Siltumsūknis peldbaseinam: izvēles kritēriji un uzstādīšanas noteikumi

Siltumsūkņi – tas, bez šaubām, ir viens no labākajiem izgudrojumiem apkures sistēmu jomā. Tas burtiski dod iespēju iegūt faktiski bezmaksas enerģiju tieši no gaisa, kā arī no zemes vai ūdens. Ja izmanto siltumsūkni baseinam, izmaksas ūdens sildīšanai var ievērojami samazināt.

Mēs pastāstīsim, kā izvēlēties optimālo modeli “zaļās” enerģijas izmantošanai ūdens sildīšanas siltuma ražošanai. Šajā rakstā, kas tiek piedāvāts iepazīšanai, ir detalizēti izklāstīts sistēmas darbības princips. Pie mums jūs uzzināsiet, kā samontēt agregātu, kā to pareizi ekspluatēt mājas apstākļos.

Kā darbojas šāds sūknis?

Enerģija ir visur, pat tajos objektos, kas mums šķiet ārkārtīgi auksti. Vienkārši šai enerģijai ir zems potenciāls. Siltumsūkņi ļauj to iegūt no apkārtējās vides un pārveidot par enerģiju ar augstu potenciālu. Šādā stāvoklī siltumenerģiju var izmantot apkurei.

Siltumsūkņi, tāpat kā ledusskapji, darbojas pēc Kārno principa. Ledusskapis pārvieto siltumenerģiju no kameras uz apkārtējo telpu, lai radītu dzesēšanas efektu, bet siltumsūknis darbojas pretējā virzienā.

Šāda sistēma sastāv no divām pamatdaļām – ārējās un iekšējās, starp tām atrodas kompresors un iztvaicētājs. Tātad siltumnesējs cirkulē pa cauruļu sistēmu, kas atrodas ārpusē. Tajā pašā laikā tas absorbē enerģiju, kas izkliedēta zemes biezumā, ūdenī vai gaisā, atkarībā no sūkņa veida.

Tad siltumnesējs iziet caur iztvaicētāja kameru, kas piepildīta ar aukstumaģentu (parasti – freonu). Aukstumaģents uzvārās ļoti zemā temperatūrā. Saskarē ar zema potenciāla siltumenerģiju tas uzsilst, pāriet gāzveida stāvoklī un nonāk kompresorā.

Šajā shēmā uzskatāmi parādīta siltumsūkņa uzbūve un darbības princips, kas no apkārtējās vides savāc zema potenciāla siltumu un pārveido to augstpotenciālā siltumenerģijā (+)

Šeit gāze sakarst un pārvietojas uz kondensatoru. Tad aukstumaģents atdziest, atkal pārvēršoties šķidrā stāvoklī, un siltums, ko tas savācis, nonāk iekšējā apsildes sistēmā, t.i., mājas apkures sistēmā vai, šajā gadījumā, baseina. Cikls atkārtojas daudzas reizes.

Protams, šādas sistēmas, proti, sūkņu agregātu darbībai būs nepieciešams noteikts daudzums elektroenerģijas, bez piekļuves kurai sistēma nevarēs darboties.

Bet siltumsūknim nepieciešamais elektroenerģijas daudzums ir aptuveni četras reizes mazāks nekā izmaksas tiešai ūdens sildīšanai ar elektriskā sildītāja palīdzību. Patērējot mazāk nekā 2,5 kW jaudas elektroenerģijai, siltumsūknis var saražot vairāk nekā 10 kW siltumenerģijas.

Kā izvēlēties piemērotu sistēmu?

Siltumsūkņa konstrukcijas īpatnības padara to izturīgāku pret paaugstināta mitruma ietekmi nekā jebkuru citu ūdens sildīšanas sistēmu. Bet jāizvēlas pareizais siltumsūkņa veids, t.i., jānosaka zema potenciāla siltumenerģijas avots.

Jo stabilāka ir vides temperatūra, jo efektīvāk darbojas siltumsūknis. Zeme šajā ziņā tiek uzskatīta par labāko variantu, bet praktiska realizācija prasa vairāku ne visai vienkāršu nosacījumu izpildi.

Šī tabula ļauj noteikt siltumsūkņa jaudu baseinam. Aprēķini veikti, ņemot vērā aizsargpārklājuma esamību no saules (+)

Būs nepieciešams plašs zemes gabals un apjomīgi zemes darbi. Caurules, pa kurām cirkulē ūdens, būs jāizvieto augsnes biezumā, šo prasību ne vienmēr ir iespējams un ērti izpildīt. Siltumsūkņi, kas darbojas pēc principa 'zeme-ūdens', reti tiek izmantoti baseiniem.

Ūdens siltumsūkni ir nedaudz vienkāršāk iekārtot, jo kā enerģijas avotu izmanto ūdeni. Optimālais variants – tuvumā esoša ūdenstilpe: dīķis, ezers, upe u.tml.

Ne visiem zemes gabalu īpašniekiem ir pieejami šādi resursi. Pieejamāks problēmas risinājuma variants – nolaist ūdens caurules akā vai urbumā. Tas nozīmē, ka uz zemes gabala, iespējams, būs jāizveido papildu ūdens avots.

Mazāk laika un pūļu būs nepieciešams siltumsūkņa uzstādīšanai, kas patērē enerģiju, kas izkliedēta gaisa masās. Lai organizētu intensīvu gaisa apmaiņu, izmanto jaudīgus ventilatorus. Nebūs jāliek caurules zemē, ne jāurbj jauna aka.

Gaisa-ūdens tipa siltumsūkņi “gaiss-ūdens” ļauj uzsildīt lielu ūdens daudzumu baseinā ar minimālām elektroenerģijas izmaksām

Protams, apkures efektivitāte ar gaisa siltumsūkni var būt nedaudz zemāka nekā izmantojot tādus stabilus enerģijas avotus kā zeme vai ūdens. Tomēr lietošanai sezonā no pavasara līdz rudenim, nevis visu gadu, šāds modelis ir ideāli piemērots. Lielākā daļa baseinu uz zemes gabaliem tiek izmantoti tieši šajā periodā.

Siltumsūkni var izmantot arī kopā ar citām apkures sistēmām, piemēram, ar elektrisko apsildi. Mājas apkurei šādus modeļus dažreiz kombinē ar gāzes vai elektrisko katlu. Tas ir īpaši piemērots apvidiem ar skarbu klimatu, jo pie gaisa temperatūras zem -20 grādiem siltumsūkņu efektivitāte strauji samazinās.

Jebkura rūpnieciska modeļa siltumsūkņa īpatnība – augstā cena. Izdevumus var samazināt, ja šādu ierīci izgatavo pats. Tas nav pārāk sarežģīts uzdevums, daudzi meistari ar to ir veiksmīgi tikuši galā. Taču rūpnieciskie modeļi ir uzticamāki, efektīvāki un vienkāršāk vadāmi.

Saskaņā ar atsauksmēm, rūpnieciska modeļa siltumsūkņa augstās izmaksas atmaksājas jau pirmajos pāris ekspluatācijas gados, dažreiz pat tikai dažu mēnešu laikā. Turklāt ir ļoti svarīgi izvēlēties modeli, kura jauda precīzi atbilst objekta siltuma vajadzībām.

Objekta siltuma zudumi

Lai pareizi izvēlētos siltumsūkni pēc jaudas, nepieciešams noteikt baseina, kurā ierīce tiks uzstādīta, siltuma zudumus.

Baseina gadījumā jāņem vērā:

• vieta, kurā atrodas baseins;
• baseina esamība un uzticamības pakāpe;
• peldbaseina tilpums;
• ūdens sākotnējo temperatūru;
• optimālo ūdens temperatūru peldēšanai;
• papildu faktoru klātbūtne, kas ietekmē ūdens temperatūras izmaiņas: gaisa apsilde slēgtā konstrukcijā, gaisa kondicionēšana utt.

Lai aprēķinātu konstrukcijas siltuma zudumus, daži speciālisti iesaka izmantot metodiku, kas izklāstīta DBN V.2.5-67: 2013. Sūkņa jaudai jābūt par 30% lielākai par baseina siltuma zudumu lielumu.

Šī shēma ļauj izveidot priekšstatu par iespējamiem siltuma zudumiem baseinā atkarībā no ārējo faktoru ietekmes. Jo mazāki ir šie zudumi, jo efektīvāk darbosies siltumsūknis.

Šie aprēķini ir diezgan specifiski, tos labāk uzticēt speciālistam. Noderīgus ieteikumus var saņemt no pieredzējušiem speciālistiem, kas nodarbojas ar siltumsūkņu ražošanu vai pārdošanu. Izvēloties siltumsūkni, noderīga būs arī informācija par ierīces siltummaiņa jaudu.

Izvēloties gaisa siltumsūkni ūdens sildīšanai baseinā, jāņem vērā vairāki faktori, kas ietekmē ēkas siltuma zudumu pakāpi, piemēram, seguma esamība vai neesamība.

Šis rādītājs atspoguļo siltumenerģijas patēriņu ūdens sildīšanai baseinā noteiktā laika periodā.

Vienkāršotā veidā formula var izskatīties šādi:

P = 1,16 × ΔT/t × V (kW)

Kur:

• 1,16 – siltuma zudumu korekcijas koeficients;
• ΔT – grādu skaits, kas atdala sākotnējo un beigu ūdens temperatūras rādītāju baseinā, ºC;
• t – ierīces darbības laiks, līdz tiek sasniegta nepieciešamā ūdens temperatūra, h;
• V – peldbaseina tilpums, m³;

Protams, šī formula neņem vērā vairākus tādus faktorus kā apkures ietekme segtā baseina telpā, gaisa kondicionēšanas esamība, siltinājuma esamība utt.

Bet, izvēloties piemērotu siltumsūkņa modeli, šāds aprēķins var būt ļoti noderīgs. Aprēķinu gaitā ir lietderīgi ņemt vērā, ka par optimālu slēgtā baseinā tiek uzskatīta gaisa temperatūra 28 grādi, bet ūdens temperatūra – 24 grādi.

Svarīgi momenti, izvēloties sūkni

Izvēloties piemērotu siltumsūkni, jāorientējas ne tikai uz tā jaudu. Svarīga nozīme tiek piešķirta arī citiem faktoriem. Piemēram, tas ir sūkņa izmērs, kas atgādina lielu metāla kasti.

Uzstādīšanas vieta parasti tiek izvēlēta iepriekš, jāpārliecinās, ka izvēlētais modelis tur brīvi ievietosies, vienlaikus atstājot pietiekami daudz vietas cilvēkam, kurš uzstādīs un apkalpos ierīci.

Jo mazāka ir atšķirība starp āra gaisa temperatūru un ūdens temperatūru baseinā, jo lielāku efektu dos siltumsūkņa izmantošana un jo augstāka būs tā veiktspēja.

Dažu modeļu automātiskā vadība ļauj mainīt sūkņa darbību, ņemot vērā ne tikai āra temperatūru, bet arī ūdens atdzišanas ātrumu baseinā, kā arī ēkas spēju (ja runa ir par slēgtu baseinu) saglabāt siltumu.

Darbības laikā siltumsūknis vibrē un rada troksni. Jo mazāk trokšņa uz vietas, jo labāk. Pirms iegādes jāatrod veids, kā novērtēt trokšņa līmeni, ko rada dažādi siltumsūkņu modeļi.

Iekārtas izmaksas var ievērojami ietekmēt automātiskās vadības bloka esamība. Ja līdzekļi atļauj, nav vērts atteikties no šī modernā un ērtā papildinājuma. Pirmkārt, automatizācija paaugstina komfortu iekārtas lietošanas laikā, jo nav pastāvīgi jānovēršas, lai to ieslēgtu, noregulētu, izslēgtu u.c.

Mūsdienu siltumsūkņu automātiskā vadības sistēma atvieglo ierīces ekspluatāciju, paaugstina tās darbības efektivitāti un pagarina kalpošanas laiku

Otrkārt, ierīces darbs automātiskajā režīmā ievērojami palielina tās darba resursu, t.i., ekspluatācijas laiku. Tomēr bojājumi joprojām ir iespējami. Samazināt problēmas, kas saistītas ar siltumsūkņa darbību, palīdzēs pareizi noformētu dokumentu esamība par ierīces garantijas apkalpošanu.

Tomēr ar oficiālas veidlapas ar zīmogu esamību vien nepietiek. Dažkārt pārdevēji klusē par to, ka garantijas remontu veic tikai specializēts uzņēmums, kas atrodas simt kilometru attālumā no iekārtas uzstādīšanas vietas.

Gadījās arī tā, ka remontam ierīce bija jāsūta uz ārzemēm. Šāda garantijas apkalpošana ir ārkārtīgi neērta, jo tā atņem īpašniekam veselus mēnešus laika.

Prasmīgiem cilvēkiem, kuriem mājsaimniecības tehnikas vienkāršs remonts ir pa spēkam, ir iepriekš jāizpēta izvēlētā modeļa ierīces īpatnības un piekļuve rezerves daļām. Ja nepieciešamās detaļas nav pieejamas tuvumā, tās būs īpaši jāpasūta, jāmaksā par ilgu piegādi utt. Tāda paredzība palīdzēs izvairīties no šādām problēmām.

Ja rūpnīcā ražota siltumsūkņa cena šķistu “neprātīgi” augsta, to var salikt paša spēkiem. Kā tiek būvēts agregāts no praktiski atkritumu izejmateriāliem, ir aprakstīts mūsu ieteiktajā rakstā.

Ierīces montāžas īpatnības

Siltumsūkņa pieslēgšanas kārtība baseinam ir atkarīga no konkrētā modeļa īpatnībām. Tāpēc pirms darbu uzsākšanas rūpīgi jāizpēta ražotāja instrukcija un precīzi jāievēro tajā izklāstītās prasības un ieteikumi. Parasti rūpnieciskie modeļi tiek piegādāti jau samontēti un ar nepieciešamo montāžas komplektu.

Siltumsūkņa, kas pieslēgts baseinam, darbības shēma:
1 – Siltumsūknis baseinam
2 – Tālvadības ierīce
3 – Tīrs ūdens baseinam
4 – Cirkulācijas sūknis
5 – Bypass (apvedkanāls) un regulēšanas vārsti
6 – Ūdens padeves caurule no baseina
7 – Filtrs

Pieslēgšanas laikā būs nepieciešams uzstādīt pāris caurules, kā arī nodrošināt elektroapgādi. Baseina apkalpošanas sistēmā sildītājs tiek uzstādīts tā, lai tas atrastos pēc filtrācijas sistēmas un pirms hloratora.

Kā parādīts šajā shēmā, siltumsūknis jāpieslēdz pēc ūdens filtra, bet pirms tā hlorēšanas ierīces.

Ļoti svarīgi ir pareizi izvēlēties vietu iekārtas uzstādīšanai. Parasti gaisa-ūdens tipa siltumsūknis ir iespaidīgu izmēru agregāts, kas atgādina kondicioniera split-sistēmas ārējo bloku.

Gaisa siltumsūkņa uzstādīšanai jāizvēlas pietiekami plaša vieta, kas jāaizsargā no ārējo faktoru ietekmes, piemēram, ar nojumes palīdzību.

Vietai šādas iekārtas uzstādīšanai jāatbilst šādām prasībām:

• laba ventilācija;
• nav šķēršļu gaisa masu kustībai;
• attālums no atklātas uguns un citiem siltuma avotiem;
• aizsardzība pret ārējo vides faktoru ietekmi: nokrišņi, no augšas krītoši atkritumi u.tml.;
• pieejamība tehniskajai apkalpošanai un nepieciešamajam remontam.

Visbiežāk siltumsūknis tiek uzstādīts zem nojumes. Papildu aizsardzībai var uzstādīt pāris sānu sienas, tomēr tās nekādā veidā nedrīkst traucēt gaisa plūsmai, ko rada ventilatori.

Sūknis tiek montēts uz metāla rāmja, pamatnei jābūt stingri horizontālai. Tas ļaus samazināt tādas problēmas kā vibrācija un troksnis ierīces darbības laikā, kā arī pasargās ierīci no bojājumiem.

Gaisa siltumsūknis jāuzstāda uz stingra un stingri horizontāla pamata. Tas samazinās vibrāciju tā darbības laikā un samazinās trokšņa līmeni.

Montējot siltumsūkni un pieslēdzot to sistēmai, ir svarīgi pārliecināties, ka visi tā elementi ir tīri. Nebūs lieki pārbaudīt arī to cauruļu iekšējo virsmu, ar kurām tiek veikts pieslēgums.

Visiem cauruļu savienojumiem, pa kuriem cirkulē ūdens, jābūt rūpīgi noblīvētiem un pārbaudītiem, vai nav noplūžu. Lai siltumsūkņa vibrācija darbības laikā nepārietu uz pārējo sistēmu, ir vērts apsvērt pieslēguma iespēju, izmantojot elastīgas šļūtenes.

Īpaša uzmanība jāpievērš siltumsūkņa elektroapgādes nodrošināšanai. Tai pilnībā jāatbilst elektroiekārtu uzstādīšanas noteikumiem, ņemot vērā visas ugunsdrošības prasības.

Blakus baseinam parasti ir augsts mitruma līmenis, un iespēja, ka elektroiekārta saskarsies ar ūdeni, ievērojami palielinās. Tāpēc ir nepieciešams rūpīgi izolēt visas elektrisko kontaktu vietas, papildus aizsargājot tās no iespējamas saskares ar mitrumu.

Siltumsūkņa pieslēguma shēmā obligāti jāiekļauj automātiskie slēdži, kas aprīkoti ar sensoriem, kas reaģē uz temperatūras paaugstināšanos. Būs nepieciešamas arī aizsardzības ierīces, kas novērsīs strāvas noplūdi.

Visi strāvu vadošie mezgli obligāti jāiezemē. Kabeļu, gan strāvas, gan vadības, pieslēgšanai būs nepieciešami speciāli spailu bloki. Ražotāja instrukcijā parasti ir norādīts nepieciešamais elektrokabeļu šķērsgriezums, caur kuriem var veikt iekārtas pieslēgšanu elektroapgādei.

Šie dati ir jāievēro. Kabeļa šķērsgriezums var būt lielāks par ieteikto, bet nekādā gadījumā ne mazāks.

Siltumsūkņa uzstādīšana ūdens sildīšanai baseinā tiek veikta saskaņā ar ražotāja ieteikumiem. Parasti to uzstāda pēc ūdens attīrīšanas sistēmas, bet pirms hlorēšanas ierīces, ja tāda ir.

Pašdarināts siltumsūknis – vai tas ir reāli?

Ja siltumsūkni izgatavo pašu spēkiem, var ievērojami ietaupīt, taču šādu ierīču efektivitāte ir nedaudz zemāka nekā rūpnieciski ražotiem modeļiem. Vispirms izgatavo atsevišķus sūkņa elementus, pēc tam tos savieno kopējā sistēmā. Iztvaicētāju var izgatavot no lielas plastmasas tvertnes. Iekšpusē uzstāda vara spoli.

Lai izgatavotu spoli, vara cauruli var uzmanīgi uztīt uz gāzes balona vai cita piemērota cilindriska priekšmeta, lai piešķirtu tai vajadzīgo formu. Tādā pašā veidā izgatavo vēl vienu spoli – iztvaicētājam. Šo elementu ievieto vēl vienā tvertnē, šoreiz metāla, būs nepieciešami metināšanas darbi.

Kompresoru vienkārši iegādājas vai noņem no citas ierīces, piemēram, no salauzta gaisa kondicioniera. Kad šīs trīs ierīces ir gatavas, tās savieno kopējā sistēmā. Pēc tam kompresoru piepilda ar aukstumaģentu. Atliek savienot iztvaicētāju ar ventilatoru, kas iepūš gaisu, un kondensatoru ar baseina ūdens sildīšanas sistēmu.

Ievērojami sarežģītāka ir ūdens-ūdens siltumsūkņa ierīce. Tā izbūvei ir nepieciešama upes vai dabiska ūdenskrātuves klātbūtne blakus teritorijai; ja tādas nav, tad urbj akas. Tomēr, ja enerģijas iegūšana no gaisa ir tehniski neiespējama, šis variants arī būs noderīgs.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Praktiskā pieredze baseina ūdens sildīšanā ar siltumsūkņu palīdzību ir parādīta šajā video:

Šeit ir uzskatāmi demonstrēts gaisa siltumsūkņa darbības princips:

Šajā video ir sniegts ļoti detalizēts pārskats par “gaiss-ūdens” tipa siltumsūkņa modeļa darbību un uzbūvi:

Siltumsūknis ir ērts, efektīvs un videi draudzīgs veids, kā apsildīt baseinu. Pareizi ekspluatējot, modeļa izmaksas atmaksāsies ļoti ātri, un kompetenta uzstādīšana ievērojami pagarinās ierīces kalpošanas laiku.

Vēlaties dalīties ar noderīgu informāciju par raksta tēmu? Iespējams, jūs zināt, kā pašrocīgi izgatavot siltumsūkni privātā baseina iekārtošanai? Lūdzu, rakstiet komentārus zemāk esošajā blokā, uzdodiet jautājumus, dalieties savā viedoklī un tematiski atbilstošās fotogrāfijās.