від підігріву води сонячними панелями.

На споживання тепла для вуличного басейну впливають звички людей, які їм користуватимуться, і тип басейну. Якщо підігрів басейну здійснюється в міжсезоння, немає сенсу враховувати споживання басейну в обсязі тепла, що поставляється тепловим насосом.

Приблизний розрахунок споживання тепла залежить від таких параметрів, як площа басейну, наявність вітру, температури води у басейні, кліматичних умов у місці встановлення, частоти та тривалості використання, наявності даху чи тенту над басейном.

Розподіл теплових витрат відкритого басейну виглядає приблизно так:

• конвекція у довкілля 10–20%;
• віддача тепла в атмосферу 5-20%;
• випаровування з поверхні води 50-80%;
• віддача тепла стін басейну 2-5%.

Найбільш вигідною є інтеграція системи підігріву води відкритого басейну за допомогою теплового насоса в інженерну систему будівлі в південних районах. У теплий період року, коли можливе використання басейну, у південних районах основна витрата енергії йде на охолодження будівлі. Тепловий насос здатний працювати не тільки в режимі підігріву, а й охолодження. При цьому виділяється тепло, яке зазвичай утилізується в землю, у разі інтеграції двох систем це тепло буде використано на підігрів води в басейні. Дослідження, проведене вченими США, показало, що використання систем підігріву води в басейні з тепловим насосом дозволяє скоротити довжину зовнішнього контуру на 20%, а також підвищити економічну ефективність теплового насоса.

У північних районах, де основним споживачем енергії є система опалення, довжина контуру підбирається, виходячи із забезпечення опалювального навантаження і залишається без змін.

Споживання тепла для внутрішнього басейну залежить від температури води у ньому, від різниці між температурою води у басейні та температурою приміщення, і навіть від частоти використання басейну.

У разі інтеграції системи підігріву внутрішнього басейну в систему опалення будинку за допомогою теплового насоса може знадобитися збільшення зовнішнього контуру трубопроводів.

Для первинного нагрівання води у басейні до температури понад 20 °C необхідно приблизно 12 кВт·год/м 3 . Час повного циклу підігріву басейну залежить від його величини та встановленої опалювальної потужності (час нагріву може становити кілька днів).

Приклад розрахунку періоду обігріву води у басейні:

• басейн має об'єм 31,5 м3 (7 x 3 x 1,5 м);
• початкова температура 15 °C, бажана температура 28 °C;
• для підігріву басейну тепловому насосу необхідно зробити:
  Q= 31,5 · (28 - 15) · 4186/3600 = 476 кВт.

При потужності теплового насоса 10 кВт басейн (не враховуючи витрати) підігріватиметься 47,6 год (близько двох діб).

Підключення підігріву води плавального басейну здійснюється паралельно тепловими насосами опалення та гарячого водопостачання. Підігрів води басейну слід виконати через теплообмінник басейну, т.к. їх матеріали мають підвищену корозійну стійкість з урахуванням впливу води, що містить хлор.

Зниження теплових витрат

Використання спеціального укриття басейну (пластикової плівки-мембрани) у годинник, коли басейн не використовується, дозволяє скоротити втрати тепла та частково знизити конвекцію. Загалом за допомогою використання укриття для басейну можна зберегти до 50% тепла. У внутрішніх басейнів укриття поверхні нестиме ще іншу важливу функцію - зниження кількості вологи, що виділяється з дзеркала басейну в приміщення. Плівка, що закриває, повинна бути стійка до УФ-випромінювання (насамперед у зовнішніх басейнів).

Якщо система підігріву вуличного басейну тепловим насосом поєднана із системою охолодження будівлі, то особливо спекотні дні вкривати басейн не рекомендується, т.к. у системі спостерігатимуться надлишки тепла.

Аквапарки

Перші аквапарки закритого типу у світі з'явилися на рубежі 1970-80-х років. Аквапарки – дорогі об'єкти з високими первинними капіталовкладеннями та подальшими експлуатаційними витратами. Одним із завдань проектувальників є оптимізація вартісних показників усіх частин проекту. Сьогодні визначено рівень вартісних показників рентабельного об'єкта, який може коливатися в діапазоні від $15 до 30 млн (за даними Ingenieur-BuroGansloser GmbH, Німеччина).

При розв'язанні задачі оптимізації вартісних показників проекту перед проектувальником виникає багатокритеріальне завдання та головна її складова лежить у підході до створення комплексного енергоефективного проектного рішення будівлі аквапарку.

Закритий аквапарк – це складна гідротехнічна споруда зі штучним кліматом, призначена для відпочинку та оздоровлення широкого вікового кола людей.

Водна поверхня басейнів є інтенсивним джерелом випаровування. При нормальній температурі води в басейнах аквапарку 26 ° C, температурі повітря 27 ° C і відносній вологості 60% з кожного м 2 дзеркала басейнів виділяється 230 г води на годину. В результаті створюються несприятливі мікрокліматичні умови та відбувається конденсація парів води на відносно холодних конструкціях, що захищають. Це призводить до запотівання вікон, намокання стін, руйнування внутрішньої обробкиприміщень, утворення плісняви, корозії. Особливо небезпечною є корозія арматури залізобетонних конструкцій, а також утворення тріщин у цегляну кладкута шлакобетонної кладки при замерзанні вологи, що проникає в результаті конденсації в товщу зовнішніх огорож. Сумним результатом часом є повне руйнація будинку чи його непридатність до подальшої експлуатації.

Отже, вирішення задачі осушення повітря всередині вологої зони аквапарку дуже важливо, а найбільш економічним і ефективним способомборотьби з надмірною вологістю є так званий конденсаційний. Для акваторій загальною площею понад 2000 м 2 повинні застосовуватись установки центрального кондиціонера великої продуктивності близько 100000 м 3 /год. У складі установки є теплообмінники діагонального типу (рекуператор) і тепловий насос, що працює в реверсивному режимі. Конструктивно тепловий насос дозволяє змінювати режим роботи із зимового на літній та навпаки. За такої продуктивності бажано досягти коефіцієнта енергетичної ефективності з показником 4:1, тобто. на кожен кВт споживаної енергії потужність, що віддається, повинна становити 4 кВт. Враховуючи, що аквапарки є об'єктами вищої категорії енергетичної насиченості, зазначені показники ефективності, що призводять до 4-кратного зниження відповідних експлуатаційних витрат, дають дуже відчутну річну економію з терміном окупності необхідних капітальних вкладеньу кілька років.

Використання тепла стічних вод

Також хочеться згадати як середовище для забору тепла тепловим насосом стічні води. Септик – спеціально спроектована ємність, у якій відбувається очищення стічних вод заміського будинку чи котеджу. Септики розрізняються за кількістю камер (від однієї до трьох) та способом очищення – з доступом та без доступу повітря.

Септик - ідеальне рішення відведення та біологічного очищення стічних вод. Зливні води мають відносно високу стабільну температуру. Розмістивши в септику контур теплозбірника, можна забезпечити заміський будинок гарячою водою за рахунок відбору тепла із септика, що, у свою чергу, знижує навантаження та капітальні витрати на основний контур.

Будь-яка гаряча вода після використання зливається в септик чи каналізацію, тобто. просто викидається, тому повернення (рекуперація) тепла за допомогою режиму DX дозволяє «замкнути», мінімізувати витрати на ГВП. За допомогою петлі-випарника, затопленої в септик з одного боку і підключеної через порти до теплового насоса з іншого, можна використовувати тепло стічних вод. Після використання людиною гарячої води вона потрапляє у септик, звідти тепло стічних вод за допомогою теплового насоса передається на підігрів холодної води необхідної температури, тобто. цикл повністю замикається. У той час, коли немає водорозбору, немає потреби в підігріві гарячої води. З цієї причини виключається надмірне охолодження септика, тобто. це анітрохи не шкодить його біосистемі.

Вигоди системи з тепловим насосом:

економічність.Тепловий насос використовує витрачену енергію значно ефективніше за будь-які інші опалювальні системи, що спалюють паливо або використовують електричні нагрівальні елементи. При цьому теплові насоси мають значний ресурс (термін служби 50-100 років при міжремонтних інтервалах 15-25 років);

доступність та повсюдність.Практично немає такого будинку чи об'єкта, де було б неможливе встановлення теплового насоса. Це обладнання не залежить від примх погоди, постачальників та тарифів на тепло, наявності дров чи дизельного палива чи просто від падіння тиску газу в мережі;

екологічність.Опалення тепловими насосами – екологічно чистий спосіб обігріву. Така установка не лише заощадить гроші на енергоресурси, а й збереже здоров'я мешканцям будинку. Дані опалювальні установки не спалюють паливо і, відповідно, не утворюються шкідливі для людини оксиди. Застосування теплових насосів позитивно впливає екологію всієї планети, скорочується вироблення електроенергії на ТЕЦ. Френони, що використовуються в теплових насосах, озонобезпечні і не містять хлорвуглеців;

Універсальність.Теплові насоси – реверсивні, вони не лише виробляють тепло, а й охолоджують приміщення. Теплові насоси можуть відбирати тепло з повітря вдома, охолоджуючи його та спрямовувати теплові надлишки у свердловину або на вулицю з повітрям. Влітку надлишкове тепло можна використовувати на підігрів басейну;

безпека.Теплові насоси пожежо- та вибухобезпечні. Немає відкритого вогню, викидів, немає палива, небезпечних газів чи сумішей. Елементи його конструкції не нагріваються до високих температур, здатних спалахнути горючі матеріали. Зупинка теплового насоса не призведе до поломки або замерзання рідини.