Untuk memanaskan dan menyediakan air panas ke rumah-rumah pribadi, disarankan untuk menggunakan pompa panas air-air yang bekerja dari sumber alami - air tanah, sungai, kolam, dll. Sistem ini ditandai dengan keamanan lingkungan absolut, tidak memerlukan pengeluaran rutin untuk bahan habis pakai, oleh karena itu sistem ini menjadi semakin populer.
Kami akan berbicara tentang opsi untuk perangkat pompa panas yang menggunakan energi lingkungan air untuk mengirimkannya ke sistem pemanas domestik. Untuk tuan rumah yang ingin tahu, kami menjelaskan prinsip-prinsip pengoperasian opsi perangkat yang populer dan teknologi konstruksi. Di sini Anda akan menemukan peralatan apa yang diperlukan untuk mengoperasikan sistem.
Prinsip pengoperasian pompa air panas-air
Pompa panas mewujudkan prinsip siklus Carnot. Ini terdiri dalam kenyataan bahwa zat bergerak dalam sistem tertutup dan mengubah keadaan agregatnya dari cair menjadi gas di bawah pengaruh faktor kimia, fisik atau termal melepaskan dan menyerap sejumlah besar energi panas.
Peran substansi kerja adalah pembawa termal - air dari sumur atau reservoir.
Bahkan di musim dingin, suhu alami pada kedalaman tertentu mempertahankan suhu positif, sehingga energi panas dapat diekstraksi dari mereka sepanjang tahun. Satu-satunya kelemahan dari instalasi adalah konsumsi daya yang tinggi dan kebutuhan untuk membeli peralatan tambahan.
Diagram menunjukkan lintasan sirkulasi air dan refrigeran. Sistem ini memungkinkan Anda menerima energi termal, terlepas dari musim apa pun
Elemen utama pompa panas air-ke-air adalah:
- kompresor;
- evaporator;
- kapasitor;
- katup induksi ekspansi;
- sistem otomatis untuk indikator pemantauan;
- beberapa jalan raya dari pipa tembaga;
- zat kerja (refrigeran).
Menggunakan pompa khusus, air mengalir melalui pipa dari sumber ke pabrik pemanas, setelah itu berinteraksi dengan gas (freon), yang mendidih pada suhu + 2-3 derajat. Freon menyerap sebagian panas air dan diserap oleh kompresor, di mana suhunya naik selama kompresi.
Peralatan pompa panas membutuhkan banyak ruang, tetapi memberikan kesempatan untuk menghilangkan ketergantungan komunal
Kemudian refrigeran memasuki kondensor, setelah itu zat panas memanaskan air ke suhu yang telah ditentukan (dari +40 hingga +80 derajat), yang diangkut melalui pipa-pipa sistem pemanas.
Air dingin memasuki evaporator, lalu dibuang ke sumur penerima. Setelah melewati kondensor, refrigeran menjadi cair dan terkumpul di bagian bawah elemen, kemudian melalui throttle kembali ke tempat asalnya. Selanjutnya, siklus berulang.
Galeri Gambar
Foto dari
Esensi dari pompa air panas-air
Unit dalam ruangan sistem panas bumi
Pompa panas kompak untuk rumah pribadi
Pengaturan pemanasan yang ekonomis
Apa yang harus dilihat ketika mengatur pemanasan seperti itu?
Ada sejumlah besar modifikasi berbeda dari pompa panas yang dirancang untuk kamar dengan berbagai tujuan dan ukuran, serta bekerja dalam kondisi yang berbeda. Peralatan ini ditujukan untuk memanaskan rumah dengan luas total 50 hingga 150 meter persegi.
Landmark nomor 1 - kesadahan air
Kualitas air sumur atau reservoir memainkan peran penting dalam pemilihan peralatan. Tidak semua model mampu berjalan di atas air keras yang mengandung banyak mangan dan besi.
Konsentrasi tinggi dari elemen-elemen ini merusak sistem - bentuk korosi pada pipa lebih cepat, yang mengarah pada penurunan efisiensi peralatan dan umur layanannya.
Karena itu, sebelum membeli pompa panas, mereka mengambil sampel air dan menganalisanya untuk mengetahui keberadaan unsur-unsur ini dan lainnya - hidrogen sulfida, amonia, klor, dll. Biasanya, jika suhu di kolam melebihi +13 derajat, maka dengan tingkat kemungkinan yang lebih besar ada banyak ion besi dan mangan di dalam air.
Dengan demikian, pompa panas air-air dipilih dengan mempertimbangkan kesadahan air. Ada sistem yang unsur-unsurnya paling terlindungi dari korosi, tetapi harganya lebih mahal.
Landmark nomor 2 - mode operasi
Pompa panas dapat digunakan sebagai satu-satunya sumber panas atau berinteraksi dengan sistem lain. Karena itu, sebelum memilih model, penting untuk menentukan dalam mode apa perangkat akan bekerja.
Ada dua jenis fungsi sistem:
- Monovalen. Perangkat memiliki kekuatan besar, cocok untuk memanaskan rumah.
- Bivalent. Perangkat yang kurang produktif melengkapi peralatan pemanas utama.
Untuk membangun sistem otonom dengan unit pemanas air-air utama, jenis monovalen diperlukan.
Titik referensi 3 - daya pompa
Daya adalah indikator penting ketika memilih pompa panas, karena kinerja sistem tergantung padanya. Semakin tinggi daya, semakin tinggi efisiensi peralatan, tetapi juga semakin besar konsumsi energinya.
Kinerja pompa air panas-air dipilih berdasarkan kebutuhan nyata
Ketika memilih perangkat dengan daya yang tidak mencukupi, efisiensi sistem akan turun jika kehilangan panas di rumah melebihi jumlah energi yang dipasok oleh sistem. Pompa panas dapat bekerja sepanjang waktu, tetapi tidak akan ada efek darinya karena menurunkan suhu air.
Ketika kehilangan panas bangunan lebih rendah daripada perpindahan panas sistem, pompa biasanya mulai secara otomatis selama beberapa menit, memanaskan air ke suhu yang ditentukan, dan mengangkutnya melalui sistem. Kemudian dimatikan sampai suhu turun beberapa derajat. Kemudian siklus berulang.
Landmark No. 4 - fungsional dari model tertentu
Pompa kalor mungkin memiliki fungsi tambahan, yaitu:
- Sistem kontrol otomatis yang memungkinkan Anda untuk menyesuaikan iklim mikro ruangan sesuai selera. Manajemen biasanya dilakukan menggunakan remote control.
- Fungsi memanaskan air untuk suplai air panas.
- Perumahan kedap suara.
- Kemampuan untuk terhubung ke sistem pemanas lain, kolektor surya, yang akan membuat peralatan pemanas sepenuhnya otonom.
Durasi operasi pompa kalor air-air biasanya melebihi 30 tahun.
Yang tidak kalah penting ketika memilih peralatan mempertimbangkan biaya pemasangan dan pemasangan.
Perhitungan kapasitas pompa kalor yang dibutuhkan
Sebelum membeli suatu sistem, penting untuk terlebih dahulu membuat konsep dan menghitung kapasitas peralatan yang diperlukan. Kinerja dihitung dengan mempertimbangkan permintaan panas aktual. Biaya panas, kehilangan panas di rumah dan ada atau tidak adanya rangkaian DHW diperhitungkan.
Algoritma Perhitungan:
- Kami menghitung total area kamar yang dipanaskan.
- Kami menentukan jumlah energi yang diperlukan untuk pemanasan. Indikator optimal per 1 meter persegi adalah 0,07 kW.
- Untuk mencairkan rumah pada N meter persegi, Anda membutuhkan N * 0,07 kW.
- Untuk DHW, 15-20% tambahan ditambahkan ke angka yang dihasilkan, yaitu, N * 0,07 * 0,85 atau N * 0,07 * 0,80.
Perhitungan ini akan optimal untuk kamar dengan langit-langit tidak melebihi ketinggian 2,7 m. Perhitungan yang lebih akurat akan dilakukan oleh spesialis selama persiapan proyek.
Galeri Gambar
Foto dari
Bagian dalam pompa panas air-ke-air
Di mana menguntungkan untuk mengatur pompa panas air-air
Peralatan yang efisien dengan penghematan energi
Pintu masuk aula penukar panas pompa panas
Pekerjaan persiapan sebelum operasi
Persiapan untuk perakitan, koneksi dan commissioning pompa panas dari seri air-air mencakup sejumlah langkah standar, yang akan kita kenali lebih jauh.
Memilih sumber air yang optimal
Perlu dicatat bahwa tidak setiap sumber terbuka atau sumur air cocok untuk kelancaran pompa panas. Kualitas air memainkan peran penting, tetapi filter dapat membantu menyelesaikan masalah polusi.
Diperbolehkan menggunakan badan air atau kolam yang terletak dalam radius 100 meter dari bangunan. Jika tidak ada sumber seperti itu, maka ada kebutuhan untuk pengeboran sumur.
Pilihan sumber untuk pompa panas harus fokus pada kesederhanaan dan biaya penggunaan. Dalam hal reservoir air terbuka terdekat, lebih masuk akal untuk menggunakannya
Perilaku open source lebih dapat diprediksi daripada air tanah, jadi jika memungkinkan, preferensi harus diberikan kepada badan air.
Galeri Gambar
Foto dari
Sumur panas bumi untuk pompa panas
Evaporator pompa panas murah
Menghubungkan pipa evaporator ke penukar panas
Tabung evaporator disiapkan untuk inspeksi
Pemasangan sistem termal menggunakan sumur
Untuk memasang sistem menggunakan pompa panas, diperlukan dua sumur. Salah satu sumur disebut debit. Di dalamnya ada pompa khusus yang direndam, dengan bantuan air diambil untuk diproses selanjutnya dalam sistem. Sumur kedua adalah sumur penerima. Air dingin mengalir ke dalamnya.
Tiriskan dan suplai sumur harus terpisah setidaknya 15 meter
Kedalaman sumur debit tidak boleh lebih dari 50 meter. Semakin dalam sumber air berada, semakin kuat pompa dibutuhkan untuk memasoknya, yang akan meningkatkan jumlah energi yang dikonsumsi.
Perangkat Sumur Debit
Sebelum memulai pengoperasian sumur debit, penting untuk mengetahui berapa banyak air yang dapat dihasilkan dan berapa banyak cairan yang dibutuhkan untuk menyediakan panas ke seluruh ruangan. Semakin tinggi suhu air, semakin sedikit yang dibutuhkan untuk pemanasan.
Penting untuk pra-menghitung volume V, yang harus dipompa keluar dari sumur selama satu jam untuk memanaskan ruangan. Misalkan ada pompa yang keluaran panasnya sama dengan angka tertentu Q kW, dan konsumsi daya - jumlahnya P kW Anda juga perlu mengetahui suhu air tanah (t1) dan suhunya setelah pertukaran panas (t2).
Maka rumus untuk menghitung jumlah air yang dibutuhkan per jam terlihat seperti ini:
V = (Q-P) / (t1-t2).
Secara analitis tidak mungkin untuk menentukan kemampuan sumur debit untuk mengirimkan jumlah air yang dibutuhkan, oleh karena itu, ia diuji. Dalam waktu 3 hari, pompa tanpa terputus memompa air dari sumur. Dengan demikian, pemeriksaan sumur penerima untuk kemampuan mengambil jumlah air yang dibutuhkan pada beban tinggi juga dilakukan.
Penting untuk dipahami bahwa air tanah berperilaku tidak terduga, sehingga air dari sumur debit dapat menjadi lebih kecil dari waktu ke waktu. Sebagai contoh, pasang surut diamati di musim semi, dan di musim dingin, sebaliknya, air berkurang. Jika tidak ada cukup air dalam sumur, sistem secara otomatis mati, pemanasan tidak terjadi.
Fitur sumur penerima
Sumur penerima menerima terletak di hilir air tanah. Secara analitis tidak mungkin untuk menentukan ke arah mana air bergerak. Oleh karena itu, dalam praktiknya, sumur arbitrer dipilih sebagai sumur debit dan pompa submersible diluncurkan ke dalamnya.
Jika selama operasi sistem ketinggian air tidak turun, maka pilihan dibuat dengan benar. Jika level telah turun, dan suhu air telah turun, maka Anda perlu menukar sumur di tempat - pindahkan pompa submersible ke lubang lain.
Pipa pembuangan ke sumur penerima harus direndam beberapa sentimeter di dalam air, tidak sampai ke dasar.Jika Anda membuang cairan limbah dari atas, ini akan menyebabkan genangan air. Sumur tubular mungkin berhenti mengambil air dan menyumbat.
Hasilnya mengancam meluap, dan di musim dingin, kemungkinan lapisan gula. Pilihan terbaik untuk sumber penerima adalah sungai atau kolam. Jika benda-benda ini tidak berada di dekatnya, maka perlu untuk mengebor satu atau lebih sumur penerima untuk memastikan agar tidak meluap.
Gambar tersebut menunjukkan contoh penggunaan satu sumur sebagai sumur penerima dan debit
Tidak mungkin untuk mengetahui apakah suatu sumur akan menerima air, baik secara analitik atau dengan metode pengujian. Praktek menunjukkan bahwa sumur drainase dapat secara terus menerus menyerap air selama bertahun-tahun, dan bahkan mungkin gagal dalam satu musim.
Ada teknologi yang memungkinkan penggunaan satu sumur sebagai debit dan sumur penerima, tetapi metode ini tidak efektif - operasi akan disertai dengan kesulitan, mungkin menurunkan suhu air, genangan air dan sejumlah masalah lainnya.
Sistem perangkat menggunakan kolam
Kolam yang dipilih harus cukup dalam sehingga lapisan air yang lebih rendah tidak membeku selama musim salju yang parah. Di wilayah selatan, kedalaman optimal akan menjadi sekitar 1 meter, di wilayah utara sumber dengan kedalaman 3 meter atau lebih akan diperlukan. Selain itu, kolam harus stabil - fluktuasi ketinggian air dan pengurangannya tidak dapat diterima.
Ada dua jalur pipa ke reservoir - debit dan penerimaan. Pompa selam dipasang di penerima
Sebagai pipa, direkomendasikan untuk menggunakan model dari HDPE, yang ditandai oleh daya tahan dan keandalan. Penting untuk melindungi pipa dari pembekuan, dengan tambahan mengisolasi mereka, dan dari terobosan.
Mempersiapkan rumah untuk pompa panas
Untuk berinteraksi dengan pompa panas air-air, sistem pemanas berbasis air harus dilengkapi di rumah, disajikan dalam bentuk pipa, baterai radiator. Untuk insulasi yang lebih baik di lantai dan dinding, juga diperbolehkan memasang pipa pemanas.
Jika peralatan akan digunakan untuk memasok air panas, maka rumah harus memiliki sistem pengumpulan. Agar pompa dapat berfungsi, Anda harus terhubung ke jaringan listrik dengan daya tak terbatas.
Tanpa langkah-langkah tambahan untuk isolasi termal rumah (isolasi dari luar, pemasangan jendela bilik ganda, dll.), Pengoperasian pompa panas tidak masuk akal.
Para ahli merekomendasikan pemasangan sistem ventilasi tambahan dengan mekanisme pemanasan udara. Freon yang digunakan dalam peralatan berbahaya bagi manusia. Jika fraktur mikro terjadi di sirkuit sistem, gas akan dilepaskan dan dengan demikian memindahkan udara dari ruangan. Refrigeran dapat menyebabkan eksaserbasi penyakit paru-paru pada seseorang, serangan asma.
Pompa panas adalah alat berat, beratnya bisa mencapai ton (tergantung pada daya dan ukuran), oleh karena itu, untuk menginstalnya, dalam beberapa kasus perlu untuk membangun fondasi Anda sendiri, tidak terhubung ke pondasi pondok.
Sebelum memasang peralatan, Anda harus mempertimbangkan dimensi ruangan yang diizinkan, menjaga jarak ke dinding yang ditunjukkan dalam paspor produk.
Peralatan opsional
Pilihan peralatan tambahan untuk pompa panas adalah tugas yang bertanggung jawab, solusi yang sangat menentukan layanan jangka panjang dari sistem pemanas secara keseluruhan dan tidak adanya masalah dalam operasi.
Pompa submersible untuk sumur dan kolam
Jika pompa panas digunakan dalam sistem untuk memasok air panas, perangkat dengan daya rendah dapat menurunkan tekanan di keran. Pompa yang kuat akan menyelesaikan masalah ini, tetapi ia menghabiskan lebih banyak energi. Daya minimum yang diijinkan selama operasi FGP adalah 1 kW.
Ada banyak modifikasi pompa submersible. Pilihan dibuat dengan mempertimbangkan tiga kriteria, yaitu:
- Jumlah cairandigunakan untuk memompa (semakin banyak air yang harus Andaangkut, semakin tinggi daya pompa).
- Sangat dalam (semakin dalam sumur, semakin besar kapasitas peralatan seharusnya);
- Diameter baik (mereka secara tradisional lebih menyukai poros 4 inci, karena jumlah pompa terbesar dibuat untuk mereka, berbeda dengan poros 3 inci).
Untuk menentukan kedalaman sumur, perlu untuk mengamankan beban pada tali dan menurunkannya ke poros. Bagian tali yang basah akan menunjukkan kedalaman penuh sumur, sedangkan bagian yang kering akan menentukan jarak dari awal air ke permukaan.
Pompa dicelupkan ke dalam lubang sumur sampai kedalaman yang ditentukan oleh pabrik perangkat. Biasanya, lembar data menunjukkan berapa meter harus antara cermin air dan pompa, bagian bawah output dan pompa
Baik pompa universal dan peralatan yang dirancang khusus untuk sumur dapat cocok untuk tambang. Jika tambang dikembangkan oleh para profesional, maka tambangnya tidak akan tersumbat, jadi Anda bisa menggunakan pompa universal dengan aman.
Pompa yang dirancang khusus untuk lubang bor lebih mahal, tetapi mereka melakukan pekerjaan besar dengan pasir dan lumpur, lebih sedikit penyumbatan. Universal peka terhadap kandungan tinggi bahan organik, mereka harus dibersihkan secara teratur dari kotoran, sehingga kehidupan mereka berkurang.
Pompa dengan peralatan otomatis harus dipilih, karena ketika motor kepanasan, penyumbatan berlebih atau kekurangan air di sumur, pompa mati secara independen, sehingga engine tidak kepanasan dan tidak gagal.
Menurut prinsip tindakan, 2 jenis pompa submersible dibedakan:
- Sentrifugal.
- Bergetar.
Untuk pekerjaan di sumur yang menghasilkan air di batu kapur, model dalam sentrifugal lebih disukai. Mereka sensitif terhadap air dengan butiran pasir dan suspensi tanah liat.
Jika pompa panas akan dihubungkan ke reservoir terbuka, lebih baik menggunakan peralatan pemompaan permukaan yang dirancang untuk memompa air kotor, atau perangkat bergetar yang tidak mahal.
Pompa panas penukar panas menengah
Dalam pompa panas, selama sirkulasi, Freon mungkin tidak cukup dingin, yang menyebabkan overheating kompresor sebagai akibat dari suhu pembuangan yang berlebihan. Karena itu, penting untuk meningkatkan pendinginan zat, sehingga menurunkan tekanan di sirkuit.
Ada masalah lain yang umum terjadi pada semua pompa panas - refrigeran dapat bercampur dengan uap air. Jika cairan memasuki kompresor, palu air dapat terjadi. Dalam hal ini, Anda perlu memperbaiki atau mengganti komponen. Juga, air dapat masuk ke dalam minyak, dan sulit untuk mengekstraknya dari sana.
Semua masalah di atas diselesaikan dengan memasang penukar panas perantara. Penukar panas datang dalam tiga jenis - tipe terbuka, shell-and-tube dan koil.
Modifikasi tipe terbuka menetralkan cairan yang terperangkap dalam freon selama sirkulasi, yang meminimalkan kemungkinan kejutan kompresor. Perangkat ini ditandai oleh kinerja tinggi dengan konsumsi daya minimal.
Saat memasang penukar panas tipe terbuka, penting untuk memilih dengan benar ukuran pipa cair untuk memastikan kompresi tekanan minimum
Pipa yang dipilih dengan benar akan menetralisir kemungkinan cairan mendidih. Pada saat yang sama, katup harus memiliki kapasitas yang cukup sehingga cairan pada perbedaan tekanan rendah dapat menembus perangkat.
Penukar panas shell-and-tube disajikan dalam bentuk desain tertutup. Pertukaran panas terjadi melalui dinding pipa, dan cairan dan zat pendingin di dalamnya tidak bercampur, tidak seperti terbuka, yang memberikan tekanan tinggi untuk sirkulasi uap dan udara.
Penukar panas koil ditandai dengan adanya pengontrol aliran yang mengontrol aliran freon cair. Ukuran perangkat tergantung pada kekuatan pompa panas.Penting untuk memilih produk, dengan mempertimbangkan fungsionalitas dan jumlah yang tersedia. Dianjurkan untuk memberikan preferensi pada model yang dapat dilipat.
Filter pompa panas
Air dari sumur atau kolam tidak datang dalam bentuk murni. Mungkin mengandung pasir, kotoran, berbagai elemen jejak - besi, hidrogen sulfida, mangan, klorin, amoniak, dll. Sebelum memasuki pompa panas, air harus disaring.
Pertama-tama, perlu untuk menghilangkan zat besar - batu, pasir, kotoran, lumpur. Untuk menghilangkannya dari air, perlu memasang hidrosiklon.
Hydrocyclone - perangkat yang diperlukan untuk pengolahan air kasar. Itu harus dipilih dengan mempertimbangkan kekuatan pompa
Selanjutnya, penting untuk memasang filter yang menghilangkan zat besi, hidrogen sulfida, mangan, amonia. Elemen jejak ini mempersingkat masa pakai peralatan dan merusaknya.
Anda dapat menggunakan filter reverse osmosis, pelembut, penghilang zat besi dan modifikasinya. Untuk memastikan minum air panas, filter karbon dan sterilisasi UV yang menghancurkan bakteri dan virus juga harus dilengkapi.
Generator daya untuk daya cadangan
Pompa panas beroperasi dari sumber listrik, oleh karena itu, jika pemadaman listrik terjadi, rumah akan tetap tanpa pemanasan. Dianjurkan untuk membeli tambahan generator listrik yang beroperasi pada bahan yang mudah terbakar.
Adalah penting bahwa generator dapat menghasilkan daya yang diperlukan untuk mengoperasikan kompresor pompa
Fitur operasi pompa panas tersebut
Sekali setahun, perlu untuk melakukan inspeksi visual independen dari komponen pompa, ikuti rekomendasi untuk pemeliharaan - tepat waktu melumasi bagian-bagian, memantau operasi perangkat yang benar saat memompa air.
Beberapa jenis peralatan memerlukan inspeksi rutin (biasanya 1-2 kali setahun) oleh spesialis pusat layanan. Selama inspeksi, identifikasi:
- kebocoran oli mesin melalui celah di sirkuit;
- kualitas perlengkapan dan perlengkapan;
- tingkat tekanan di tangki dan sirkuit;
- kerusakan pada kabel listrik.
Pemasangan pompa panas air ke air harus dipercayakan kepada spesialis terlatih. Inefisiensi sistem paling sering dikaitkan dengan pemasangannya yang tidak tepat. Peralatan termal cocok untuk dioperasikan oleh penghuni wilayah selatan dan utara.
Video ini memperkenalkan prinsip operasi dan fitur perangkat:
Sebagai hasilnya, kita dapat menyimpulkan bahwa pompa panas air-air dianggap sebagai peralatan ramah lingkungan yang efisien yang dirancang untuk memanaskan rumah hingga 150 meter persegi. Untuk pengaturan tempat yang lebih luas, survei teknik yang cukup rumit mungkin sudah diperlukan.
Jika Anda memiliki pertanyaan saat membiasakan diri dengan informasi yang diberikan, silakan tanyakan pada kotak di bawah ini. Kami menunggu komentar Anda, pertanyaan tentang topik, cerita dan foto tentang pembangunan stasiun mini-hidroelektrik. Kami tertarik dengan pendapat Anda.