Принцип работы теплового насоса вода-вода

Принцип работы теплового насоса вода-вода

Тепловой насос вода-вода принцип работы которого может показаться сложным, на практике он уже давно используется – и не только в частных домах. Мы видим интерес к таким системам в самых разных сферах. Вот где эта технология реально работает:

  1. Для частных домов и коттеджей: отопление зимой и охлаждение летом, обеспечение горячей водой с минимальными затратами, использование скважин или колодцев в качестве источника тепла, независимость от газа и стабильное энергопотребление.
  2. В агро- и тепличных комплексах: обогрев теплиц в межсезонье без больших счетов за газ, поддержание температуры для рассады или акваферм, снижение выбросов и переход на зеленую энергию.
  3. Для отелей, баз отдыха, пансионатов: поддержка ГВС и отопления без бойлеров на топливе, повышение энергоэффективности зданий в отдаленных регионах, возможность подключения к уже существующим водоисточникам.
  4. В промышленных объектах: утилизация тепла от технологических процессов, обогрев цехов, складов, производств, использование шахтных или сточных вод (после фильтрации) как источника.

По данным Ассоциации производителей тепловых насосов EHPA, в ЕС около 12% всех тепловых насосов – это именно вода–вода. Несмотря на сложность установки, они дают самую высокую эффективность.

Содержание

    Как работает тепловой насос вода-вода – шаг за шагом

    Как работает тепловой насос вода вода? На самом деле, принцип несложный, ведь это разновидность геотермального насоса. Главное – понять, что тепло берется не из воздуха или земли, а из воды, которая не замерзает даже зимой.

    Вот как это происходит:

    1. Из колодца, скважины или водоема насос забирает воду температурой 7–12 °C.
    2. В теплообменнике вода отдает свое тепло хладагенту.
    3. Хладагент, нагревшись, переходит в газообразное состояние.
    4. Компрессор сжимает газ, его температура сильно повышается.
    5. В конденсаторе хладагент отдает тепло воде в системе отопления.
    6. Остывший хладагент снова становится жидким и возвращается в испаритель.
    7. Отработанная вода сбрасывается в дренажный колодец или вторую скважину.

    Это замкнутый цикл. А значит – работает стабильно и без скачков даже в сильные морозы.

    Водяной тепловой насос – принцип работы и почему он эффективен

    Принцип работы водяного теплового насоса дает высокий коэффициент преобразования энергии. Мы говорим о COP – это сколько тепла получается на 1 кВт потребляемой энергии.

    Вот таблица, чтобы сравнить:

    Тип насоса

    Источник тепла

    COP (при +7°C)

    COP (при –10°C)

    Воздух-вода

    Наружный воздух

    3.0–3.5

    2.0–2.5

    Грунт-вода

    Земля

    3.5–4.2

    3.0–3.7

    Вода-вода

    Грунтовые воды

    4.5–5.2

    4.2–4.8

    Как видно, тепловой насос вода-вода имеет наилучший КПД. Все потому, что температура воды в скважине стабильна – от +7 до +12 °C даже зимой.

    Важно: высокая эффективность достигается только при хорошем теплообмене и стабильной подаче воды. Если скважина обмелеет, насос может отключиться или выйти из строя.

    Как работает водяной тепловой насос

    Тепловой насос вода-вода – плюсы и ограничения

    Тепловой насос вода-вода принцип работы понятен, но все ли так гладко? Мы по опыту знаем: эта система подходит не для любого участка.

    Сильные стороны данного оборудования – это, в первую очередь, самая высокая эффективность среди всех типов насосов, стабильная работа в любую погоду, меньше затрат на электроэнергию, а также возможность совмещать с подогревом бассейна, теплицы, ГВС

    Но есть и ограничения: нет стабильного источника воды, не хватает места под скважины, требуется разрешение на забор и сброс воды. А еще отмечается высокая стоимость бурения и обследования (в среднем 1000-3000 € на подготовку).

    Читайте также: нужно ли бурение скважин для теплового насоса

    Осторожно: если нет места для сбросной скважины, нельзя просто выливать воду на участок. Это может привести к подтоплению или нарушению гидрогеологии.

    Опыт использования водяных тепловых насосов на практике

    Водяной тепловой насос принцип работы мы не просто знаем – мы с ним работаем. За 11 лет в монтаже систем охлаждения и отопления мы сталкивались с самыми разными ситуациями. Поэтому мы уверены: чем больше людей понимают, как работает тепловой насос вода-вода, тем осознаннее они подходят к выбору оборудования.

    За годы работы в монтаже холодильных, климатических и тепловых систем мы не раз убеждались – не зная принципа, люди выбирают не то, что нужно. Эта статья написана, чтобы таких ситуаций было меньше. Мы разобрали, где водяной насос уместен, что требуется для запуска, и чего стоит избегать.

    Опыт использования водяных тепловых насосов на практике

    Часто задаваемые вопросы (FAQ)

    Что нужно для установки водяного теплового насоса?

    Нужны две скважины – одна для забора воды, вторая для сброса. Также потребуется разрешение на водопользование, насосная станция и сам тепловой насос. Важно – необходим стабильный дебет воды и грамотный проект.

    Можно ли использовать воду из колодца?

    Только если она не используется для питья и ее хватает по объему. Важно, чтобы температура воды была стабильной (от +7°C) и не было резких колебаний уровня. Фильтрация – обязательна.

    Сколько электроэнергии потребляет насос вода-вода?

    На каждый 1 кВт электричества такой насос дает 4–5 кВт тепла. В среднем дом на 150 м² потребляет 200–300 кВтч в месяц зимой. Это в 3-4 раза меньше, чем обычный электрокотел.

    Насколько шумная такая система?

    Современные водяные насосы работают практически бесшумно. Самое громкое здесь – это насосная станция, и ее можно вынести в подсобное помещение. Компрессор – закрытого типа и почти не слышен.

    Какие документы нужны для установки?

    Нужны геологическое заключение, разрешение на бурение, технический проект системы, иногда – согласование с экологической инспекцией. Эти требования зависят от региона и источника воды.

    Можно ли подключить водяной насос к батареям?

    Да, если батареи рассчитаны на низкотемпературный режим. Оптимально – использовать теплые полы или фанкойлы, но при правильном расчете система работает и с радиаторами на 45-50 °C.

    Список литературы, которая использовалась для написания статьи

    1. Величко С.Л., Головко В.В. Сучасні системи опалення. Київ: УкрІНТЕІ, 2020. ISBN: 978-966-02-9487-3
    2. EN 14511:2022 — Air conditioners, liquid chilling packages and heat pumps with electrically driven compressors
    3. European Heat Pump Association (EHPA). Technology Report 2022.
    Vehicle added!
    The vehicle is already in the wishlist!