Термопомпа за басейн: критерии за избор и правила за монтаж

Термопомпите – това несъмнено е едно от най-добрите изобретения в областта на отоплителните системи. То буквално дава възможност да се добива практически безплатна енергия направо от въздуха, както и от земята или водата. Ако се използва термопомпа за басейн, разходите за подгряване на вода могат значително да се намалят.

Ще ви разкажем как да изберете оптималния модел за използване на “зелена” енергия за производство на топлина, която подгрява вода. В представената за запознаване статия е описан подробно принципът на действие на системата. При нас ще научите как да монтирате агрегата и как да го експлоатирате грамотно в битови условия.

Как работи такава помпа?

Енергия има навсякъде, дори в онези обекти, които ни се струват изключително студени. Просто тази енергия има нисък потенциал. Термопомпите позволяват да се извлече тя от околната среда и да се преобразува в енергия с висок потенциал. В такова състояние топлинната енергия може да се използва за отопление.

Термопомпите, както и хладилниците, работят по принципа на Карно. Хладилникът премества топлинна енергия от камерата в околното пространство, за да създаде охлаждащ ефект, докато термопомпата работи в обратна посока.

Такава система се състои от две основни части – външна и вътрешна, между които се намират компресорът и изпарителят. Топлоносителят циркулира по система от тръби, които се намират отвън. Той поглъща енергия, разсеяна в дебелината на земята, във водата или във въздуха, в зависимост от типа на помпата.

След това топлоносителят преминава през камерата на изпарителя, пълна с хладилен агент (обикновено – фреон). Хладилният агент кипи при много ниска температура. Загрявайки се при контакт с топлинна енергия с нисък потенциал, той преминава в газообразно състояние и постъпва в компресора.

На тази схема е показано устройството и принципът на работа на топлинната помпа, която събира топлина с нисък потенциал от околната среда и я преобразува във високопотенциална топлинна енергия (+)

Тук газът се нагрява и се премества в кондензатора. След това хладилният агент изстива, отново се връща в течно състояние, а топлината, която е събрал, постъпва във вътрешната отоплителна система, т.е. към отоплителната система на къщата или, в този случай, на басейна. Цикълът се повтаря много пъти.

Разбира се, за работата на такава система, а именно на помпените агрегати, ще е необходимо известно количество електроенергия, без достъп до която системата не може да работи.

Но количеството електричество, необходимо на топлинната помпа, е приблизително четири пъти по-малко от разходите за директно подгряване на вода с помощта на електрически нагревател. При разход под 2,5 kW мощност за работа на електроенергия, топлинната помпа може да произвежда над 10 kW топлинна енергия.

Как да изберем подходящата система?

Особеностите на конструкцията на топлинната помпа я правят по-устойчива на въздействието на повишена влажност от всяка друга система за подгряване на вода. Но трябва правилно да се избере типът на топлинната помпа, т.е. да се определи източникът на нископотенциална топлинна енергия.

Колкото по-стабилна е температурата на средата, толкова по-ефективно работи топлинната помпа. Земята се счита за най-добрия вариант в това отношение, но практическото изпълнение изисква изпълнението на редица не толкова прости условия.

Тази таблица позволява да се определим с мощността на топлинната помпа за басейн. Изчисленията са направени, като е отчетено наличието на защитно покритие от слънце (+)

Ще е необходим просторен поземлен участък и мащабни земни работи. Тръбите, по които циркулира водата, ще трябва да бъдат поставени в дебелината на почвата, изпълнението на това изискване не винаги е възможно и удобно. Топлинните помпи тип "земя-вода" рядко се използват за басейни.

Водната топлинна помпа е малко по-лесна за инсталиране, тъй като използва вода като източник на енергия. Оптималният вариант – разположен наблизо воден обект: езеро, река, поток и т.н.

Далеч не всички собственици на земя имат достъп до такива ресурси. По-достъпният вариант за решаване на проблема – спускане на тръбите за вода в сондаж или кладенец. Това означава, че на терена вероятно ще трябва да се изгради допълнителен водоизточник.

По-малко време и усилия ще са необходими за инсталиране на топлинна помпа, която консумира енергия, разсеяна във въздушните маси. За организиране на интензивен въздухообмен се използват мощни вентилатори. Няма да се налага нито да се полагат тръби в земята, нито да се пробива нов сондаж.

Топлинните помпи тип “въздух-вода” позволяват отопляването на голям обем вода в басейна с минимален разход на електрическа енергия

Разбира се, ефективността на отоплението с въздушна топлинна помпа може да бъде малко по-ниска, отколкото при използване на такива стабилни източници на енергия като земята или водата. Въпреки това, за използване през сезона от пролетта до есента, а не целогодишно, такъв модел е идеален. Повечето басейни в имотите се използват именно през този период.

Топлинната помпа може също да се използва в комбинация с други отоплителни системи, например с електрическо подгряване. За отопление на дома такива модели понякога се комбинират с газов или електрически котел. Това е особено подходящо в райони с суров климат, тъй като при температура на въздуха под -20 градуса ефективността на топлинните помпи рязко намалява.

Характеристика на всеки промишлен модел топлинна помпа – висока цена. Разходите могат да бъдат намалени, ако такова устройство се изгради самостоятелно. Това не е твърде сложна задача, много майстори са се справили успешно с нея. Но промишлените модели са по-надеждни, по-ефективни и по-лесни за управление.

Според отзивите, високата цена на промишления модел топлинна помпа се изплаща още в първите няколко години на експлоатация, а понякога и само за няколко месеца. В същото време е много важно да се избере модел, чиято мощност точно да съответства на нуждите на обекта от топлина.

Топлинни загуби на обекта

За да изберете правилно топлинна помпа по мощност, е необходимо да се определят топлинните загуби на басейна, в който ще бъде инсталирано устройството.

В случай на басейн трябва да се вземат предвид:

• мястото, на което се намира басейнът;
• наличие и степен на надеждност на басейна;
• обем на купалната чаша;
• началната температура на водата;
• оптималната температура на водата за къпане;
• наличие на допълнителни фактори, влияещи върху промяната на температурата на водата: отопление на въздуха в затворено съоръжение, климатизация и др.

За да се изчислят топлинните загуби на съоръжението, някои специалисти препоръчват да се използва методиката, описана в ДБН В.2.5-67: 2013. Мощността на помпата трябва да надвишава размерите на топлинните загуби на басейна с 30%.

Тази схема позволява да се получи представа за възможните загуби на топлина в басейна в зависимост от въздействието на външните фактори. Колкото по-малки са тези загуби, толкова по-ефективно ще работи топлинната помпа.

Тези изчисления са доста специфични и е по-добре да се поверят на специалист. Полезни препоръки могат да се получат от опитни специалисти, които се занимават с производство или продажба на топлинни помпи. Полезни при избора на топлинна помпа ще бъдат и сведенията за мощността на топлообменника на устройството.

Когато избирате въздушна топлинна помпа за подгряване на водата в басейна, трябва да вземете предвид редица фактори, които влияят на степента на топлинните загуби на сградата, например наличието или липсата на покритие.

Този показател отразява разхода на топлинна енергия за подгряване на водата в басейна за определен период от време.

В опростен вид формулата може да изглежда така:

P = 1.16 Х ΔT/t Х V (кВт)

Където:

• 1,16 – корекционен коефициент на топлинните загуби;
• ΔT – брой градуси, разделящ началния и крайния показател на температурата на водата в басейна, ºС;
• t – време на работа на устройството, докато не бъде достигната необходимата температура на водата, час;
• V – обем на купалната чаша, куб. м.

Разбира се, тази формула не отчита редица фактори като влиянието на отоплението в помещението на закрит басейн, наличието на климатизация, наличието на изолация и др.

Но при избора на подходящ модел топлинна помпа такова изчисление може да бъде много полезно. По време на изчисленията е полезно да се вземе предвид, че за закрит басейн оптималната температура на въздуха се счита 28 градуса, а температурата на водата – 24 градуса.

Важни моменти при избора на помпа

Когато избирате подходяща топлинна помпа, трябва да се ориентирате не само по нейната мощност. Важно значение се отдава и на други фактори. Например, размерите на помпата, която наподобява голяма метална кутия.

Мястото за инсталиране обикновено се избира предварително, трябва да се уверите, че избраният модел ще се побере свободно там, като същевременно оставя достатъчно място за човека, който ще инсталира и обслужва устройството.

Колкото по-малка е разликата между температурата на въздуха отвън и температурата на водата в басейна, толкова по-голям ефект ще даде използването на топлинната помпа и толкова по-висока е нейната производителност.

Автоматичното управление на някои модели позволява да се променя работата на помпата, като се взема предвид не само външната температура, но и темповете на охлаждане на водата в басейна, както и способността на сградата (ако става дума за закрит басейн) да задържа топлина.

По време на работа термопомпата вибрира и произвежда шум. Колкото по-малко шум има на мястото, толкова по-добре. Преди покупка трябва да се намери начин да се оцени нивото на шума, което издават различните модели термопомпи.

Наличието на блок за автоматично управление може значително да се отрази на цената на агрегата. Ако средствата позволяват, не трябва да се отказвате от това модерно и удобно допълнение. Първо, автоматизацията повишава комфорта по време на използване на оборудването, тъй като не се налага постоянно да се разсейвате за неговото включване, регулиране, изключване и т.н.

Автоматичната система за управление на съвременните термопомпи улеснява експлоатацията на устройството, повишава ефективността на неговата работа и удължава срока на експлоатация

Второ, работата на уреда в автоматичен режим значително повишава неговия ресурс на работа, т.е. срока на експлоатация. Но повредите все пак са възможни. Наличието на правилно оформени документи за гаранционно обслужване на устройството ще помогне да се минимизират проблемите, свързани с работата на термопомпата.

Впрочем, наличието на официален бланк с печат не е достатъчно. Понякога продавачите скромно премълчават, че гаранционният ремонт се извършва само от специализирано предприятие, което се намира на сто километра от мястото на инсталиране на оборудването.

Случвало се е и така, че за ремонт устройството е трябвало да бъде изпращано в чужбина. Такова гаранционно обслужване е изключително неудобно, тъй като отнема на собственика цели месеци време.

Майсторите, за които лесният ремонт на домакински уреди е по силите им, трябва предварително да проучат особеностите на устройството на избрания модел и достъпа до резервни части. Ако необходимите части не са налични някъде наблизо, ще трябва да ги поръчат специално, да платят за продължителна доставка и т.н. Предвидливостта ще помогне да се избегнат подобни проблеми.

Ако цената на термопомпата от фабрично производство изглежда “недостъпно” висока, тя може да бъде сглобена със собствени ръце. Как се сглобява агрегат от практически боклукчийски материали, е описано в препоръчаната от нас статия.

Особености на монтажа на устройството

Редът на свързване на термопомпата за басейн зависи от особеностите на конкретния модел. Затова преди започване на работата трябва внимателно да се проучи инструкцията на производителя и точно да се спазят изложените в нея изисквания и препоръки. Обикновено индустриалните модели се доставят вече сглобени и с комплект необходими за монтажа части.

Схема на функциониране на термопомпа, свързана към басейн:
1 – Термопомпа за басейн
2 – Дистанционно устройство за управление
3 – Чиста вода за басейна
4 – Циркулационна помпа
5 – Байпас (обходен канал) и регулиращи вентили
6 – Тръба за подаване на вода от басейна
7 – Филтър

По време на свързването ще е необходимо да се монтират няколко тръби, както и да се осигури захранване с електричество. В системата за обслужване на басейна нагревателят се инсталира така, че да бъде разположен след филтрационната система и преди хлоратора.

Както е показано на тази схема, термопомпата трябва да се свързва след филтъра за вода, но преди устройството за нейното хлориране

Много е важно да се избере правилно място за монтаж на оборудването. Обикновено термопомпата тип „въздух-вода“ представлява агрегат с внушителни размери, наподобяващ външния блок на сплит система на климатик.

За монтаж на въздушна термопомпа е необходимо да се избере достатъчно просторно място, което трябва да се защити от въздействието на външни фактори, например с помощта на навес

Мястото за монтаж на такова оборудване трябва да отговаря на следните изисквания:

• добра вентилация;
• липса на препятствия за движението на въздушните маси;
• отдалеченост от открит огън и други източници на топлина;
• защита от въздействието на външни фактори на околната среда: валежи, падащи отгоре отпадъци и т.н.;
• достъпност за техническо обслужване и необходим ремонт.

Най-често термопомпата се монтира под навес. За допълнителна защита могат да се монтират няколко странични стени, но те по никакъв начин не трябва да препятстват въздушния поток, който се нагнетява от вентилаторите.

Помпата се монтира върху метална рамка, като основата трябва да бъде строго хоризонтална. Това ще позволи да се минимизират такива проблеми като вибрации и шум по време на работа на уреда, както и ще защити устройството от повреди.

Въздушният термопомпа трябва да се монтира върху здрава и строго хоризонтална основа. Това ще намали вибрациите при работа и ще намали шума.

При монтажа на термопомпата и свързването ѝ към системата е важно да се уверите, че всички нейни елементи са чисти. Няма да е излишно да проверите и вътрешната повърхност на тръбите, чрез които се осъществява свързването.

Всички места на свързване на тръбите, по които циркулира вода, трябва да бъдат внимателно уплътнени и проверени за течове. За да не се предават вибрациите от термопомпата по време на работа на останалата система, има смисъл да се обмисли вариант за свързване с помощта на гъвкави маркучи.

Осигуряването на електрозахранването на термопомпата ще изисква специално внимание. То трябва напълно да отговаря на правилата за монтаж на електрическо оборудване, като се вземат предвид всички изисквания за пожарна безопасност.

Около басейна обикновено се поддържа високо ниво на влажност и вероятността от контакт на електрическото оборудване с вода значително нараства. Затова е необходимо внимателно да се изолират всички места на електрически контакти, като допълнително се защитят от възможен контакт с влага.

В схемата за свързване на термопомпата към електрозахранването е задължително да се включат автоматични прекъсвачи, които са оборудвани с датчици, реагиращи на повишаване на температурата. Ще са необходими и защитни устройства, които ще предотвратят изтичане на ток.

Всички токопроводящи възли трябва задължително да се заземят. За свързване на кабелите, както силовите, така и контролните, ще са необходими специални клеми. В инструкцията на производителя обикновено е посочено необходимото напречно сечение на електрическите кабели, чрез които може да се извърши свързването на оборудването към електрозахранването.

Тези данни трябва да се спазват. Напречното сечение на кабела може да бъде по-голямо от препоръчаното, но в никакъв случай по-малко.

Монтажът на термопомпата за загряване на вода в басейна се извършва съгласно препоръките на производителя. Обикновено тя се монтира след системата за пречистване на водата, но преди устройството за хлориране, ако има такова.

Домашно направлена термопомпа – реално ли е?

Ако се изработи термопомпа самостоятелно, може значително да се спести, но ефективността на такива устройства е малко по-ниска от тази на промишлено произведените модели. Първо се изработват отделните елементи на помпата, след което те се свързват в обща система. Изпарителят може да се направи от голям пластмасов съд. Вътре се монтира меден серпентина.

За изработване на серпентината медна тръба може внимателно да се навие на газов балон или друг подходящ цилиндричен предмет, за да се придаде необходимата форма. По същия начин се прави още един серпентина – за изпарителя. Този елемент се поставя вътре в още един съд, този път метален, ще са необходими заваръчни работи.

Компресорът просто се купува или се сваля от друго устройство, например от счупен климатик. Когато тези три устройства са готови, те се свързват в обща система. След това компресорът се зарежда с хладилен агент. Остава да се свърже изпарителят с вентилатора, който нагнетява въздух, а кондензаторът – към системата за подгряване на водата в басейна.

Значително по-сложна е конструкцията на термопомпа тип вода-вода. За нейното изграждане е необходимо наличието на река или естествен водоем близо до парцела, а ако ги няма, се пробиват сондажи. Въпреки това, ако е невъзможно да се получава енергия от въздуха по технически причини, този вариант също ще бъде полезен.

Изводи и полезно видео по темата

Практическият опит за подгряване на водата в басейна с помощта на термопомпи е представен в следващото видео:

Тук нагледно е демонстриран принципът на работа на въздушна термопомпа:

В това видео е представен много подробен преглед на работата и устройството на модел термопомпа тип „въздух-вода“:

Термопомпата е удобен, ефективен и екологичен начин за отопление на басейна. При правилна експлоатация цената на модела ще се изплати много бързо, а грамотният монтаж значително ще увеличи срока на експлоатация на устройството.

Искате ли да споделите полезна информация по темата на статията? Може би знаете как да направите термопомпа за обустройство на частен басейн със собствените си ръце? Пишете, моля, коментари в блок-а по-долу, задавайте въпроси, споделяйте вашето мнение и тематични снимки.