Šilumos siurblys baseinui: atrankos kriterijai ir montavimo taisyklės

Šilumos siurbliai – tai, be abejo, vienas geriausių išradimų šildymo sistemų srityje. Jis tiesiogine prasme leidžia gauti praktiškai nemokamos energijos tiesiai iš oro, taip pat iš žemės ar vandens. Jei naudojate šilumos siurblį baseinui, vandens šildymo išlaidas galima žymiai sumažinti.

Mes papasakosime, kaip išsirinkti optimalų “žaliosios” energijos naudojimo modelį vandenį šildančiai šilumai gaminti. Pristatytame susipažinimui straipsnyje išsamiai išdėstytas sistemos veikimo principas. Pas mus sužinosite, kaip sumontuoti agregatą, kaip jį tinkamai eksploatuoti buitinėmis sąlygomis.

Kaip veikia toks siurblys?

Energijos yra visur, net tuose objektuose, kurie mums atrodo ypač šalti. Tiesiog ši energija turi mažą potencialą. Šilumos siurbliai leidžia ją išgauti iš aplinkos ir paversti aukšto potencialo energija. Tokioje būsenoje šiluminę energiją galima naudoti šildymui.

Šilumos siurbliai, beje, kaip ir šaldytuvai, veikia pagal Karno principą. Šaldytuvas perkelia šiluminę energiją iš kameros į aplinką, kad sukurtų aušinimo efektą, o šilumos siurblys veikia priešinga kryptimi.

Tokią sistemą sudaro dvi pagrindinės dalys – išorinė ir vidinė, tarp jų yra kompresorius ir garintuvas. Taigi, šilumnešis cirkuliuoja vamzdžių sistemoje, kuri yra išorėje. Tuo metu jis sugeria energiją, išsklaidytą žemės storyje, vandenyje ar ore, priklausomai nuo siurblio tipo.

Tada šilumnešis praeina per garintuvo kamerą, užpildytą šaltnešiu (paprastai – freonu). Šaltnešis užverda esant labai žemai temperatūrai. Įkaisdamas kontaktuodamas su žemo potencialo šilumine energija, jis pereina į dujinę būseną ir patenka į kompresorių.

Šioje schemoje aiškiai parodytas šilumos siurblio įrenginys ir veikimo principas, kuris surenka žemo potencialo šilumą iš aplinkos ir paverčia ją aukšto potencialo šilumine energija (+)

Čia dujos įkaista ir perkeliamos į kondensatorių. Tada šaltnešis atvėsta, vėl grįždamas į skystą būseną, o surinkta šiluma patenka į vidinę šildymo sistemą, t. y. į namo šildymo sistemą arba, šiuo atveju, baseiną. Ciklas kartojamas daug kartų.

Žinoma, tokiai sistemai, o būtent siurbliniams agregatams, veikti reikės tam tikro elektros energijos kiekio, be kurios prieigos sistema negalės veikti.

Tačiau šilumos siurbliui reikalingas elektros energijos kiekis yra maždaug keturis kartus mažesnis nei tiesioginio vandens šildymo elektros šildytuvu išlaidos. Esant mažesnėms nei 2,5 kW elektros energijos sąnaudoms, šilumos siurblys gali pagaminti daugiau nei 10 kW šiluminės energijos.

Kaip išsirinkti tinkamą sistemą?

Šilumos siurblio konstrukcijos ypatybės daro jį atsparesnį padidėjusiam drėgnumui nei bet kurią kitą vandens šildymo sistemą. Tačiau reikia teisingai parinkti šilumos siurblio tipą, t. y. apsispręsti dėl žemo potencialo šiluminės energijos šaltinio.

Kuo stabilesnė aplinkos temperatūra, tuo efektyviau veikia šilumos siurblys. Žemė šiuo atžvilgiu laikoma geriausiu variantu, tačiau praktinis įgyvendinimas reikalauja įvykdyti keletą ne pačių paprasčiausių sąlygų.

Ši lentelė leidžia apsispręsti dėl šilumos siurblio galios baseinui. Skaičiavimai atlikti atsižvelgiant į apsauginės dangos nuo saulės buvimą (+)

Reikės erdvaus žemės sklypo ir didelių žemės darbų. Vamzdžius, kuriais cirkuliuoja vanduo, teks įrengti grunto storyje, šį reikalavimą ne visada įmanoma ir patogu įvykdyti. Šilumos siurbliai, tokie kaip „žemė-vanduo“, retai naudojami baseinuose.

Vandens šilumos siurblį įrengti šiek tiek paprasčiau, nes energijos šaltiniu naudojamas vanduo. Optimalus variantas – šalia esantis vandens telkinys: tvenkinys, ežeras, upė ir pan.

Toli gražu ne visi žemės sklypų savininkai turi prieigą prie tokių išteklių. Labiau prieinamas problemos sprendimo variantas – nuleisti vandens vamzdžius į gręžinį ar šulinį. Tai reiškia, kad sklype, galbūt, teks įrengti papildomą vandens šaltinį.

Mažiau laiko ir jėgų prireiks įrengiant šilumos siurblį, kuris naudoja energiją, išsklaidytą oro masėse. Siekiant užtikrinti intensyvų oro mainą, naudojami galingi ventiliatoriai. Nereikės nei tiesti vamzdžių žemėje, nei gręžti naujo gręžinio.

Šilumos siurbliai, tokie kaip “oras-vanduo”, leidžia šildyti didelį vandens kiekį baseine su minimaliomis elektros energijos sąnaudomis

Žinoma, šildymo oro šilumos siurbliu efektyvumas gali būti šiek tiek mažesnis nei naudojant tokius stabilius energijos šaltinius kaip žemė ar vanduo. Tačiau naudojimui sezono metu nuo pavasario iki rudens, o ne ištisus metus, toks modelis tiks puikiai. Dauguma baseinų sklypuose naudojami būtent šiuo laikotarpiu.

Šilumos siurblį taip pat galima naudoti kartu su kitomis šildymo sistemomis, pavyzdžiui, su elektriniu šildymu. Namui šildyti tokie modeliai kartais derinami su dujiniu ar elektriniu katilu. Tai ypač tinka vietovėse su atšiauriu klimatu, nes oro temperatūrai nukritus žemiau -20 laipsnių, šilumos siurblių efektyvumas smarkiai sumažėja.

Bet kurios pramoninės šilumos siurblio modelio ypatybė – didelė kaina. Išlaidas galima sumažinti, jei tokį įrenginį susikonstruoti patiems. Tai nėra pernelyg sudėtinga užduotis, daugelis meistrų sėkmingai su ja susidorojo. Tačiau pramoniniai modeliai yra patikimesni, efektyvesni ir paprastesni valdyti.

Remiantis atsiliepimais, didelė pramoninio šilumos siurblio modelio kaina atsiperka jau per pirmuosius porą eksploatacijos metų, o kartais ir vos per kelis mėnesius. Tuo pat metu labai svarbu parinkti modelį, kurio galia tiksliai atitiks objekto šilumos poreikius.

Objekto šilumos nuostoliai

Norint teisingai pasirinkti šilumos siurblį pagal galią, reikia nustatyti baseino, kuriame bus įrengtas prietaisas, šilumos nuostolius.

Baseino atveju reikėtų atsižvelgti į:

• vietą, kurioje yra baseinas;
• baseino buvimą ir patikimumo laipsnį;
• maudyklės dubens tūrį;
• pradinę vandens temperatūrą;
• optimalią vandens temperatūrą maudynėms;
• papildomų veiksnių, darančių įtaką vandens temperatūros pokyčiui, buvimas: oro šildymas uždaroje konstrukcijoje, oro kondicionavimas ir pan.

Kai kuriems specialistams rekomenduojama naudoti metodiką, pateiktą DBN V.2.5-67: 2013, kad apskaičiuotų statinio šilumos nuostolius. Siurblio galia turi 30% viršyti baseino šilumos nuostolių dydžius.

Ši schema leidžia susidaryti vaizdą apie galimus šilumos nuostolius baseine, priklausomai nuo išorinių veiksnių poveikio. Kuo mažesni šie nuostoliai, tuo efektyviau veiks šilumos siurblys.

Šie skaičiavimai yra gana specifiški, geriau juos patikėti specialistui. Naudingų rekomendacijų galima gauti iš patyrusių specialistų, užsiimančių šilumos siurblių gamyba arba pardavimu. Renkantis šilumos siurblį, naudinga taip pat žinoti įrenginio šilumokaičio galią.

Renkantis oro šilumos siurblį vandens šildymui baseine, reikia atsižvelgti į keletą veiksnių, turinčių įtakos pastato šilumos nuostolių laipsniui, pavyzdžiui, ar yra danga, ar ne.

Šis rodiklis atspindi šiluminės energijos sąnaudas vandens šildymui baseine per tam tikrą laikotarpį.

Supaprastinta formulė gali atrodyti taip:

P = 1.16 × ΔT/t × V (kW)

Kur:

• 1,16 – šilumos nuostolių pataisos koeficientas;
• ΔT – laipsnių skaičius, skiriantis pradinį ir galutinį vandens temperatūros rodiklį baseine, °C;
• t – įrenginio veikimo laikas, kol bus pasiekta reikiama vandens temperatūra, val.;
• V – maudymosi dubens tūris, kub. m.

Žinoma, ši formulė neatsižvelgia į tokius veiksnius kaip šildymo įtaka uždaro baseino patalpoje, oro kondicionavimas, izoliacijos buvimas ir pan.

Tačiau renkantis tinkamą šilumos siurblio modelį toks skaičiavimas gali būti labai naudingas. Skaičiavimų metu naudinga atsižvelgti, kad uždaro baseino optimali oro temperatūra yra 28 laipsniai, o vandens temperatūra – 24 laipsniai.

Svarbūs momentai renkantis siurblį

Renkantis tinkamą šilumos siurblį, reikia orientuotis ne tik į jo galią. Didelę reikšmę turi ir kiti veiksniai. Pavyzdžiui, siurblio, primenančio didelę metalinę dėžę, matmenys.

Montavimo vieta paprastai pasirenkama iš anksto, reikia įsitikinti, kad pasirinktas modelis ten laisvai tilps, kartu paliekant pakankamai vietos asmeniui, kuris montuos ir prižiūrės įrenginį.

Kuo mažesnis skirtumas tarp lauko oro temperatūros ir vandens temperatūros baseine, tuo didesnį efektą duos šilumos siurblio naudojimas ir tuo didesnis jo našumas.

Kai kurių modelių automatinis valdymas leidžia keisti siurblio darbą atsižvelgiant ne tik į lauko temperatūrą, bet ir į vandens atšalimo tempą baseine, taip pat į pastato gebėjimą (jei kalbama apie uždarą baseiną) išlaikyti šilumą.

Veikimo metu šilumos siurblys vibruoja ir kelia triukšmą. Kuo mažiau triukšmo sklype, tuo geriau. Prieš perkant reikėtų rasti būdą įvertinti triukšmo lygį, kurį skleidžia skirtingi šilumos siurblių modeliai.

Agregato kainą gali pastebimai paveikti automatinio valdymo bloko buvimas. Jei lėšos leidžia, nevertėtų atsisakyti šio modernaus ir patogaus papildymo. Pirma, automatika padidina komfortą naudojant įrangą, nes nereikia nuolat blaškytis dėl jos įjungimo, reguliavimo, išjungimo ir pan.

Šiuolaikinių šilumos siurblių automatinė valdymo sistema palengvina prietaiso eksploataciją, padidina jo darbo efektyvumą ir prailgina tarnavimo laiką

Antra, prietaiso darbas automatiniu režimu ženkliai padidina jo darbo išteklius, t. y. eksploatavimo laiką. Bet gedimai vis dėlto galimi. Sumažinti problemas, susijusias su šilumos siurblio darbu, padės tinkamai sudarytų dokumentų dėl prietaiso garantinio aptarnavimo buvimas.

Tačiau oficialios formos su antspaudu nepakanka. Kartais pardavėjai kukliai nutyli, kad garantinis remontas atliekamas tik specializuotos įmonės, esančios už šimto kilometrų nuo įrangos įrengimo vietos.

Būdavo ir taip, kad remontui prietaisą tekdavo siųsti į užsienį. Toks garantinis aptarnavimas yra itin nepatogus, nes iš savininko atima ištisus mėnesius laiko.

Meistrams, kuriems nesudėtingas buitinės technikos remontas įkandamas, iš anksto reikėtų išstudijuoti pasirinkto modelio prietaiso ypatumus ir atsarginių dalių prieinamumą. Jei reikiamų detalių nėra kur nors netoliese, jas teks specialiai užsakinėti, apmokėti ilgą pristatymą ir pan. Atsargumas padės išvengti tokių problemų.

Jei gamyklinio šilumos siurblio kaina pasirodys “nepaprastai aukšta”, jį galima surinkti savo rankomis. Kaip agregatas sukonstruojamas iš praktiškai atliekinių pradinių medžiagų, išdėstyta mūsų rekomenduojamame straipsnyje.

Įrenginio montavimo ypatumai

Šilumos siurblio prijungimo prie baseino tvarka priklauso nuo konkrečios modelio specifikos. Todėl prieš pradėdami darbus atidžiai išstudijuokite gamintojo instrukciją ir tiksliai laikykitės joje nurodytų reikalavimų ir rekomendacijų. Paprastai pramoniniai modeliai tiekiami jau surinkti ir su montavimui reikalingų komponentų rinkiniu.

Šilumos siurblio, prijungto prie baseino, veikimo schema:
1 – Šilumos siurblys baseinui
2 – Nuotolinio valdymo įrenginys
3 – Švarus vanduo baseinui
4 – Cirkuliacinis siurblys
5 – Apeinamasis kanalas (bypass) ir reguliavimo vožtuvai
6 – Vandens tiekimo iš baseino vamzdis
7 – Filtras

Prijungimo metu reikės sumontuoti porą vamzdžių ir užtikrinti elektros maitinimą. Į baseino aptarnavimo sistemą šildytuvas įrengiamas taip, kad jis būtų po filtravimo sistemos, bet prieš chloratorių.

Kaip parodyta šioje schemoje, šilumos siurblį reikia prijungti po vandens filtro, bet prieš chloro įrenginį

Labai svarbu teisingai pasirinkti vietą įrangai. Paprastai oro-vandens šilumos siurblys yra įspūdingo dydžio agregatas, primenantis išorinį kondicionieriaus split-sistemos bloką.

Oro šilumos siurbliui sumontuoti reikia pasirinkti pakankamai erdvią vietą, kurią reikia apsaugoti nuo išorinių veiksnių, pavyzdžiui, pastogės pagalba

Vieta tokiai įrangai turi atitikti šiuos reikalavimus:

• geras vėdinimas;
• jokių kliūčių oro masių judėjimui;
• atstumas nuo atviros ugnies ir kitų šilumos šaltinių;
• apsauga nuo išorinių aplinkos veiksnių: kritulių, krentančių šiukšlių ir pan.;
• prieinamumas techninei priežiūrai ir būtiniems remontams.

Dažniausiai šilumos siurblys montuojamas po pastoge. Dėl papildomos apsaugos galima sumontuoti porą šoninių sienelių, tačiau jos jokiu būdu neturi trukdyti ventiliatorių varomam oro srautui.

Siurblys montuojamas ant metalinio rėmo, pagrindas turi būti griežtai horizontalus. Tai leis sumažinti tokias problemas kaip vibracija ir triukšmas prietaiso veikimo metu, taip pat apsaugos įrenginį nuo gedimų.

Oro šilumos siurblį reikia montuoti ant tvirto ir griežtai horizontalaus pagrindo. Tai leis sumažinti vibraciją jo veikimo metu ir sumažinti triukšmo kiekį.

Montuojant šilumos siurblį ir prijungiant jį prie sistemos, svarbu įsitikinti, kad visi jo elementai yra švarūs. Taip pat verta patikrinti vamzdžių, per kuriuos atliekamas prijungimas, vidinį paviršių.

Visos vamzdžių, kuriais cirkuliuoja vanduo, sujungimo vietos turi būti kruopščiai užsandarintos ir patikrintos, ar nėra nuotėkių. Kad šilumos siurblio veikimo metu kylanti vibracija nebūtų perduodama likusiai sistemai, verta apsvarstyti prijungimo variantą naudojant lanksčias žarnas.

Ypatingo dėmesio reikės šilumos siurblio elektros maitinimo užtikrinimui. Jis turi visiškai atitikti elektros įrangos montavimo taisykles, atsižvelgiant į visus priešgaisrinės saugos reikalavimus.

Prie baseino paprastai išlieka didelis drėgmės lygis, o elektros įrangos sąlyčio su vandeniu tikimybė žymiai padidėja. Todėl būtina kruopščiai izoliuoti visas elektros kontaktų vietas, papildomai apsaugant jas nuo galimo sąlyčio su drėgme.

Į šilumos siurblio prijungimo prie elektros maitinimo schemą būtinai reikia įtraukti automatinius jungiklius, kuriuose įrengti jutikliai, reaguojantys į temperatūros padidėjimą. Taip pat reikės apsaugos įtaisų, kurie neleistų nutekėti srovei.

Visi srovę laidžius mazgus būtina įžeminti. Kabeliams, tiek maitinimo, tiek valdymo, prijungti reikės specialių gnybtų. Gamintojo instrukcijoje paprastai nurodomas reikalingas elektros kabelių skerspjūvis, per kuriuos galima atlikti įrangos prijungimą prie elektros maitinimo.

Šių duomenų būtina laikytis. Kabelio skerspjūvis gali būti didesnis nei rekomenduojamas, bet jokiu būdu ne mažesnis.

Šilumos siurblio, skirto vandens šildymui baseine, montavimas atliekamas pagal gamintojo rekomendacijas. Paprastai jis montuojamas po vandens valymo sistemos, bet prieš chloravimo įrenginį, jei toks yra.

Savadarbis šilumos siurblys – ar realu?

Jei šilumos siurblį pagaminsite patys, galite gerokai sutaupyti, tačiau tokių prietaisų efektyvumas yra kiek mažesnis nei pramoniniu būdu pagamintų modelių. Pirmiausia gaminami atskiri siurblio elementai, vėliau jie sujungiami į bendrą sistemą. Garintuvą galima pagaminti iš didelio plastikinio bako. Viduje įrengiamas varinis gyvatukas.

Norint pagaminti gyvatuką, varinį vamzdį galima atsargiai apvynioti aplink dujų balioną ar kitą tinkamą cilindrinį daiktą, kad suteiktumėte jam reikiamą formą. Tokiu pat būdu daromas dar vienas gyvatukas – garintuvui. Šis elementas dedamas į dar vieną baką, šįkart metalinį, prireiks suvirinimo darbų.

Kompresorius tiesiog perka arba nuima nuo kito įrenginio, pavyzdžiui, nuo sugedusio kondicionieriaus. Kai šie trys įrenginiai yra paruošti, jie sujungiami į bendrą sistemą. Tada kompresorius užpildomas šaltnešiu. Belieka sujungti garintuvą su ventiliatoriumi, kuris pučia orą, o kondensatorių – su baseino vandens šildymo sistema.

Žymiai sudėtingesnis yra šilumos siurblys vanduo-vanduo. Jo statybai reikalinga greta sklypo esanti upė arba natūralus vandens telkinys; jei jų nėra, gręžiami gręžiniai. Tačiau jei energijos iš oro gauti neįmanoma dėl techninių priežasčių, šis variantas taip pat bus naudingas.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Praktinė vandens šildymo baseine naudojant šilumos siurblius patirtis pateikiama šiame vaizdo įraše:

Čia aiškiai pademonstruotas oro šilumos siurblio veikimo principas:

Šiame vaizdo įraše pateikiama labai išsami modelio „oro-vanduo“ tipo šilumos siurblio veikimo ir konstrukcijos apžvalga:

Šilumos siurblys – patogus, efektyvus ir ekologiškas baseino šildymo būdas. Tinkamai eksploatuojant, modelio kaina atsipirks labai greitai, o kompetentingas montavimas gerokai padidins įrenginio tarnavimo laiką.

Norite pasidalinti naudinga informacija straipsnio tema? Galbūt žinote, kaip pasigaminti šilumos siurblį privačiam baseinui savo rankomis? Prašome rašyti komentarus žemiau esančiame bloke, užduoti klausimus, dalintis savo nuomone ir teminėmis nuotraukomis.