Тепловой насос для бассейна: критерии выбора и правила установки

Как работает такой насос?

Энергия есть везде, даже в тех объектах, которые кажутся нам исключительно холодными. Просто эта энергия имеет низкий потенциал. Тепловые насосы позволяют извлечь ее из окружающей среды и преобразовать в энергию с высоким потенциалом. В таком состоянии тепловую энергию можно использовать для обогрева.

Тепловые насосы, впрочем, как и холодильников, работают по принципу Карно. Холодильник перемещает тепловую энергию из камеры в окружающее пространство, чтобы создать эффект охлаждения, то тепловой насос работает в обратном направлении.

Галерея изображенийФото из Активное использование тепловых насосов для температурной подготовки воды в бассейне обусловлено снижением затрат на энергоноситель и достаточной эффективностью для подогрева воды В схемах обустройства бассейнов тепловые насосы устанавливают после песочных фильтров, чтобы нагретая вода не остывала при прохождении через другие устройства перед подачей в бассейн В сфере оборудования бассейнов наиболее распространены тепловые насосы, работающие по схеме воздух-вода. Промышленность предлагает готовые варианты для подключения к одно- и трехфазным сетям Однако в техническом оснащении частных бассейнов применяются и другие схемы тепловых насосов с забором тепла грунтовой воды или горных пород Чаще всего теплонасосы применяют в обустройстве открытых стационарных и временных искусственных водоемов Тепловые насосы отлично справляются в подготовке воды для закрытых бассейнов, особенно, если есть проблемы с поставкой электроэнергии Чтобы снизить нагрузку на тепловой насос, его дополняют другими средствами альтернативной энергетики: солнечными батареями или коллектрорами Существенно сократят расходы тепла крытые временные и стационарные павильоны для летних бассейнов, закрывающие чашу плоскости, тенты и т.д. Тепловой насос в подогреве воды бассейнаМестоположение теплового насоса в схеме оборудованияНасос для обустройства бассейна типа воздух-водаТеплонасос земля-вода для искусственного водоемаПрименение для оснащения открытых конструкцийОборудование для подогрева воды в закрытом бассейнеСолнечная батарея как дополнение к тепловому насосуПравила сохранения температуры воды в бассейне

Такая система состоит из двух основных частей – наружной и внутренней, между ними находятся компрессор и испаритель. Итак, теплоноситель циркулирует по системе труб, которые находятся снаружи. При этом он поглощает энергию, рассеянную в толще земли, в воде или в воздухе, зависит от типа насоса.

Затем теплоноситель проходит через камеру испарителя, заполненного хладагентом (обычно – фреоном). Хладагент закипает при очень низкой температуре. Нагреваясь при контакте с тепловой энергией низкого потенциала, он переходит в газообразное состояние и поступает в компрессор.

Тепловой насос для бассейна: критерии выбора и правила установки

На этой схеме наглядно показано устройство и принцип работы теплового насоса, который собирает тепло с низким потенциалом из окружающей среды и преобразует его в высокопотенциальную тепловую энергию (+)

Здесь газ разогревается и перемещается в конденсатор. Затем хладагент остывает, снова возвращаясь в жидкое состояние, а тепло, которое он собрал, поступает во внутреннюю систему обогрева, т.е. на отопительную систему дома или, в данном случае, бассейна. Цикл повторяется много раз.

Разумеется, для работы такой системы, а именно насосных агрегатов, понадобится некоторое количество электроэнергии, без доступа к которой система не сможет работать.

Но количество электричества, необходимое тепловому насосу, примерно в четыре раза меньше, чем затраты на прямой подогрев воды с помощью электрического нагревателя. При расходе менее 2,5 кВт мощности на работу электроэнергии тепловой насос может вырабатывать более 10 кВт тепловой энергии.

Конструкция и принцип работы

Основным преимуществом тепловых насосов является то, что они позволяют не только полностью автоматически нагревать воду в бассейне, но и регулировать ее температурный уровень в желаемом диапазоне.

После получения обратной связи от владельцев, техническое обслуживание такой станции значительно упрощается. Он использует классическое тепло для нагрева воды в бассейне.

Принцип работы такой же и работает точно так же, как и для аналогичных устройств в системах отопления, когда потребитель получает тепло непосредственно от основного источника: Грунтовые воды, почва или воздух.

Благодаря постоянному нагреву грунтовых вод, независимо от времени года, насос может нагреваться круглый год. Основным элементом, за счет которого такой тепловой насос рассеивает тепло непосредственно от первичного источника, является коллектор.

Чем лучше теплообмен, тем эффективнее он работает. Он оснащен специальным веществом, таким как антифриз, что позволяет поглощать тепло с наименьшим перепадом температур.

Затем тепловой насос сжимает газообразные вещества, поступающие в компрессор, что приводит к резкому повышению температуры, а затем тепло передается по цепи. А затем передается на последний теплообменник, который является последним звеном цепи.

Можно рассмотреть основные преимущества таких насосов:

  • способность поддерживать температуру воды на уровне, установленном владельцем в бассейне;
  • Энергосбережение при преобразовании в тепловую энергию. Таким образом, такие устройства могут преобразовывать обычную электроэнергию в тепло в соотношении 1:5. Таким образом, из 1 кВт потребляемой электроэнергии вырабатывается около 4 кВт тепловой энергии;
  • Максимальная экологичность за счет исключения сжигания топлива и выбросов загрязняющих веществ на каждом объекте;
  • Надежность и долговечность. А в случае неисправности он автоматически выключается и сообщает о неисправности;
  • Простое управление за счет автоматизации всего процесса позволяет выбрать желаемую температуру без дополнительных манипуляций;
  • максимальный КПД среди всех других видов отопления, не только с точки зрения потребления электроэнергии, но и с точки зрения скорости нагрева.

Такие факторы, как

  1. Используется как на открытом воздухе, так и в помещении.
  2. Местом расположения самого устройства является степень доступности источников, из которых можно получить потенциальную энергию.
  3. Если он в здании, то какая у него будет крыша?
  4. Исходные значения температуры воды и их максимальные заданные значения.
  5. Объем бассейна. Чем больше воды в нем содержится, тем больше производительность устройства.

  6. Наличие дополнительных источников тепла и вентиляции, независимо от того, идет ли речь о отоплении или кондиционировании воздуха (для помещений).
  7. Простое подключение не только к сети, но и к водопроводу, что значительно облегчает монтаж и техническое обслуживание.

Для внутренних бассейнов приятными параметрами воздуха являются от 22°C до 24°C, а для воды в бассейне — от 26°C до 27°C

Принимая во внимание эти конечные значения, стоит выбрать тепловые насосы, если не будут выполнены никакие особые пожелания

Принцип работы этого агрегата

В отличие от обычного циркуляционного насоса для бассейна, так называемые тепловые насосы для крытых или открытых бассейнов перекачивают не воду, а низкопотенциальную энергию окружающей среды. Грунт, вода и воздух содержат некоторое количество тепла. С помощью специального сооружения эту энергию можно аккумулировать и использовать для бытовых нужд.

Более подробно принцип работы теплового насоса описан в следующем видеоролике:

Различные виды тепловых насосов для бассейна работают примерно по такому же принципу, как и обычный холодильник, отнимая тепло у источника и передавая его для обогрева. В качестве источника тепла может использоваться энергия:

  • земли;
  • грунтовых вод;
  • природных или искусственных водоемов;
  • воздуха и т. п.

Успешно используются для обогрева бассейнов установки типа «воздух-вода», которые получают тепло из окружающего воздуха. Поступая в систему, энергия с низким потенциалом проходит через конденсатор, испаритель и компрессор, после чего превращается в высокопотенциальную тепловую энергию, вполне пригодную для обогрева большого количества воды.

Тепловой насос для бассейна: критерии выбора и правила установки

Принцип работы теплового насоса основан на том, чтобы аккумулировать низкопотенциальную энергию окружающей среды и преобразовать ее в тепловую энергию с высоким потенциалом, пригодным для использования в быту

Обратите внимание! Для компрессора понадобится электропитание, однако эта электроэнергия используется не для подогрева воды, а только для работы оборудования. Затрачивая всего 1,-2,5 кВт электроэнергии в час, геотермальные насосы для бассейнов позволяют получить около 10 кВт тепла

Первое и самое очевидное преимущество теплового насоса вполне очевидно — это значительная экономия затрат на обогрев воды. Кроме того, сооружения этого типа успешно используются и для других нужд, например, для обогрева помещения крытого бассейна, а в летнее время — для кондиционирования воздуха. Тепловые насосы считаются более безопасными при использовании в условиях повышенной влажности, чем другое оборудование.

Несколько слов о расчетах

Один из базовых показателей, которыми необходимо руководствоваться подбирая для своего бассейна тепловой насос — мощность теплообменника, отвечающего за процесс подогрева воды до оптимальной температуры. Чтобы рассчитать этот показатель, необходимо определить уровень энергии, которая будет затрачена на увеличение температуры воды до заданного уровня за единицу времени:

P = 1.16 Х ΔT/t Х V (кВт), где

  • 1,16 – коэффициент, дающий поправку на потери тепла при контакте с конструкциями бассейна;
  • ΔT – разница между исходной температурой воды и температурой, до которой воду в бассейне необходимо подогреть, ºС;
  • t – время, в течение которого тепловой насос позволяет обеспечить подогрев воды до заданной температуры, час;
  • V – объем бассейна, куб. м.

Этот расчет позволяет определиться с типом оборудования на начальном этапе, но следует отметить, что здесь не учтены такие факторы, как вентилирование помещения бассейна, кондиционирование воздуха, регулирование влажности воздуха и т. п. Чтобы провести такие подробные расчеты, следует применять более сложные методики, по поводу которых лучше проконсультироваться у специалистов.

Тепловой насос для бассейна: критерии выбора и правила установки

Энергию, получаемую с помощью теплового насоса, можно эффективно использовать не только для бассейна, но и для других целей: отопления комнат, подогрева горячей воды в водопроводе, для теплого пола и т.п.

Обратите внимание! Для крытых бассейнов оптимальной считают температуру воды в пределах 22-24 ºС, а воздух обычно подогревают до 26-28 ºС. Эти параметры обычно используют при выборе подходящего теплового насоса

Тепловой насос для бассейна: критерии выбора и правила установки

Так выглядит классическая схема подключения теплового насоса в цепь оборудования. Он подключается практически в самом конце цепи, перед хлоратором воды

Максимальный эффект от работы теплового насоса зависит не только от правильного выбора оборудования, но и от других факторов. Например, специалисты рекомендуют использовать при монтаже внутренних теплообменников виброустойчивые трубопроводы, которые покрыты защитной оболочкой. Важным моментом является диагностика состояния оборудования на каждом этапе монтажа

Следует особое внимание уделить дополнительной защите всех электрических соединений, а также использованию вспомогательных материалов, комплектующих узлов и монтажного оборудования, которое рекомендовано производителем выбранного теплового насоса

Тепловые насосы

По сути, такие установки нельзя называть лишь насосами, потому что они переносят не воду, а тепло, которое имеется в окружающей среде

Это особенно важно у нас, поскольку лето на большей территории страны недолго радует погодой, а купальный сезон быстро подходит к концу. Даже в пасмурные, но теплые летние дни вода за ночь остывает, становится совсем не комфортной

Тепловые насосы — вариант идеальный: данные системы эффектно и эффективно решают эту проблему.

Задача оборудования

Тепловой насос для бассейна: критерии выбора и правила установки

Принцип работы насоса для бассейна (обычного агрегата) отличается от того, как функционирует эта установка. Ее можно сравнить с холодильником, который вдруг поменял режим работы, или сплит-системой, работающей на обогрев. В состав любого теплового насоса входит компрессор, испаритель и теплообменник. В данной системе точно так же, как и в климатической технике, циркулирует хладагент — фреон.

Это газ, который способен переходить в жидкое состояние даже при комнатной температуре. При такой его трансформации тепло забирается у окружающей среды, а затем передается воде. Есть три вида установок: воздух-вода, вода-вода и грунт-вода. Как правило, для бассейнов тепловую энергию насосы «воруют» у воздуха. Это самый простой, относительно дешевый способ решения задачи.

Преимущества тепловых насосов

Тепловой насос для бассейна: критерии выбора и правила установки

Если рассматривать электронагреватели и этот альтернативный вариант, то безусловным лидером будет тепловая установка. Чтобы убедиться, достаточно познакомиться с достоинствами этого способа подогрева воды в бассейне. К ним относится:

полная независимость от топлива;
комфортная температура жидкости — до 60°;
длительный срок эксплуатации — до 20 и более лет;
удобство: отсутствие шума, простой монтаж, легкий уход;
полностью автоматический контроль температуры воды в резервуаре;
экономия электроэнергии, ее приборы тратят аккуратно и мало: расходуя 1 кВт, они добывают и переносят 5-8 кВт тепловой энергии.

Критерии для выбора оборудования

Тепловой насос для бассейна: критерии выбора и правила установки

Знание всех параметров резервуара — первое условие. Чтобы подобрать оптимальную модель, необходимо учитывать тип искусственного водоема, его объем, глубину, желаемую температуру воды, место монтажа (тень или солнце). Не менее важен климат местности, температура воздуха.

В продаже есть тепловые насосы, предназначенные для бассейнов разного объема: от 30 до 150 м3. Если установка нужна для очень больших чаш, то возможна комбинация из нескольких тепловых насосов. Такое оборудование способно поддерживать комфортную температуру воды на протяжении всего года, но в большей степени это относится к закрытым бассейнам.

Принцип работы насоса для бассейна очень прост, но только если рассматривать обычные модели, которые занимаются одной работой — фильтрацией воды. Однако агрегаты, выполняющие несколько функций, избавят хозяев от мучительного выбора, обеспечат максимальный комфорт.

В завершение темы — популярное видео о насосах, которые используют для обслуживания бассейнов:

Была ли статья полезна?Мы хотим стать лучше. Спасибо за мнение!

Возможные потери тепла

Чтобы выбрать нормальный по мощности насос, надо узнать величину тепловых потерь бассейна, где устанавливается прибор. Тогда надо учесть такие моменты:

  • место размещения бассейна;
  • уровень его надежности;
  • общий объем чаши;
  • первоначальная температура воды;
  • наиболее подходящая для купания температура воды;
  • присутствие других факторов, несомненно оказывающих влияние на изменение температуры, например, обогрев воздушного пространства в закрытом сооружении, кондиционирование и другое.

Для правильного подсчета тепловых потерь строения отдельные мастера советуют применить метод ДБН В.2.5-67: 2013. Согласно ему, мощность агрегата обязана быть больше на 30% величины потерь тепла самого бассейна.

Это необычные подсчеты, лучше если их выполнит специалист. Можно посоветоваться с квалифицированными мастерами, занимающимися изготовлением или реализацией насосов. Еще станут полезными при выборе нужного варианта данные о величине мощности теплообменника прибора,

Данный показатель отразит расход энергии, необходимой при подогреве воды в бассейне за конкретный временной отрезок. Есть несложная формула: P = 1.16 Х ΔT/t Х V (кВт).

  • 1,16 – это коэффициент потерь тепла;
  • ΔT – градусы, которые разделяют, показатели – начальный и конечный;
  • t – период функционирования агрегата до момента, пока не достигается нужная температура воды;
  • V – показатель объем чаши;

Естественно, данная формула не может учесть такие нюансы, как обогрев в помещении бассейна, присутствие системы кондиционирования, утепления и другое.

Однако, в ходе выбора модели насоса, может принести пользу подобный расчет. В этом случае надо учесть следующее: самая уместная для бассейна температура воздуха составляет 28 градусов, воды – 24 градуса.

Выбор типа теплового насоса

Основным показателем этой системы обогрева является мощность. От мощности в первую очередь будут зависеть и финансовые затраты на покупку оборудования и выбор того либо иного источника низкотемпературного тепла. Чем выше мощность тепловой насосной системы, тем больше стоимость комплектующих элементов.

В первую очередь имеется в виду мощность компрессора, глубина скважин для геотермических зондов, либо площадь для размещения горизонтального коллектора. Правильные термодинамические расчеты являются своеобразной гарантией того, что система будет эффективно работать.

Тепловой насос для бассейна: критерии выбора и правила установкиПри наличии рядом с личным участком водоема наиболее рентабельным и производительным выбором станет тепловой насос вода-вода

Для начала следует изучить участок, который планируется для монтажа насоса. Идеальным условием будет наличие на этом участке водоема. Использование варианта типа вода-вода значительно сократит объем земляных работ.

Использование тепла земли напротив предполагает большое количество работ, связанных с выемкой грунта. Системы, которые в качестве низкопотенциального тепла используют водную среду, считаются наиболее эффективными.

Тепловой насос для бассейна: критерии выбора и правила установкиУстройство теплового насоса, извлекающего тепловую энергию из грунта, предполагает проведение внушительного количества земляных работ. Закладывается коллектор ниже уровня сезонного промерзания

Использовать тепловую энергию грунта можно двумя способами. Первый предполагает бурение скважин диаметром 100-168 мм. Глубина таких скважин, в зависимости от параметров системы, может достигать 100 м и более.

В эти скважины помещают специальные зонды. При втором способе используется коллектор из труб. Такой коллектор размещается под землей в горизонтальной плоскости. Для этого варианта необходимо достаточно большая площадь.

Для укладки коллектора идеальными считаются участки с влажным грунтом. Естественно, бурение скважин обойдется дороже, нежели горизонтальное расположение коллектора. Однако не на каждом участке есть свободные площади. На один кВт мощности теплового насоса нужно от 30 до 50м² площади.

Сооружение для забора тепловой энергии одной глубокой скважиной может оказаться немногим дешевле рытья котлована

Но веский плюс заключается в существенной экономии места, что важно для владельцев небольших участков. В случае с наличием на участке высоко залегающего горизонта грунтовых вод, теплообменники можно устроить в двух расположенных на расстоянии около 15 м друг от дружки скважинах

В случае с наличием на участке высоко залегающего горизонта грунтовых вод, теплообменники можно устроить в двух расположенных на расстоянии около 15 м друг от дружки скважинах.

Отбор тепловой энергии в таких системах путем перекачивания грунтовой воды по замкнутому контуру, части которого расположены в скважинах. Такая система нуждается в установке фильтра и периодической чистке теплообменника.

Самая простая и дешевая схема теплового насоса основана на извлечении тепловой энергии из воздуха. Некогда она стала базой для устройства холодильников, позже согласно ее принципам разработаны были кондиционеры.

Тепловой насос для бассейна: критерии выбора и правила установкиСамая простая тепловая насосная система получает энергию из воздушной массы. Летом она участвует в отоплении, зимой в кондиционировании. Минус системы в том, что в самостоятельном исполнении агрегат с недостаточной мощностью

Эффективность различных типов данного оборудования не одинакова. Наименьшими показателями обладают насосы, использующие воздушную среду. К тому же эти показатели напрямую зависят от погодных условий.

Грунтовые разновидности тепловых насосов имеют стабильные показатели. Коэффициент эффективности данных систем варьируется в пределах 2,8 -3,3. Наибольшей эффективность обладают системы вода-вода. Это связано, в первую очередь, со стабильностью температуры источника.

Надо заметить, что чем глубже расположен в водоеме коллектор насоса, тем стабильнее будет температура. Для получения мощности системы в 10КВт, необходимо около 300 метров трубопровода.

Основным параметром, характеризующим эффективность работы теплового насоса, считается его коэффициент преобразования. Чем выше коэффициент преобразования, тем эффективнее считается тепловой насос.

Тепловой насос для бассейна: критерии выбора и правила установкиКоэффициент преобразования теплового насоса выражается через отношение показателей теплового потока и электрической мощности, затраченной на работу компрессора

Критерии выбора тепловых насосов

При выборе агрегата анализируют несколько факторов:

Тепловой насос для бассейна

  1. Условия эксплуатации: расположен бассейн в помещении или под открытым небом.
  2. Место размещения самого теплового насоса: доступность источников низкопотенциальной энергии.
  3. Вид укрытия бассейна: утепленное здание или легкий летний купол.
  4. Исходная температура воды и заданное значение, до которого потребуется прогреть.
  5. Объем воды: чем больше бассейн, тем мощнее должен быть агрегат.
  6. Наличие/отсутствие дополнительного функционала: отопление или кондиционирование помещения, ГВС и т. д.
  7. Наличие разъемов для подключения к электросети и водяному контуру. Это немного повышает стоимость установки, но значительно облегчает монтаж.

Для крытых бассейнов температурные параметры принимают стандартными: 22-24 °С для воды и 26-28 °С для воздуха. На эти значения стоит ориентироваться при выборе теплового насоса.

4. Электронагреватели

Электронагреватели являются устройствами альтернативными  теплообменникам.  Принцип действия: в корпусе размещается трубчатый электронагревательный  элемент (ТЭН). Он передает тепло протекающей воде. Особых различий между моделями нет.

При выборе электронагревателя ориентиром является:

  1.  выходная мощность,
  2.  материал, из которого изготовлен корпус,
  3.  материал, из которого изготовлен ТЭН.

При использовании морской воды ТЭН подбирают из титана, никеля или купроникеля.

Достоинства Недостатки
для удобства оснащены термостатом с дисплеем, что позволяет легко регулировать температуру воды огромный расход электроэнергии (повышенные затраты на обслуживание бассейна)
оснащены комплектом автоматического управления (датчиком потока или датчиком давления) , который не позволяет работать при слабом потоке воды модели большей мощности требуют трехфазного подключения к сети
изначально укомплектованы всем необходимым для запуска и работы  

Особенности монтажа

Электронагреватель включают в цепь так, чтобы входящая труба была направлена вертикально вниз. В таком случае прибор всегда будет наполнен водой и даже при выходе из строя автоматики ТЭН не перегорит.

Практика показывает, что электронагреватели используют для бассейнов до 12 – ти кубометров открытого типа и до 20 – ти кубометров закрытого типа.

Задача по поддержанию в бассейне необходимой температуры решается не так уж и просто. Формула для расчета времени нагрева воды не учитывает важную ее особенность – теплопотери при испарении. Из-за этого подогрев воды происходит длительнее, при всем при том, что, подогрев и без того занимает массу времени.

В связи с этим в проект включают вспомогательные средства для подогрева:

  1.  термическое покрывало,
  2. покрытие стенок бассейна теплоизоляционным напылением,
  3. использование системы солнечных батарей.

Это интересно: Ремонт кран буксы для смесителя своими руками — разбираем в общих чертах

Принцип действия

Насос погружного типа объединяет в общем герметичном корпусе и собственно насос, и электродвигатель. Его принцип работы одинаков для садовых и дренажных вариантов. Мотор вращает лопасти колеса, и камера наполняется водой.

Под действием центробежной силы жидкость вытесняется и поступает в сточную трубу. Отверстие для забора может быть как сверху, так и снизу. Первое не позволит вылить всю воду, зато и слив не забьется крупными листьями и илом. Второе опустошит бассейн до сантиметра, но за чистотой дна потребуется тщательно следить.

Поверхностные электронасосы могут быть вихревыми, центробежными и с внешним эжектором. Последние сейчас почти не выпускают, их заменили погружными.

Вихревые не применимы для дачных бассейнов, ведь изнашиваются от песка. Для бассейнов подходят только центробежные.

Центробежные модели имеют колеса, которые приводит в действие рабочий вал, опирающийся на подшипники. Колеса нагнетают давление, вода поднимается, затем сливается по выходной трубе. Все электронасосы имеют релейный датчик, он срабатывает на отключение при прекращении подачи воды.

Оцените статью