Задание и решение задачи
Задача:
Заказчик обратился в нашу компанию с целью снизить расходы на отопление и обеспечение горячей воды. Ввиду стремительного роста цен на традиционные энергоносители, клиент начал искать решение, которое бы помогло оптимизировать расходы и гарантировало стабильное теплоснабжение.
Задача состояла в том, чтобы установить систему отопления, которая могла бы работать независимо от внешних факторов. В результате анализа возможностей клиента и эргономичности дома, было решено установить геотермальный тепловой насос Raymer RAY-15WW, который в 4-5 раз эффективнее электокотла, который до сих пор был главным источником отопления в доме.
Решение:
Установка геотермального теплового насоса Raymer RAY-15WW (380В) позволило обеспечить эффективное использование энергии земли для обогрева дома. Этот вид тепловых насосов позволяет значительно снизить затраты на отопление за счет использования стабильной температуры земли, которая не меняется в течение года.
По сравнению с электрическим котлом, который уже был установлен до этого, грунтовой тепловой насос имеет существенно более высокий коэффициент полезного действия (КПД) и производит при средней мощности 12 кВт тепловой энергии при потреблении 3,4 кВт.
Установка насоса предусматривало бурение скважины и погружение теплообменника на просчитанную специалистами глубину, что обеспечивает оптимальную эффективность работы насоса.
Кроме того, была интегрирована система ГВС с баком косвенного нагрева Vaillant на 200 л, позволяющая обеспечить дом горячей водой, а также бак накопитель той же марки на 100 л, для аккумуляции теплоносителя в системе.
Выполненный объем работ
Во время выполнения работ было реализовано несколько ключевых этапов, каждый из которых требовал высокой точности и профессионализма. Все работы проводились с учетом требований безопасности и с использованием современного оборудования.
1. Анализ существующей системы отопления
Перед началом работ был проведен детальный анализ существующей системы отопления и строительной инфраструктуры. Важно было учесть все нюансы здания, включая его теплоизоляцию, наличие внутренней системы теплоотдачи и трубопроводов, а также доступ к месту бурения скважины. Это позволило разработать оптимальную схему интеграции геотермального теплового насоса в существующую систему.
2. Бурение скважины
Основной сложностью всего этапа установки геотермального насоса было обеспечение достаточной глубины скважины и расстояния между двумя сердцевинами (холодная и горячая подача), что должно составлять не менее 15 м для эффективной работы теплового насоса.
Расчет глубины и бурение скважины было обусловлено необходимостью доступа к стабильному слою земли с постоянной температурой. Работы проводились с помощью специального бурового оборудования, которое обеспечило точное и безопасное бурение.
3. Установка блока
Блок теплового насоса был установлен в сухом и вентилируемом помещении — котельной — на оптимальном расстоянии ко всем компонентам системы, что упрощает обслуживание и дает возможность свободного доступа к соединениям, клапанам и насосу.
Следует заметить, что данный тепловой насос уже укомплектован качественным кожухотрубными теплообменниками на линии испарителя, которые очень устойчивы к загрязнениям и не требуют дополнительного обслуживания.
3. Подключение бака косвенного нагрева и бака-накопителя
Для обеспечения горячего водоснабжения и аккумуляции теплоносителя в системе были выбраны баки ТМ Vaillant на 200 и 100 литров соответственно.
Благодаря большому объему бак косвенного нагрева позволяет использовать воду для нескольких точек потребления одновременно без потери температуры.
Бак-накопитель помогает поддерживать постоянную температуру теплоносителя, оптимизируя работу теплового насоса и снижая нагрузку на систему в моменты пиковых нагрузок. Бак позволяет накапливать тепло и использовать его по необходимости, снижая количество включений теплового насоса, что повышает энергоэффективность, а также помогает избежать перепадов температуры и стабилизирует работу системы отопления, уменьшая нагрузку на насос.
Таким образом, использование баков ТМ Vaillant позволяет достичь максимального комфорта и эффективности системы отопления и горячего водоснабжения.
Дополнительные компоненты системы
1. Установка глубинного насоса с автоматикой
Глубинный насос является важной составляющей системы геотермального теплового насоса, поскольку он обеспечивает циркуляцию теплоносителя между подземным источником тепла (геотермальный зонд или скважина) и самим тепловым насосом.
Насос отвечает за непрерывную циркуляцию теплоносителя в системе, что позволяет тепловому насосу эффективно передавать тепло от подземных источников в систему отопления или охлаждения дома. Глубинный насос поддерживает необходимое давление в системе, что важно для стабильной и эффективной работы геотермального насоса.
Дополнительно установлена автоматика Sirio для глубинных насосов — это система управления, обеспечивающая автоматический контроль и оптимизацию работы глубинных насосов. Она предназначена для увеличения эффективности работы насосов, снижения энергопотребления и продления их срока службы.
Sirio поддерживает переменную частоту оборотов двигателя насоса, что позволяет автоматически регулировать скорость работы насоса в зависимости от потребностей системы. Это обеспечивает эффективное энергопотребление, снижает расход электроэнергии и уменьшает нагрузку на насос.
Также предотвращает резкие скачки давления в системе благодаря плавному запуску и остановке насоса. Это снижает механические нагрузки на насос и систему трубопроводов.
Данная система оснащена функциями защиты от сухого хода, перегрева двигателя, перенапряжения и других аварийных ситуаций, что обеспечивает длительную бесперебойную работу насоса.
Благодаря оптимизации работы насоса и регулированию скорости оборотов, система помогает существенно снизить потребление электроэнергии, что особенно важно при геотермальных тепловых насосов.
2. Монтаж двухходового клапана с электроприводом
В данную систему на входе теплоносителя в систему был установлен двухходовой клапан с электроприводом, который для автоматического управления потоком жидкости. Благодаря электроприводу клапан меняет свое состояние (открыт или закрыт) в соответствии с сигналами от системы контроля.
Расходомер воды на выходе, калибрующий необходимое количество воды для системы. Нормальный расход воды для данного теплового насоса 2-3,5 м³/час.
3. Трехходовой клапан и циркуляционный насос
В системе геотермального теплового насоса трехходовой клапан и циркуляционный насос выполняют важные функции для эффективной работы отопления и кондиционирования.
Трехходовой клапан используется для перенаправления потока теплоносителя между различными контурами в зависимости от потребностей системы. Клапан переключает теплоноситель между контуром отопления, контуром ГВС (горячее водоснабжение) или контурами охлаждения.
С помощью контроллера трехходовой клапан автоматически меняет направление потока в зависимости от настроек температуры, что позволяет использовать одну систему для различных нужд, повышая энергоэффективность.
Циркуляционный насос обеспечивает постоянное движение теплоносителя в системе, постоянно перекачивая теплоноситель между тепловым насосом и системой отопления или охлаждения. Благодаря постоянной циркуляции теплоноситель равномерно распределяется по системе, что предотвращает перегрев или охлаждение отдельных зон.
Правильная работа циркуляционного насоса обеспечивает максимальную эффективность системы, снижая потребление электроэнергии.
Вместе трехходовой клапан и циркуляционный насос позволяют геотермальному тепловому насосу Raymer RAY-15WW работать максимально эффективно, обеспечивая комфортные условия в доме как для отопления, охлаждения, так и для горячего водоснабжения.
4. Подключение стабилизатора напряжения
Для обеспечения безопасной и надежной работы теплового насоса был установлен стабилизатор напряжения. Данное устройство защищает систему от перепадов напряжения и других возможных проблем с электроснабжением.
В случае с возможными отключениями света в определенные периоды года стабилизатор напряжения необходим в системах отопления, питающихся от генератора или аккумуляторов чтобы обеспечить долговременную работу теплового насоса и защиты от поломок.
5. Установка контроллера для контроля показателей системы
Установка контроллера для мониторинга показателей системы отопления является важным этапом, позволяющим оптимизировать ее работу и обеспечить комфортные условия. Контроллер обеспечивает:
Мониторинг температуры: Измеряет температуру в помещении и снаружи, что позволяет регулировать обогрев.
Управление режимами: Позволяет настраивать различные режимы работы системы, такие как автоматический, энергосберегающий или комфортный.
Визуализацию данных: Показывает показатели системы на экране, что делает их легкими для восприятия.
Анализ эффективности: Собирает данные об энергопотреблении, что помогает выявить возможности для повышения эффективности.
Оповещение о неполадках: Автоматически информирует о любых проблемах в системе, что позволяет своевременно принять меры.
Таким образом, установка контроллера не только повышает эффективность работы системы отопления, но и обеспечивает ее надежность и удобство в эксплуатации.
Особенности и характеристики грунтового (геотермального) теплового насоса Raymer RAY-15WW (380В)
Грунтовый тепловой насос Raymer RAY-15WW является современным решением для отопления частных домов. Основные технические характеристики этого насоса позволяют ему работать с высокой эффективностью при низких эксплуатационных расходах.
Мощность и эффективность:
Тепловая мощность Raymer RAY-15WW составляет 15 кВт, что обеспечивает эффективное отопление домов площадью до 160 кв.м. Благодаря инверторной технологии насос автоматически регулирует свою мощность в зависимости от потребностей в тепле, что позволяет значительно снизить энергопотребление.
Экологичность:
Raymer RAY-15WW использует энергию земли, что является возобновляемым источником. Это значительно снижает выбросы CO2 по сравнению с традиционными газовыми или электрическими котлами, делая его экологически чистым решением для отопления.
Надежность и долговечность:
Тепловой насос Raymer RAY-15WW изготовлен из высококачественных материалов, обеспечивающих длительную эксплуатацию. Корпус насоса устойчив к коррозии и механическим повреждениям, а инверторная технология снижает износ компонентов, что увеличивает срок службы системы.
Возможность работы с ГВС:
Raymer RAY-15WW может использоваться не только для отопления, но и для горячего водоснабжения. Интеграция с баком косвенного нагрева позволяет обеспечить дом горячей водой в достаточном количестве, даже при высоких требованиях к ее потреблению.
Автоматизация работы:
Тепловой насос оснащен современной системой управления, позволяющей автоматизировать процесс отопления и горячего водоснабжения. Система управления позволяет настраивать температуру в различных зонах дома, обеспечивая максимальный комфорт для жителей.
Безопасность и надежность:
Расширительный бак, подключенный к системе, обеспечивает стабильность давления, что является важным аспектом для безопасности и долговечности всей системы отопления.
В чем польза установки именно геотермального теплового насоса для клиента?
Установка геотермального теплового насоса имеет многочисленные преимущества для клиента, которые включают:
1. Высокая энергоэффективность
Геотермальные тепловые насосы используют стабильную температуру почвы в качестве источника тепла, что позволяет достичь коэффициента эффективности (COP) от 3 до 5. Это означает, что на каждый киловатт потребленной электроэнергии система производит в 3-5 раз больше тепловой энергии. В результате, это значительно снижает затраты на отопление и горячее водоснабжение.
2. Независимость от внешних погодных условий
Поскольку температура почвы на глубине остается стабильной в течение года, тепловой насос работает эффективно независимо от климатических изменений, в отличие от воздушных тепловых насосов, которые могут терять производительность при низких температурах.
3. Снижение эксплуатационных расходов
Геотермальные системы работают на электроэнергии и не требуют использования газа или других ископаемых топлив. Это уменьшает расходы на топливо, а также делает систему более экологичной. Кроме того, благодаря высокой эффективности, счета за электроэнергию снижаются по сравнению с традиционными системами отопления.
4. Длительный срок службы
Системы геотермальных тепловых насосов известны своей надежностью и долговечностью. Насос может служить до 20-25 лет, а грунтовый теплообменник — до 50 лет, что делает систему выгодной инвестицией на длительный срок.
5. Возможность охлаждения летом
Многие геотермальные тепловые насосы могут работать не только на отопление, но и на охлаждение летом, что делает их универсальным решением для обеспечения комфортного микроклимата в доме круглый год.
6. Экологичность
Геотермальные насосы используют возобновляемые источники энергии — тепло Земли, что снижает выбросы углекислого газа и помогает сократить воздействие на окружающую среду.
7. Автономность и безопасность
Система работает автономно и не зависит от централизованного теплоснабжения или газовых сетей. Отсутствие процесса сгорания делает ее безопасной для использования в доме, поскольку нет риска утечки газа или других опасных веществ.
8. Стабильное горячее водоснабжение
Геотермальный тепловой насос также может обеспечивать горячее водоснабжение для бытовых нужд, что позволяет сократить расходы на подогрев воды.
Вывод:
Установка геотермального теплового насоса позволяет клиенту значительно уменьшить расходы на отопление и горячее водоснабжение, повысить комфорт в доме и внести свой вклад в сохранение окружающей среды.
