Тепловой насос вода вода
Тепловой насос вода-вода — это геотермальная установка, которая берёт тепло грунтовых вод: воду поднимают из скважины, снимают с неё несколько градусов и возвращают обратно в грунт. Скважина с дебитом 3 м³/ч и температурой воды +10 °C круглый год отдаёт больше теплоты, чем сотня метров грунтового зонда на том же участке. Именно поэтому тепловой насос вода вода остаётся схемой с самым высоким коэффициентом преобразования среди геотермальных решений. Работает она только там, где это позволяет гидрогеология: нужны две скважины, подтверждённый дебит и вода подходящего химического состава. Ниже — критерии, по которым мы оцениваем участок, и то, из чего складывается цена системы.
Тепловой насос вода вода: принцип работы открытого водозабора
Открытый водозабор означает, что вода не циркулирует по замкнутому кругу, а проходит транзитом. Погружной насос поднимает её из водоносного горизонта, вода отдаёт 3–4 °C в промежуточном теплообменнике и возвращается в тот же горизонт через вторую скважину. Температура источника при этом не зависит от наработки: горизонт питается подземным потоком, а не накопленным за лето теплом грунта.
Схема состоит из четырёх узлов:
- добычная скважина с погружным насосом и обратным клапаном;
- сетчатый фильтр 100–300 мкм и промежуточный теплообменник;
- вторичный контур с рассолом, который идёт на испаритель;
- поглощающая скважина для возврата охлаждённой воды.
Две скважины: добычная и поглощающая
Обе скважины бурят на один водоносный горизонт — сбрасывать воду в другой горизонт или в дренажную канаву нельзя ни технически, ни по правилам специального водопользования. Поглощающую размещают ниже по направлению подземного потока и на расстоянии не менее 15 м от добычной, иначе охлаждённая вода начнёт возвращаться на всасывание и температура источника за сезон просядет.
Приёмная способность поглощающей скважины должна равняться дебиту добычной с запасом. На практике именно она становится слабым звеном: песок и железистые отложения постепенно снижают поглощение, поэтому конструкцию делают разборной, с возможностью промывки. Динамический уровень в добычной проверяют пробной откачкой в течение 24–48 часов: он должен стабилизироваться без просадки.
Какой дебит нужен: расчёт в кубометрах в час
Расчёт опирается на простую физику: 1 м³/ч воды при перепаде 3 °C отдаёт примерно 3,5 кВт теплоты. Отсюда ориентир — 0,20–0,25 м³/ч на каждый киловатт тепловой мощности насоса.
| Тепловая мощность | Нужный дебит при ΔT 3–4 °C |
|---|---|
| 8 кВт | 1,6–2,0 м³/ч |
| 12 кВт | 2,4–3,0 м³/ч |
| 16 кВт | 3,2–4,0 м³/ч |
| 24 кВт | 4,8–6,0 м³/ч |
Дебит берут не из паспорта буровой бригады, а из фактического замера под нагрузкой. Если скважина даёт меньше расчётного, увеличивать перепад температур сверх 5 °C бессмысленно — растёт риск обмерзания теплообменника. В таком случае участок переводят на замкнутый контур; разница разобрана на странице тепловой насос земля-вода.
Анализ воды: железо, жёсткость, хлориды
Химический анализ заказывают до проекта, а не после монтажа. Ключевые показатели и типичные пределы для пластинчатых теплообменников из нержавеющей стали:
- Железо — до 0,2 мг/л. Выше этого предела при контакте с воздухом образуется охра, которая зарастает пластины и забивает поглощающую скважину.
- Марганец — до 0,1 мг/л, механизм отложений тот же.
- Жёсткость — определяет темп карбонатных отложений на теплопередающей поверхности и периодичность промывки.
- Хлориды — свыше 200 мг/л вызывают точечную коррозию нержавеющей стали, нужны пластины из титана.
- Сероводород и pH — pH вне диапазона 6–9 или наличие сероводорода требуют отдельного подбора материалов.
Главное правило эксплуатации: скважинный контур должен быть герметичным и работать без контакта с атмосферой. Растворённое железо, которое не встречает кислорода, не окисляется и возвращается в горизонт таким, каким было поднято.
Промежуточный теплообменник как обязательный узел
Скважинную воду не подают напрямую в испаритель: любое отложение в его каналах означает ремонт компрессорного блока. Между источником и насосом ставят разборный пластинчатый теплообменник с запасом поверхности 15–20 % на загрязнение: первичная сторона — скважинная вода, вторичная — рассол, который идёт на машину. Разборная конструкция позволяет раз в несколько сезонов промыть пластины без длительной остановки отопления.
Почему открытая схема даёт самый высокий COP
Грунтовые воды на глубине 20–50 м держат +8…+12 °C независимо от времени года. Каждый дополнительный градус температуры источника добавляет ориентировочно 2–3 % к COP, поэтому разница с грунтовым зондом, который к концу отопительного сезона проседает до 0…+2 °C, накапливается именно в самые холодные месяцы, когда работает максимальная мощность.
Из полученного коэффициента нужно вычесть потребление погружного насоса — на типичном дебите это 0,3–0,6 кВт постоянной нагрузки. Поэтому скважинный насос подбирают по фактическому напору, а не с запасом «на всякий случай». Как основной тепловой насос для отопления дома в такой схеме мы обычно ставим Thermia Calibra или Thermia Atlas, а для объектов с большим дебитом и мощностью свыше 20 кВт — инверторный Thermia Mega. Полная линейка оборудования собрана на странице тепловые насосы Thermia.
Преимущества открытой схемы и её ограничения
Солнечные панели и ветрогенератор дают электричество, объём которого зависит от погоды, и как раз зимой его меньше всего. Водоносный горизонт отдаёт стабильную мощность круглосуточно, независимо от облачности и ветра. Поэтому среди альтернативных источников геотермия остаётся самой продуктивной: одна машина закрывает отопление, нагрев горячей воды и пассивное охлаждение летом.
Сильные стороны открытой схемы:
- самый высокий коэффициент преобразования среди геотермальных решений;
- доступный источник тепла везде, где есть горизонт с нужным дебитом;
- экологическая безопасность: вода возвращается в свой горизонт без примесей;
- минимум земляных работ — участок не вскрывают по всей площади, нужны только две скважины.
Ограничения тоже надо учесть. Открытый водозабор требует регулярного обслуживания: промывки фильтра, периодического раскрытия теплообменника, контроля поглощающей скважины. Параметры горизонта с годами меняются — дебит и уровень могут как вырасти, так и просесть, и это отражается на эффективности в обе стороны. Поэтому скважинную часть проектируют с запасом.
Гидрогеология участка как главный фактор сметы
Запрос «тепловой насос вода вода цена» корректно раскладывать на две сметы. Первая — оборудование: насос, теплообменник, обвязка, автоматика; здесь на сумму влияют производитель, тепловая мощность и класс эффективности модели. Вторая — скважинная часть, и именно она меняется от участка к участку в разы: глубина залегания горизонта, диаметр обсадной колонны, напор и мощность погружного насоса, длина трассы до котельной, потребность в обезжелезивании и оформление разрешения на специальное водопользование. Поэтому смету считают после разведочного бурения, а не по площади дома.
Оборудование такого класса работает десятилетиями, поэтому цена не может быть единственным критерием выбора: недобранный по дебиту насос обходится дороже разницы в смете. Порядок монтажа описан на странице установка теплового насоса, а подбор мощности — на странице тепловой насос для дома.
Расчёт и монтаж под ключ
«Новитерм» — официальный дистрибьютор шведских тепловых насосов Thermia в Украине с 2007 года. Наши инженеры проходят обучение в исследовательском центре Thermia, поэтому мощность подбираем по фактическим теплопотерям и параметрам источника: без переплаты за лишние киловатты и без риска, что машина не вытянет пик. Мы оцениваем пробную откачку и анализ воды, подбираем теплообменник и машину, выполняем монтаж под ключ в Киеве и области. Чтобы купить тепловой насос вода вода с проектом и пусконаладкой, позвоните +380 44 229-17-79 или приезжайте в наш офис: Киев, ул. Академика Туполева, 19, оф. 39.
Скважины, расчёт дебита и подбор скважинного насоса — отдельная инженерная задача. Как проходит монтаж теплового насоса вода-вода, мы разобрали пошагово.