Pompa ciepła do basenu: kryteria wyboru i zasady montażu

Pompy ciepła to niewątpliwie jeden z najlepszych wynalazków w dziedzinie systemów grzewczych.Dosłownie umożliwia wydobycie praktycznie darmowej energii bezpośrednio z powietrza, a także z ziemi czy wody. Stosując basenową pompę ciepła, można znacznie obniżyć koszty podgrzewania wody.

Podpowiemy Ci, jak wybrać optymalny model wykorzystania „zielonej” energii do wytworzenia ciepła do podgrzewania wody. W artykule przedstawionym do recenzji szczegółowo opisano zasadę działania systemu. Tutaj dowiesz się, jak zainstalować urządzenie i jak prawidłowo obsługiwać je w środowisku domowym.

Jak działa ta pompa?

Energia jest wszędzie, nawet w tych obiektach, które wydają nam się wyjątkowo zimne. Ta energia ma po prostu niski potencjał. Pompy ciepła pozwalają na wydobycie go ze środowiska i przekształcenie go w energię o wysokim potencjale. W tym stanie energia cieplna można wykorzystać do ogrzewania.

Pompy ciepła, podobnie jak lodówki, działają zgodnie z zasadą Carnota. Lodówka przenosi energię cieplną z komory do otaczającej przestrzeni, tworząc efekt chłodzenia, podczas gdy pompa ciepła działa w przeciwnym kierunku.

Taki system składa się z dwóch głównych części - zewnętrznej i wewnętrznej, pomiędzy nimi znajduje się sprężarka i parownik. Zatem płyn chłodzący krąży przez system rur umieszczonych na zewnątrz.Jednocześnie pochłania energię rozproszoną w grubości ziemi, wodzie lub powietrzu, w zależności od rodzaju pompy.

Płyn chłodzący przechodzi następnie przez komorę parownika wypełnioną czynnikiem chłodniczym (zwykle freonem). Czynnik chłodniczy wrze w bardzo niskiej temperaturze. Ogrzewając się w kontakcie z energią cieplną o niskim potencjale, przechodzi w stan gazowy i dostaje się do sprężarki.

Schemat ten jasno przedstawia budowę i zasadę działania pompy ciepła, która pobiera ciepło o niskim potencjale z otoczenia i przetwarza je na energię cieplną o wysokim potencjale (+)

Tutaj gaz jest podgrzewany i kierowany do skraplacza. Czynnik chłodniczy następnie ochładza się, ponownie przechodząc w stan ciekły, a zebrane w nim ciepło trafia do wewnętrznego układu grzewczego, tj. do systemu grzewczego domu lub w tym przypadku basenu. Cykl powtarza się wiele razy.

Oczywiście do działania takiego układu, czyli agregatów pompowych, potrzebna będzie pewna ilość energii elektrycznej, bez dostępu do której układ nie będzie mógł działać.

Jednak ilość energii elektrycznej wymaganej przez pompę ciepła jest około czterokrotnie mniejsza niż koszt bezpośredniego podgrzania wody za pomocą grzejnika elektrycznego. Przy zużyciu energii elektrycznej mniejszym niż 2,5 kW pompa ciepła może wytworzyć ponad 10 kW energii cieplnej.

Jak wybrać odpowiedni system?

Cechy konstrukcyjne pompy ciepła sprawiają, że jest ona bardziej odporna na wysoką wilgotność niż jakikolwiek inny system podgrzewania wody. Ale musisz wybrać właściwy typ pompy ciepła, tj. określić źródło energii cieplnej niskiej jakości.

Im bardziej stabilna jest temperatura otoczenia, tym wydajniejsza jest praca pompy ciepła. Ziemia jest uważana za najlepszą opcję pod tym względem, ale praktyczna realizacja wymaga spełnienia szeregu niezbyt prostych warunków.

Ta tabela pozwala określić moc pompy ciepła basenu. Obliczenia wykonano biorąc pod uwagę obecność powłoki ochronnej przed słońcem (+)

Wymagana będzie duża działka i prace ziemne na dużą skalę. Rury, którymi krąży woda, będą musiały być umieszczone głęboko w ziemi, a spełnienie tego wymogu nie zawsze jest możliwe i wygodne. Pompy ciepła grunt-woda są rzadko stosowane w basenach.

Wodna pompa ciepła jest nieco łatwiejsza w instalacji, ponieważ woda jest wykorzystywana jako źródło energii. Najlepszą opcją jest pobliski zbiornik wodny: staw, jezioro, rzeka itp.

Nie wszyscy właściciele gruntów mają dostęp do takich zasobów. Bardziej przystępnym rozwiązaniem problemu jest obniżenie rur wodociągowych do studni lub studni. Oznacza to, że na miejscu może zaistnieć konieczność zbudowania dodatkowego źródła wody.

Mniej czasu i wysiłku będzie wymagało zainstalowanie pompy ciepła zużywającej energię rozproszoną w masach powietrza. Aby zorganizować intensywną wymianę powietrza, stosuje się mocne wentylatory. Nie ma potrzeby układania rur w ziemi ani wiercenia nowej studni.

Pompy ciepła powietrze-woda umożliwiają podgrzanie dużej ilości wody w basenie przy minimalnym zużyciu energii elektrycznej

Oczywiście efektywność grzewcza powietrznej pompy ciepła może być nieco niższa niż w przypadku stosowania stabilnych źródeł energii, takich jak ziemia czy woda.Jednak do użytku w sezonie od wiosny do jesieni, a nie przez cały rok, model ten jest idealny. Większość basenów na stronach jest wykorzystywana w tym okresie.

Pompę ciepła można również stosować w połączeniu z innymi systemami grzewczymi, takimi jak ogrzewanie elektryczne. Aby ogrzać dom, takie modele są czasami łączone z kotłem gazowym lub elektrycznym. Jest to szczególnie odpowiednie na obszarach o trudnym klimacie, ponieważ przy temperaturach powietrza poniżej -20 stopni wydajność pomp ciepła gwałtownie spada.

Cechą każdego modelu przemysłowej pompy ciepła jest jej wysoka cena. Możesz obniżyć koszty, jeśli sam zbudujesz takie urządzenie. Nie jest to bardzo trudne zadanie, wielu rzemieślników poradziło sobie z nim z sukcesem. Jednak modele przemysłowe są bardziej niezawodne, wydajne i łatwiejsze w zarządzaniu.

Według opinii wysoki koszt przemysłowego modelu pompy ciepła zwraca się w ciągu pierwszych kilku lat eksploatacji, a czasem już w ciągu kilku miesięcy. W tym przypadku bardzo istotny jest wybór modelu, którego moc będzie dokładnie odpowiadać potrzebom cieplnym obiektu.

Straty ciepła obiektu

Aby dobrać odpowiednią pompę ciepła pod względem mocy, należy określić straty ciepła basenu, w którym urządzenie będzie zainstalowane.

W przypadku basenu należy wziąć pod uwagę:

• miejsce, w którym znajduje się basen;
• dostępność i stopień niezawodności puli;
• objętość miski kąpielowej;
• początkowa temperatura wody;
• optymalna temperatura wody do pływania;
• obecność dodatkowych czynników wpływających na zmiany temperatury wody: ogrzewanie powietrza w budynku wewnętrznym, klimatyzacja itp.

Aby obliczyć straty ciepła konstrukcji, niektórzy eksperci zalecają stosowanie metodologii określonej w DBN V.2.5-67: 2013. Moc pompy powinna być o 30% większa niż straty ciepła basenu.

Ten diagram pozwala zorientować się w możliwych stratach ciepła w basenie w zależności od wpływu czynników zewnętrznych. Im mniejsze są te straty, tym wydajniejsza będzie praca pompy ciepła.

Obliczenia te są dość specyficzne, lepiej powierzyć je specjalistom. Przydatne rekomendacje można uzyskać od doświadczonych specjalistów zajmujących się produkcją lub sprzedażą pomp ciepła. Przy wyborze pompy ciepła przydatna będzie także informacja o mocy wymiennika ciepła urządzenia.

Wybierając powietrzną pompę ciepła do podgrzewania wody w basenie, należy wziąć pod uwagę szereg czynników wpływających na stopień strat ciepła budynku, na przykład obecność lub brak osłony

Wskaźnik ten odzwierciedla zużycie energii cieplnej do podgrzania wody w basenie w określonym przedziale czasu.

W uproszczonej formie formuła może wyglądać następująco:

P = 1,16 X ΔT/t X V (kW)

Gdzie:

• 1,16 – współczynnik korygujący straty ciepła;
• ΔT – liczba stopni dzieląca początkową i końcową temperaturę wody w basenie, ºС;
• t – czas pracy urządzenia do osiągnięcia wymaganej temperatury wody, godz.;
• V – objętość misy kąpielowej, metry sześcienne. M.

Oczywiście ten wzór nie uwzględnia szeregu czynników, takich jak wpływ ogrzewania w krytym basenie, obecność klimatyzacji, obecność izolacji itp.

Jednak przy wyborze odpowiedniego modelu pompy ciepła takie obliczenia mogą być bardzo przydatne.Podczas obliczeń warto wziąć pod uwagę, że optymalna temperatura powietrza dla basenu krytego wynosi 28 stopni, a temperatura wody 24 stopnie.

Ważne punkty przy wyborze pompy

Wybierając odpowiednią pompę ciepła należy zwrócić uwagę nie tylko na jej moc. Ważne są również inne czynniki. Są to na przykład wymiary pompy przypominającej duże metalowe pudełko.

Miejsce instalacji jest zwykle wybierane z wyprzedzeniem, należy upewnić się, że wybrany model będzie się tam swobodnie zmieścił, pozostawiając jednocześnie odpowiednią ilość miejsca dla osoby, która będzie instalować i konserwować urządzenie.

Im mniejsza różnica pomiędzy temperaturą powietrza na zewnątrz a temperaturą wody w basenie, tym efektywniejsze będzie zastosowanie pompy ciepła i tym większa będzie jej wydajność.

Automatyczne sterowanie niektórych modeli pozwala na zmianę pracy pompy, biorąc pod uwagę nie tylko temperaturę zewnętrzną, ale także szybkość wychładzania wody w basenie, a także zdolność budynku (jeśli jesteśmy mówiąc o krytym basenie), aby zatrzymać ciepło.

Podczas pracy pompa ciepła wibruje i hałasuje. Im mniej hałasu na stronie, tym lepiej. Przed zakupem należy znaleźć sposób na ocenę poziomu hałasu wytwarzanego przez różne modele pomp ciepła.

Na koszt urządzenia może znacząco wpłynąć obecność automatycznej jednostki sterującej. Jeśli pozwalają na to fundusze, nie należy rezygnować z tego nowoczesnego i wygodnego dodatku. Po pierwsze, automatyzacja zwiększa komfort użytkowania sprzętu, ponieważ nie trzeba się ciągle rozpraszać, aby go włączyć, dostosować, wyłączyć itp.

Automatyczny system sterowania nowoczesnych pomp ciepła ułatwia obsługę urządzenia, zwiększa jego wydajność i wydłuża żywotność

Po drugie, praca urządzenia w trybie automatycznym znacznie zwiększa jego żywotność, tj. dożywotni. Ale awarie są nadal możliwe. Posiadanie prawidłowo wypełnionych dokumentów gwarancyjnych na urządzenie pozwoli zminimalizować problemy związane z eksploatacją pompy ciepła.

Jednak posiadanie oficjalnego formularza z pieczątką nie wystarczy. Czasami sprzedawcy skromnie milczą na temat tego, że naprawy gwarancyjne przeprowadzane są wyłącznie przez wyspecjalizowane przedsiębiorstwo, które znajduje się sto kilometrów od miejsca instalacji sprzętu.

Zdarzało się też, że urządzenie trzeba było wysłać za granicę do naprawy. Taka obsługa gwarancyjna jest wyjątkowo niewygodna, ponieważ zajmuje właścicielowi miesiące.

Rzemieślnicy, którzy czują się komfortowo w prostych naprawach sprzętu AGD, powinni wcześniej zapoznać się z cechami urządzenia wybranego modelu i dostępem do części zamiennych. Jeśli potrzebnych części nie ma gdzieś w pobliżu, trzeba będzie je zamówić na specjalne zamówienie, zapłacić za długi czas dostawy itp. rozwaga pomoże uniknąć takich problemów.

Jeśli koszt fabrycznie wykonanej pompy ciepła wydaje się niebotyczny, może tak być zmontuj własnymi rękami. Jak zbudowana jest jednostka z praktycznie surowców odpadowych, opisaliśmy w polecanym przez nas artykule.

Funkcje instalacji urządzenia

Procedura podłączenia basenowej pompy ciepła zależy od cech konkretnego modelu. Dlatego przed przystąpieniem do pracy należy dokładnie zapoznać się z instrukcją producenta i ściśle przestrzegać zawartych w niej wymagań i zaleceń. Zazwyczaj modele przemysłowe dostarczane są już zmontowane i z zestawem komponentów niezbędnych do montażu.

Schemat działania pompy ciepła podłączonej do basenu:
1 — Pompa ciepła do basenu
2 - Urządzenie zdalnego sterowania
3 – Czysta woda do basenu
4 - Pompa obiegowa
5 - Obejście (kanał obejściowy) i zawory sterujące
6 - Rura doprowadzająca wodę z basenu
7 - Filtr

Podczas połączenia będziesz musiał zainstalować kilka rur, a także zapewnić zasilanie. Grzałkę montuje się w układzie utrzymania basenu tak, aby znajdowała się za systemem filtracyjnym, a przed chloratorem.

Jak pokazano na tym schemacie, pompę ciepła należy podłączyć za filtrem wody, ale przed urządzeniem chlorującym

Bardzo ważny jest wybór odpowiedniego miejsca do zainstalowania sprzętu. Zazwyczaj pompa ciepła powietrze-woda to jednostka o imponujących rozmiarach, przypominająca jednostkę zewnętrzną klimatyzatora typu split.

Aby zainstalować powietrzną pompę ciepła, należy wybrać odpowiednio przestronne miejsce, które należy chronić przed czynnikami zewnętrznymi, np. za pomocą baldachimu.

Miejsce instalacji takiego sprzętu musi spełniać następujące wymagania:

• dobra wentylacja;
• brak przeszkód w ruchu mas powietrza;
• odległość od otwartego ognia i innych źródeł ciepła;
• ochrona przed zewnętrznymi czynnikami środowiska: opadami atmosferycznymi, spadającymi z góry gruzami itp.;
• dostępność w celu konserwacji i niezbędnych napraw.

Najczęściej pompa ciepła jest instalowana pod baldachimem. Dla dodatkowej ochrony można zainstalować kilka ścian bocznych, ale nie powinny one w żaden sposób zakłócać przepływu powietrza pompowanego przez wentylatory.

Pompa jest zamontowana na metalowej ramie, podstawa musi być ściśle pozioma. Zminimalizuje to problemy takie jak wibracje i hałas podczas pracy urządzenia, a także zabezpieczy urządzenie przed uszkodzeniem.

Powietrzną pompę ciepła należy zainstalować na solidnym i ściśle poziomym podłożu. Zmniejszy to wibracje podczas jego pracy i zmniejszy ilość hałasu.

Instalując pompę ciepła i podłączając ją do systemu, ważne jest, aby upewnić się, że wszystkie jej elementy są czyste. Nie zaszkodzi sprawdzić wewnętrzną powierzchnię rur używanych do wykonania połączenia.

Wszystkie połączenia rurowe, przez które przepływa woda, należy dokładnie uszczelnić i sprawdzić pod kątem szczelności. Aby zapobiec przenoszeniu wibracji pompy ciepła podczas jej pracy na resztę systemu, warto rozważyć podłączenie za pomocą elastycznych węży.

Zapewnienie zasilania pompy ciepła będzie wymagało szczególnej uwagi. Musi być w pełni zgodny z zasadami instalowania sprzętu elektrycznego, biorąc pod uwagę wszystkie wymagania bezpieczeństwa przeciwpożarowego.

Wokół basenu panuje zazwyczaj wysoki poziom wilgoci, a prawdopodobieństwo kontaktu sprzętu elektrycznego z wodą znacznie wzrasta. Dlatego należy dokładnie zaizolować wszystkie styki elektryczne, dodatkowo zabezpieczając je przed możliwym kontaktem z wilgocią.

Na schemacie podłączenia pompy ciepła do sieci elektrycznej koniecznie należy uwzględnić wyłączniki automatyczne, które wyposażone są w czujniki reagujące na wzrost temperatury. Będziesz także potrzebować urządzeń ochronnych, które zapobiegną upływowi prądu.

Wszystkie elementy przewodzące muszą być uziemione. Do podłączenia kabli zasilających i sterujących potrzebne będą specjalne listwy zaciskowe. Instrukcje producenta zazwyczaj wskazują wymagany przekrój przewodów elektrycznych, poprzez które można podłączyć sprzęt do źródła zasilania.

Należy przestrzegać tych danych. Przekrój kabla może być większy niż zalecany, ale nie mniejszy.

Montaż pompy ciepła do podgrzewania wody basenowej wykonujemy zgodnie z zaleceniami producenta. Zwykle instaluje się go za systemem uzdatniania wody, ale przed urządzeniem chlorującym, jeśli jest dostępne.

Domowa pompa ciepła – czy to możliwe?

Jeśli sam wykonasz pompę ciepła, możesz dużo zaoszczędzić, ale wydajność takich urządzeń jest nieco niższa niż w przypadku modeli produkowanych przemysłowo. W pierwszej kolejności produkowane są poszczególne elementy pompy, następnie łączone są we wspólny system. Parownik może być wykonany z dużego plastikowego zbiornika. Wewnątrz zainstalowana jest miedziana cewka.

Aby wykonać cewkę, można ostrożnie owinąć miedzianą rurkę wokół butli z gazem lub innego odpowiedniego cylindrycznego przedmiotu, aby nadać jej pożądany kształt. Kolejna cewka jest wykonana w ten sam sposób - dla parownika. Element ten umieszcza się w innym zbiorniku, tym razem metalowym, wymagane będą prace spawalnicze.

Sprężarkę po prostu kupuje się lub usuwa z innego urządzenia, na przykład z zepsutego klimatyzatora. Gdy te trzy urządzenia będą gotowe, zostaną połączone we wspólny system. Następnie sprężarka jest napełniana czynnikiem chłodniczym. Pozostaje tylko podłączyć parownik do wentylatora nadmuchującego powietrze, a skraplacz do instalacji podgrzewania wody w basenie.

Znacznie bardziej złożony w konstrukcji pompa ciepła typu woda-woda. Jego budowa wymaga obecności w pobliżu działki rzeki lub naturalnego zbiornika, jeśli ich nie ma, wierci się studnie. Jeśli jednak ze względów technicznych nie ma możliwości pozyskania energii z powietrza, ta opcja również się przyda.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Praktyczne doświadczenie podgrzewania wody basenowej za pomocą pomp ciepła przedstawia poniższy film:

Zasada działania powietrznej pompy ciepła jest tutaj jasno przedstawiona:

W tym filmie bardzo szczegółowo przedstawiono działanie i konstrukcję modelu pompy ciepła powietrze-woda:

Pompa ciepła to wygodny, wydajny i przyjazny dla środowiska sposób na ogrzewanie basenu. Przy właściwym użytkowaniu koszt modelu zwróci się bardzo szybko, a prawidłowy montaż znacznie wydłuży żywotność urządzenia.

Czy chcesz podzielić się przydatnymi informacjami na temat tego artykułu? Może wiesz, jak własnoręcznie zrobić pompę ciepła do aranżacji prywatnego basenu? Prosimy o wpisywanie komentarzy w bloku poniżej, zadawanie pytań, dzielenie się swoją opinią i zdjęciami tematycznymi.