Тепловой насос для подогрева воды в бассейне

Тепловой насос для бассейна – это эффективный и экономичный способ нагрева воды до оптимальной температуры. Такой агрегат одинаково хорошо подойдет как для уличных, так и для крытых бассейнов. Невзирая на то, что он работает от электросети, его применение для отопления искусственного водоема совершенно безопасно.

Принцип работы теплового насоса для бассейна

Принцип, лежащий в основе функционирования теплового насоса для нагрева бассейна, идентичен принципу работы холодильника с точностью до наоборот. Все знают, что холодильник отводит тепло из своего корпуса. Однако не многие задумываются, что это тепло согласно закону сохранения энергии не может просто исчезнуть. Холодильник отводит его на конденсатор, который расположен на его задней стенке.

Тепловой насос для бассейна
Тепловой насос для бассейна

Функционируя, тепловой насос забирает энергию из низкопотенциальных природных источников. Происходит это следующим образом:

  • Теплообменный блок, именуемый испарителем, находящийся в контакте с низкопотенциальным источником энергии забирает его тепло. Циркулирующий по системе трубок хладагент, как правило, фреон, нагревается и переходит в газообразное состояние. Особенность фреона заключается в том, что он не затвердевает даже при отрицательных температурах. Его температура всегда ниже, чем температура среды, с которой он контактирует, забирая тепло.
  • Образовавшийся газ устремляется дальше по системе трубок теплового насоса, после чего попадает в компрессор. Там за счет нагнетаемого давления газ сжимается и получает дополнительный нагрев, таким образом, его потенциальная энергия еще более увеличивается.
  • На следующем этапе высокопотенциальный газ направляется в конденсатор теплового насоса. Он выступает нагревательным элементом для конечной среды. Там накопленная тепловая энергия высвобождается и передается на теплоприемник. Хладагент при этом снова переходит в жидкое состояние (конденсируется), и отправляется во внешний теплообменник. Также на данном этапе происходит сброс давления, нагнетенного в конденсаторе.

Использование этого принципа для обогрева бассейна позволяет экономить значительные средства. Так как вода обладает очень большой теплоемкостью, для нагрева ее в больших количествах необходимо затратить огромное количество энергии. Использование с этой целью исключительно электричества влетит в копеечку. Тепловые насосы в свою очередь используют его не для нагрева конечного теплоприемника, а для функционирования оборудования. Это по сравнению с разогревом многих тонн воды сущие пустяки. Порядка восьмидесяти процентов вырабатываемой тепловыми насосами тепловой энергии являются бесплатными. Они получены из внешней природной среды. Отношение затраченной на функционирование теплонасоса электроэнергии к выработанной им тепловой энергии составляет примерно 1 к 5.

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

Тепловой насос воздух-вода
Тепловой насос 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.

Особенности выбора теплового насоса для бассейна

Стоимость тепловых насосов достаточно велика и возрастает вместе с увеличением мощности и оснащенности агрегата. Поэтому не всегда самым эффективным решением будет покупка самого мощного и максимально укомплектованного теплового насоса.

Для того, чтобы сделать оптимальный выбор, нужно учесть ряд факторов:

  • Крытый бассейн или же он находится на улице.
  • Масса воды, подлежащей разогреву. Объем бассейна – это один из наиболее важных факторов, определяющих выбор теплового насоса.
  • Кроме объема весьма важным параметром являются температуры воды, исходная и целевая, до которой воду необходимо нагреть.

В плане технического оснащения разные модели тоже могут во многом отличаться. Один и тот же насос может обогревать исключительно бассейн или и помещение, в котором он находится тоже. Кроме этого, существуют модули, практически полностью автоматизирующие работу этих агрегатов. Их применение значительно повышает комфорт от использования тепловых насосов, но их наличие необязательно. Таким образом, определение своих потребностей поможет ответить на вопрос, какой тепловой насос выбрать?

Расчет мощности теплового насоса для бассейна

Существует формула для ориентировочного расчета необходимой мощности теплонасоса для бассейна. Она выглядит следующим образом:

Условные обозначения:

  1. P – мощность в киловаттах;
  2. 16 – коэффициент, делающий поправку на потерю тепла водой вследствие испарения;
  3. ΔT – разница между исходной и конечной температурой воды;
  4. t – время в часах, требуемое на разогрев воды в бассейне;
  5. V – объем воды в бассейне в метрах кубических.

Стоит понимать, что этот расчет достаточно приблизителен и усреднен. Данная формула не учитывает множество факторов, таких как температура воздуха в помещении или на улице, вентиляцию помещения и так далее. Для наиболее точного определения мощности теплонасоса для конкретного бассейна лучше проконсультироваться со специалистом.

Особенности установки теплового насоса для бассейна

Особенности монтажа теплового насоса будут в первую очередь зависеть от его конструкции. В случае с системами вода-вода и грунт-вода без помощи бригады специалистов не обойтись. Более простые в установке насосы системы воздух-вода можно попробовать установить самостоятельно.

Как правило, комплект поставки агрегата снабжается подробными инструкциями по его сборе. Все элементы воздушного теплового насоса монтируются на открытые поверхности, без заглубления. По сути, монтаж такой системы будет включать в себя установку комплектных блоков и объединение их в единую сеть посредством трубопроводов и электрических кабелей.

Так как отапливаемый объект является водным, в районе его расположения преобладает высокая влажность. Этот фактор требует особого внимания ко всем работам по устройству системы электроснабжения насоса.

В связи с этим все области электрических контактов подлежат тщательной изоляции. Кроме того, каждый токопроводящий блок конструкции должен быть заземлен.

Самостоятельное изготовление теплового насоса

Наиболее осуществимым является изготовление своими руками насоса системы воздух-вода. Для этого нужно собрать и подготовить основные элементы конструкции (испаритель, компрессор и конденсатор) и объединить их в единое целое.

Создание теплового насоса своими руками
Создание теплового насоса своими руками

Для создания испарителя можно использовать полимерный бак большого объема. Для этого в бак помещается змеевик цилиндрической формы. Изготовить змеевик можно самостоятельно, обмотав медную трубку вокруг цилиндрического объекта подходящего размера. После этого к баку монтируется система нагнетания воздуха. Испаритель готов.

Далее нужно соорудить конденсатор. Для него аналогичным образом изготавливается второй змеевик, который помещается во второй бак, на этот раз металлический. Метал желательно должен быть устойчив к коррозии. После помещения змеевика в бак концы медной трубки выводятся наружу, а бак герметизируется посредством сварки.

Изготовить в домашних условиях компрессор представляется маловероятным. Поэтому нужно просто найти или купить этот элемент, снятый со старой сплит-системы. Когда три основных элемента готовы, производится их соединение системой труб. После этого необходимо провести заливку хладагента и наладить электропитание агрегата. Остается обеспечить контакт конденсатора с нужным теплоприемником и можно запускать тепловой насос.

Таким образом, выгода от использования теплонасоса для подогрева воды в бассейне оправдывает вложения в его приобретение. Тем более, что они окупятся в перспективе длительного использования.

ПОДЕЛИТЬСЯ

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here