Завдання та вирішення
Завдання:
Замовник звернувся до нашої компанії з метою знизити витрати на опалення та забезпечення гарячої води. Зважаючи на стрімке зростання цін на традиційні енергоносії, клієнт почав шукав рішення, яке б допомогло оптимізувати витрати та гарантувало стабільне теплопостачання.
Задача полягала в тому, щоб встановити систему опалення, яка могла б працювати незалежно від зовнішніх чинників. У результаті аналізу можливостей клієнта та ергономічності будинку, було вирішено встановити геотермальний тепловий насос Raymer RAY-15WW, що в 4-5 разів ефективніший за електокотел, який до цього часу був головним джерелом опалення в будинку.
Рішення:
Встановлення геотермального теплового насоса Raymer RAY-15WW (380В) дозволило забезпечити ефективне використання енергії землі для обігріву будинку. Цей вид теплових насосів дозволяє значно знизити витрати на опалення за рахунок використання стабільної температури землі, яка не змінюється протягом року.
У порівнянні з електричним котлом, який вже був становлений до цього, ґрунтовий тепловий насос має суттєво вищий коефіцієнт корисної дії (ККД) та продукує при середній потужності 12 кВт теплової енергії при споживанні 3,4 кВт.
Встановлення насосу передбачало буріння свердловини та занурення теплообмінника на прораховану фахівцями глибину, що забезпечує оптимальну ефективність роботи насоса.
Крім того, була інтегрована система ГВП з баком непрямого нагріву Vaillant на 200 л, що дозволяє забезпечити будинок гарячою водою, а також бак накопичувач тієї ж марки на 100 л, для акумуляції теплоносія в системі.
Виконаний обсяг робіт
Під час виконання робіт було реалізовано кілька ключових етапів, кожен з яких вимагав високої точності та професіоналізму. Всі роботи проводилися з урахуванням вимог безпеки та з використанням сучасного обладнання.
1. Аналіз існуючої системи опалення
Перед початком робіт було проведено детальний аналіз існуючої системи опалення та будівельної інфраструктури. Важливо було врахувати всі нюанси будівлі, включаючи її теплоізоляцію, наявність внутрішньої системи тепловіддачі і трубопроводів, а також доступ до місця буріння свердловини. Це дозволило розробити оптимальну схему інтеграції геотермального теплового насоса в існуючу систему.
2. Буріння свердловини
Основною складністю всього етапу встановлення геотермального насосу було забезпечення достатньої глибини свердловини та відстані між двома сердловинами (холодна та гаряча подача), що має складати не менше 15 м для ефективної роботи теплового насоса.
Розрахунок глибини та буріння свердловини було зумовлено необхідністю доступу до стабільного шару землі з постійною температурою. Роботи проводилися за допомогою спеціального бурового обладнання, яке забезпечило точне і безпечне буріння.
3. Встановлення насосу
Блок теплового насосу було встановлено в сухому та вентильованому приміщенні — котельні — на оптимальній відстані до всіх компонентів системи, що спрощує обслуговування та дає можливість вільного доступу до з’єднань, клапанів та насосу.
Слід зауважити, що даний тепловий насос вже укомплектований якісним кожухотрубними теплообмінниками на лінії випарювача, які дуже стійкі до забруднень та не потребують додаткового обслуговування.
3. Під’єднання баку непрямого нагріву та баку-накопичувача
Для забезпечення гарячого водопостачання та акумуляції теплоносія в системі було обрано баки ТМ Vaillant на 200 та 100 літрів відповідно.
Завдяки великому об’єму бак непрямого нагріву дозволяє використовувати воду для кількох точок споживання одночасно без втрати температури.
Бак-накопичувач допомагає підтримувати постійну температуру теплоносія, оптимізуючи роботу теплового насоса і знижуючи навантаження на систему в моменти пікових навантажень. Бак дозволяє накопичувати тепло і використовувати його за потребою, знижуючи кількість увімкнень теплового насоса, що підвищує енергоефективність, а також допомагає уникнути перепадів температури і стабілізує роботу системи опалення, зменшуючи навантаження на насос.
Таким чином, використання баків ТМ Vaillant дозволяє досягти максимального комфорту та ефективності системи опалення та гарячого водопостачання.
Додаткові компоненти системи
1. Встановлення глибинного насосу з автоматикою
Глибинний насос є важливою складовою системи геотермального теплового насосу, оскільки він забезпечує циркуляцію теплоносія між підземним джерелом тепла (геотермальний зонд або свердловина) та самим тепловим насосом.
Насос відповідає за безперервну циркуляцію теплоносія в системі, що дозволяє тепловому насосу ефективно передавати тепло від підземних джерел у систему опалення або охолодження будинку. Глибинний насос підтримує необхідний тиск у системі, що важливо для стабільної та ефективної роботи геотермального насосу.
Додатково встановлено автоматику Sirio для глибинних насосів – це система управління, що забезпечує автоматичний контроль і оптимізацію роботи глибинних насосів. Вона призначена для збільшення ефективності роботи насосів, зниження енергоспоживання та продовження їх терміну служби.
Sirio підтримує змінну частоту обертів двигуна насоса, що дозволяє автоматично регулювати швидкість роботи насоса залежно від потреб системи. Це забезпечує ефективне енергоспоживання, знижує витрати електроенергії та зменшує навантаження на насос.
Також запобігає різким стрибкам тиску в системі завдяки плавному запуску та зупинці насоса. Це знижує механічні навантаження на насос і систему трубопроводів.
Дана система оснащена функціями захисту від сухого ходу, перегріву двигуна, перенапруги та інших аварійних ситуацій, що забезпечує тривалу безперебійну роботу насоса.
Завдяки оптимізації роботи насоса і регулюванню швидкості обертів, система допомагає суттєво знизити споживання електроенергії, що особливо важливо при геотермальних теплових насосів.
2. Монтаж двоходового клапана з електроприводом
В дану систему на вході теплоносія в систему було встановлено двоходовий клапан з електроприводом, який для автоматичного керування потоком рідини. Завдяки електроприводу клапан змінює свій стан (відкритий або закритий) відповідно до сигналів від системи контролю.
Розходомір води на виході, що калібрує необхідну кількість води для системи. Нормальний розхід води для даного теплового насосу 2-3,5 м³/год.
3. Триходовий клапан та циркуляційний насос
У системі геотермального теплового насосу триходовий клапан і циркуляційний насос виконують важливі функції для ефективної роботи опалення та кондиціювання.
Триходовий клапан використовується для перенаправлення потоку теплоносія між різними контурами в залежності від потреб системи. Клапан перемикає теплоносій між контуром опалення, контуром ГВП (гаряче водопостачання) або контурами охолодження.
За допомогою контролера триходовий клапан автоматично змінює напрямок потоку в залежності від налаштувань температури, що дозволяє використовувати одну систему для різних потреб, підвищуючи енергоефективність.
Циркуляційний насос забезпечує постійний рух теплоносія в системі, постійно перекачуючи теплоносій між тепловим насосом та системою опалення або охолодження. Завдяки постійній циркуляції теплоносій рівномірно розподіляється по системі, що запобігає перегріву або охолодженню окремих зон.
Правильна робота циркуляційного насосу забезпечує максимальну ефективність системи, знижуючи споживання електроенергії.
Разом триходовий клапан і циркуляційний насос дозволяють геотермальному тепловому насосу Raymer RAY-15WW працювати максимально ефективно, забезпечуючи комфортні умови в будинку як для опалення, охолодження, так і для гарячого водопостачання.
4. Підключення стабілізатора напруги
Для забезпечення безпечної та надійної роботи теплового насоса було встановлено стабілізатор напруги. Даний пристрій захищає систему від перепадів напруги та інших можливих проблем з електропостачанням.
У випадку з можливими відключеннями світла в певні періоди року стабілізатор напруги необхідний в системах опалення, що живляться від генератора або акумуляторів аби забезпечити довготривалу роботу теплового насосу і захисту від поломок.
5. Встановлення контролера для контролю показників системи
Встановлення контролера для моніторингу показників системи опалення є важливим етапом, що дозволяє оптимізувати її роботу та забезпечити комфортні умови. Контролер забезпечує:
Моніторинг температури: Вимірює температуру в приміщенні та зовні, що дозволяє регулювати обігрів.
Керування режимами: Дозволяє налаштовувати різні режими роботи системи, такі як автоматичний, енергозберігаючий чи комфортний.
Візуалізацію даних: Показує показники системи на екрані, що робить їх легкими для сприйняття.
Аналіз ефективності: Збирає дані про енергоспоживання, що допомагає виявити можливості для підвищення ефективності.
Сповіщення про неполадки: Автоматично інформує про будь-які проблеми в системі, що дозволяє своєчасно вжити заходів.
Таким чином, встановлення контролера не лише підвищує ефективність роботи системи опалення, але й забезпечує її надійність та зручність в експлуатації.
Особливості та характеристики грунтового (геотермального) теплового насоса Raymer RAY-15WW (380В)
Грунтовий тепловий насос Raymer RAY-15WW є сучасним рішенням для опалення приватних будинків. Основні технічні характеристики цього насосу дозволяють йому працювати з високою ефективністю при низьких експлуатаційних витратах.
Потужність та ефективність:
Теплова потужність Raymer RAY-15WW становить 15 кВт, що забезпечує ефективне опалення будинків площею до 160 кв.м. Завдяки інверторній технології насос автоматично регулює свою потужність залежно від потреб у теплі, що дозволяє значно знизити енергоспоживання.
Екологічність:
Raymer RAY-15WW використовує енергію землі, що є відновлюваним джерелом. Це значно знижує викиди CO2 у порівнянні з традиційними газовими чи електричними котлами, роблячи його екологічно чистим рішенням для опалення.
Надійність та довговічність:
Тепловий насос Raymer RAY-15WW виготовлений з високоякісних матеріалів, що забезпечують тривалу експлуатацію. Корпус насоса стійкий до корозії та механічних пошкоджень, а інверторна технологія знижує знос компонентів, що збільшує термін служби системи.
Можливість роботи з ГВП:
Raymer RAY-15WW може використовуватися не тільки для опалення, але й для гарячого водопостачання. Інтеграція з баком непрямого нагріву дозволяє забезпечити будинок гарячою водою у достатній кількості, навіть за високих вимог до її споживання.
Автоматизація роботи:
Тепловий насос оснащений сучасною системою керування, що дозволяє автоматизувати процес опалення та гарячого водопостачання. Система керування дозволяє налаштовувати температуру в різних зонах будинку, забезпечуючи максимальний комфорт для мешканців.
Безпека та надійність:
Розширювальний бак, підключений до системи, забезпечує стабільність тиску, що є важливим аспектом для безпеки та довговічності всієї системи опалення.
В чому користь встановлення саме геотермального теплового насосу для клієнта?
Встановлення геотермального теплового насоса має численні переваги для клієнта, які включають:
1. Висока енергоефективність
Геотермальні теплові насоси використовують стабільну температуру ґрунту як джерело тепла, що дозволяє досягти коефіцієнта ефективності (COP) від 3 до 5. Це означає, що на кожен кіловат спожитої електроенергії система виробляє в 3-5 разів більше теплової енергії. У результаті, це значно знижує витрати на опалення та гаряче водопостачання.
2. Незалежність від зовнішніх погодних умов
Оскільки температура ґрунту на глибині залишається стабільною протягом року, тепловий насос працює ефективно незалежно від кліматичних змін, на відміну від повітряних теплових насосів, які можуть втрачати продуктивність при низьких температурах.
3. Зниження експлуатаційних витрат
Геотермальні системи працюють на електроенергії та не вимагають використання газу або інших викопних палив. Це зменшує витрати на паливо, а також робить систему більш екологічною. Крім того, завдяки високій ефективності, рахунки за електроенергію знижуються в порівнянні з традиційними системами опалення.
4. Тривалий термін служби
Системи геотермальних теплових насосів відомі своєю надійністю та довговічністю. Насос може служити до 20-25 років, а ґрунтовий теплообмінник – до 50 років, що робить систему вигідною інвестицією на тривалий термін.
5. Можливість охолодження влітку
Багато геотермальних теплових насосів можуть працювати не тільки на опалення, а й на охолодження влітку, що робить їх універсальним рішенням для забезпечення комфортного мікроклімату в будинку цілий рік.
6. Екологічність
Геотермальні насоси використовують відновлювані джерела енергії – тепло Землі, що знижує викиди вуглекислого газу і допомагає скоротити вплив на навколишнє середовище.
7. Автономність та безпека
Система працює автономно та не залежить від централізованого теплопостачання чи газових мереж. Відсутність процесу згоряння робить її безпечною для використання в будинку, оскільки немає ризику витоку газу або інших небезпечних речовин.
8. Стабільне гаряче водопостачання
Геотермальний тепловий насос також може забезпечувати гаряче водопостачання для побутових потреб, що дозволяє скоротити витрати на підігрів води.
Висновок:
Встановлення геотермального теплового насоса дозволяє клієнту значно зменшити витрати на опалення та гаряче водопостачання, підвищити комфорт у домі та зробити свій внесок у збереження навколишнього середовища.
