Тепловий насос вода вода
Тепловий насос вода-вода — це геотермальна установка, яка бере тепло ґрунтових вод: воду піднімають зі свердловини, знімають із неї кілька градусів і повертають назад у ґрунт. Свердловина з дебітом 3 м³/год і температурою води +10 °C цілий рік дає більше теплоти, ніж сотня метрів ґрунтового зонда на тій самій ділянці. Саме через це тепловий насос вода вода залишається схемою з найвищим коефіцієнтом перетворення серед геотермальних рішень. Працює вона тільки там, де це дозволяє гідрогеологія: потрібні дві свердловини, підтверджений дебіт і вода придатного хімічного складу. Нижче — критерії, за якими ми оцінюємо ділянку, і те, з чого складається ціна системи.
Тепловий насос вода вода: принцип роботи відкритого водозабору
Відкритий водозабір означає, що вода не циркулює по замкненому колу, а проходить транзитом. Заглибний насос піднімає її з водоносного горизонту, вода віддає 3–4 °C у проміжному теплообміннику і повертається в той самий горизонт через другу свердловину. Температура джерела при цьому не залежить від напрацювання: горизонт живиться підземним потоком, а не накопиченим за літо теплом ґрунту.
Схема складається з чотирьох вузлів:
- видобувна свердловина із заглибним насосом і зворотним клапаном;
- сітчастий фільтр 100–300 мкм і проміжний теплообмінник;
- вторинний контур із розсолом, який іде на випарник;
- поглинальна свердловина для повернення охолодженої води.
Дві свердловини: видобувна і поглинальна
Обидві свердловини бурять на один водоносний горизонт — скидати воду в інший горизонт або в дренажну канаву не можна ні технічно, ні за правилами спеціального водокористування. Поглинальну розміщують нижче за напрямком підземного потоку і на відстані не менше 15 м від видобувної, інакше охолоджена вода почне повертатися на всмоктування і температура джерела за сезон просяде.
Приймальна здатність поглинальної свердловини має дорівнювати дебіту видобувної з запасом. На практиці саме вона стає слабкою ланкою: пісок і залізисті відкладення поступово знижують поглинання, тому конструкцію роблять розбірною, з можливістю промивання. Динамічний рівень у видобувній перевіряють пробним відкачуванням упродовж 24–48 годин: він має стабілізуватися без просідання.
Який дебіт потрібен: розрахунок у кубометрах на годину
Розрахунок спирається на просту фізику: 1 м³/год води при перепаді 3 °C віддає приблизно 3,5 кВт теплоти. Звідси орієнтир — 0,20–0,25 м³/год на кожен кіловат теплової потужності насоса.
| Теплова потужність | Потрібний дебіт при ΔT 3–4 °C |
|---|---|
| 8 кВт | 1,6–2,0 м³/год |
| 12 кВт | 2,4–3,0 м³/год |
| 16 кВт | 3,2–4,0 м³/год |
| 24 кВт | 4,8–6,0 м³/год |
Дебіт беруть не з паспорта бурової бригади, а з фактичного вимірювання під навантаженням. Якщо свердловина дає менше за розрахунок, збільшувати перепад температур понад 5 °C немає сенсу — зростає ризик обмерзання теплообмінника. У такому разі ділянку переводять на замкнений контур; різницю розібрано на сторінці тепловий насос земля-вода.
Аналіз води: залізо, жорсткість, хлориди
Хімічний аналіз замовляють до проєкту, а не після монтажу. Ключові показники та типові межі для пластинчастих теплообмінників із нержавіючої сталі:
- Залізо — до 0,2 мг/л. Вище цієї межі при контакті з повітрям утворюється охра, яка заростає пластини й забиває поглинальну свердловину.
- Марганець — до 0,1 мг/л, механізм відкладень той самий.
- Жорсткість — визначає темп карбонатних відкладень на теплопередавальній поверхні та періодичність промивання.
- Хлориди — понад 200 мг/л викликають точкову корозію нержавіючої сталі, потрібні пластини з титану.
- Сірководень і pH — pH поза діапазоном 6–9 або наявність сірководню вимагають окремого підбору матеріалів.
Головне правило експлуатації: свердловинний контур має бути герметичним і працювати без контакту з атмосферою. Розчинене залізо, яке не зустрічає кисню, не окислюється й повертається в горизонт таким, яким було підняте.
Проміжний теплообмінник як обов’язковий вузол
Свердловинну воду не подають напряму у випарник: будь-яке відкладення в його каналах означає ремонт компресорного блоку. Між джерелом і насосом ставлять розбірний пластинчастий теплообмінник із запасом поверхні 15–20 % на забруднення: первинний бік — свердловинна вода, вторинний — розсіл, який іде на машину. Розбірна конструкція дозволяє раз на кілька сезонів промити пластини без тривалої зупинки опалення.
Чому відкрита схема дає найвищий COP
Ґрунтові води на глибині 20–50 м тримають +8…+12 °C незалежно від пори року. Кожен додатковий градус температури джерела додає орієнтовно 2–3 % до COP, тому різниця з ґрунтовим зондом, який наприкінці опалювального сезону просідає до 0…+2 °C, накопичується саме в найхолодніші місяці, коли працює максимальна потужність.
З отриманого коефіцієнта потрібно відняти споживання заглибного насоса — на типовому дебіті це 0,3–0,6 кВт постійного навантаження. Тому свердловинний насос підбирають за фактичним напором, а не з запасом «на всякий випадок». Як основний тепловий насос для опалення будинку в такій схемі ми зазвичай ставимо Thermia Calibra або Thermia Atlas, а для об’єктів із великим дебітом і потужністю понад 20 кВт — інверторний Thermia Mega. Повну лінійку обладнання зібрано на сторінці теплові насоси Thermia.
Переваги відкритої схеми та її обмеження
Сонячні панелі й вітрогенератор дають електрику, обсяг якої залежить від погоди, і саме взимку її найменше. Водоносний горизонт віддає стабільну потужність цілодобово, незалежно від хмарності та вітру. Тому серед альтернативних джерел геотермія залишається найпродуктивнішою: одна машина закриває опалення, нагрів гарячої води і пасивне охолодження влітку.
Сильні сторони відкритої схеми:
- найвищий коефіцієнт перетворення серед геотермальних рішень;
- доступне джерело тепла скрізь, де є горизонт із потрібним дебітом;
- екологічна безпека: вода повертається у свій горизонт без домішок;
- мінімум земляних робіт — ділянку не розкривають по всій площі, потрібні лише дві свердловини.
Обмеження теж треба врахувати. Відкритий водозабір вимагає регулярного обслуговування: промивання фільтра, періодичне розкриття теплообмінника, контроль поглинальної свердловини. Параметри горизонту з роками змінюються — дебіт і рівень можуть як зрости, так і просісти, і це відображається на ефективності в обидва боки. Тому свердловинну частину проєктують із запасом.
Гідрогеологія ділянки як головний чинник кошторису
Запит «тепловий насос вода вода ціна» коректно розкладати на два кошториси. Перший — обладнання: насос, теплообмінник, обв’язка, автоматика; тут на суму впливають виробник, теплова потужність і клас ефективності моделі. Другий — свердловинна частина, і саме вона змінюється від ділянки до ділянки в рази: глибина залягання горизонту, діаметр обсадної колони, напір і потужність заглибного насоса, довжина траси до котельні, потреба в знезалізненні та оформлення дозволу на спеціальне водокористування. Тому кошторис рахують після розвідувального буріння, а не за площею будинку.
Обладнання такого класу працює десятиліттями, тому ціна не може бути єдиним критерієм вибору: недобраний за дебітом насос обходиться дорожче за різницю в кошторисі. Порядок монтажу описано на сторінці установка теплового насоса, а підбір потужності — на сторінці тепловий насос для дому.
Розрахунок і монтаж під ключ
«Новітерм» — офіційний дистриб’ютор шведських теплових насосів Thermia в Україні з 2007 року. Наші інженери проходять навчання в дослідному центрі Thermia, тому потужність підбираємо за фактичними тепловтратами та параметрами джерела: без переплати за зайві кіловати і без ризику, що машина не витягне пік. Ми оцінюємо пробне відкачування та аналіз води, підбираємо теплообмінник і машину, виконуємо монтаж під ключ у Києві та області. Щоб купити тепловий насос вода вода з проєктом і пусконалагодженням, зателефонуйте +380 44 229-17-79 або приїздіть у наш офіс: Київ, вул. Академіка Туполєва, 19, оф. 39.
Свердловини, розрахунок дебіту та підбір свердловинного насоса — окрема інженерна задача. Як проходить монтаж теплового насоса вода-вода, ми розібрали покроково.