Тепловий насос - енергоефективне обладнання, що використовує альтернативні джерела енергії. Тому установка теплових насосів для підігріву води в басейнах економічно набагато вигідніше, ніж застосування електричних або газових котлів.

Типи теплових насосів

У системах теплопостачання можуть використовуватися грунтові, водяні і повітряні теплові насоси (ТН). Розглянемо особливості застосування теплових насосів «повітря-вода», як найбільш поширених і частіше застосовуються в цих цілях. перевагами повітряних теплонасосів є їх проста установка, робота в каскаді, легка інтеграція в будь-яку систему теплозабезпечення з резервним котлом, відмінна продуктивність в вітчизняних кліматичних умовах і помірність капіталовкладень.

Типи басейнів і режими їх експлуатації

Розрізняють відкриті і закриті басейни. Вода в них може нагріватися тим же обладнанням, що використовується для опалення та гарячого водопостачання будинку або повністю автономною системою. При експлуатації загальної системи теплопостачання та нагріву води басейну встановлюються пріоритетні режими: нагрів води для побутових потреб, опалення, підігрів води в басейні. Басейни можуть використовуватися з різною періодичністю, в літній період або круглий рік, і бути розраховані на різну температуру води (н-р, на +20, +24 або + 28 ° C).
Відкриті плавальні басейни відрізняються більшими тепловтратами і вимагають більшої потужності нагріву, ніж криті, розташовані під дахом.

Більшою мірою втрати тепла дзеркалом (відкритою поверхнею води) басейну залежить від декількох факторів: місцевих кліматичних умов, захисту від вітру, інтенсивності випарів, конвекції тепла в навколишнє середовище, наявності захисного покриття.

Орієнтовні дані питомих теплових навантажень для відкритих басейнів
для періоду травень-вересень

Для початкового прогріву басейну до 20 ° C може знадобитися від двох до трьох днів, в залежності від схеми і потужності системи опалення з ТН. Можливе використання резервного теплового генератора, наприклад, газового або твердопаливного котла, для початкового розігріву, а потім використовувати тепловий насос для автоматичної підтримки необхідної температури. Зазвичай, якщо користування приватним басейном складає близько двох годин на добу і басейн має захисне покриття, загальна теплове навантаження може бути знижена на 50%. Захисне покриття також знижує рівень втрачається з випаровується вологою теплової енергії.

Криті плавальні басейни вимагають не тільки нагрівання води, але і опалення приміщення з басейном. Підтримка потрібних параметрів мікроклімату, - вологості і температури повітря, може здійснюватися за допомогою вентиляційної установки.

Опалення може бути радіаторним, з теплими підлогами або повітряним (нагрівачем вентиляційної установки). Тепловий насос здатний самостійно впоратися з усіма тепловими навантаженнями або працювати в парі з додатковими джерелами тепла: котлом, сонячними колекторами, вбудованими тенами.

Теплове навантаження для критого плавального басейну - кількість теплової енергії, необхідне для нагрівання води, - залежить від площі басейну, температури повітря в приміщенні, інтенсивності використання басейну та різниці температур води і повітря.

Орієнтовні питомі теплові навантаження для критих басейнів при цілорічної експлуатації

З огляду на площу дзеркала критого басейну, наприклад 15 м², і питому теплове навантаження, наприклад 140 Вт / м2, ми може приблизно прикинути необхідну теплову потужність для підтримки температури води в 24 ° C:

Q = 15 * 140 = 2100 Вт = 2,1кВт;

де Q - потужність ТН.

Для порівняння, для відкритого басейну без покриття тієї ж площі з водою в 24 ° C:

Q = 15 * 400 = 6000 Вт = 6кВт.

Таким чином, теплова потужність повітряного ТН повинна вибиратися більшою, ніж ці приблизні розрахункові показники, і враховувати також теплові навантаження на опалення та ГВП.

Як підібрати тепловий насос для нагріву води в приватному басейні

Перш за все вирішується питання про те, для чого підбирається тепловий насос. мета:

• система для обігріву будинку, ГВП і нагрівання басейну (моноенергетичного схема);
• опалення будинку, ГВП і нагрівання води басейну (бівалентна схема з котлом або іншим джерелом);
• тепловий насос на початковий нагрів і підтримання потрібної температури води в басейні (моноенергетичного схема)
• котел на початковий нагрів і тепловий насос на підтримку потрібної температури води в басейні (бівалентна схема).

Вибір схеми залежить від теплових навантажень на будинок, пріоритетності завдань, загальної схеми теплопостачання будинку, величини басейну. Якщо навантаження на басейн перевищує навантаження на опалення будинку, варто вибрати систему окрему від опалення будинку.

Приклад схеми опалення, ГВП та нагріву води в басейні на базі теплового насоса Hitachi Yutaki S80, допоміжного котла і сонячних колекторів

Тому максимальна потужність теплового насоса визначається виходячи з усіх навантажень і вимагає досить складних розрахунків. Професіонали для підбору моделі повітряного теплового насоса користуються спеціальними таблицями і діаграмами продуктивності ТН в залежності від зовнішніх температур повітря і точки бівалетності, обраній для перемикання повітряного ТН на допоміжне джерело тепла (котел або електронагрівач). Наприклад, Києва температура бівалентності становить -7 ° С, а теплопродуктивність теплового насоса Hitachi Yutaki RAS4 / RWM4 при температурі води на виході ТН +35 ° С (A-7 ° C / W35 ° C), буде 10,62 кВт.

За допомогою розрахунків або спеціального програмного забезпечення визначається максимальна потужність теплового насоса по теплу і холоду, а також потужність додаткового нагрівача, що підключається в разі пікових навантажень.

самостійний розрахунок

Існують також формули для приблизних розрахунків часу початкового нагріву басейну.
Наприклад, відкритий басейн площею 7 * 3 = 21 м² і глибиною 1,5 м необхідно нагріти від 15 ° C до 24 ° C. В цьому випадку необхідно затратити:

Q = W * (tбас-tвх) * 1,163 = 31,5 * 9 * 1,163 = 329,7 кВт.

де Q - теплове навантаження в кВт;
W - обсяг басейну в м ³;
tбас - необхідна температура води в басейні (+24 ° C)
tвх - температура початкова (15 ° C);
перекладної к-нт в кВт * год 4186/3600 = 1,163.

Орієнтовна потужність теплового насоса для нагріву води відкритого приватного басейну:

Qн = Qчас * S = 0,4 * 21 = 8,4 кВт

де Qчас - питомі тепловтрати з дзеркала відкритого басейну з захистом від вітру на годину з 1 м².
S - площа дзеркала басейну м².

Таким чином, щоб ТН забезпечив прогрів басейну заданої площі та об'єму, необхідно витратити: 329 / 8,4 = 39 годин або 39/24 = 1,6 доби. Можливо, якщо необхідно, більш раціонально для швидкого прогрівання використовувати резервний котел або електронагрівачі більшої потужності. Тепловий насос після початкового прогріву буде з успіхом підтримувати заданий температурний режим в басейні.

Як бачите, підібрати тепловий насос для басейну не так складно, але краще, коли цим займаються профільні фахівці.

Переваги теплових насосів для нагріву води в басейні

• Автоматичне точну підтримку заданої температури води в басейні.
• Економне енергоспоживання, економія витрат до 80% в порівнянні з електричним і.
• Ефективна робота, як для приватних басейнів, так і для SPA-комплексів і аквапарків.
• Екологічна чистота і безпека, безпечні холодоагенти, немає шкідливих викидів і забруднень навколишнього середовища.
• Зручність монтажу і адаптивність під будь-які системи теплопостачання.
• Надійність і найтриваліший ресурс експлуатації.

Споживаючи в кілька разів менше енергії, ніж будь-який інший тип теплотехнічного обладнання, теплові насоси є, безсумнівно, найкращим і економічно вигідним вибором для нагріву води в приватних і громадських басейнах, SPA-комплексах або аквапарках. Є безліч прикладів застосування ТН і для нагріву води для технологічних цілей. Як варіант, тепловий насос для басейну може забезпечити значну економію і надійну роботу протягом довгих років.