Máy bơm nhiệt cho bể bơi: tiêu chí lựa chọn và quy tắc lắp đặt

Máy bơm nhiệt chắc chắn là một trong những phát minh tốt nhất trong lĩnh vực hệ thống sưởi ấm.Theo nghĩa đen, nó có thể khai thác năng lượng gần như tự do trực tiếp từ không khí, cũng như từ mặt đất hoặc nước. Nếu bạn sử dụng máy bơm nhiệt bể bơi, chi phí sưởi ấm nước có thể giảm đáng kể.

Chúng tôi sẽ cho bạn biết cách chọn mô hình tối ưu để sử dụng năng lượng “xanh” để tạo ra nhiệt đun nóng nước. Bài viết được trình bày để đánh giá mô tả chi tiết nguyên lý hoạt động của hệ thống. Tại đây, bạn sẽ tìm hiểu cách lắp đặt thiết bị và cách vận hành thiết bị đúng cách trong môi trường gia đình.

Máy bơm này hoạt động như thế nào?

Năng lượng có ở khắp mọi nơi, ngay cả trong những vật thể có vẻ cực kỳ lạnh lùng đối với chúng ta. Năng lượng này chỉ có tiềm năng thấp. Máy bơm nhiệt cho phép bạn trích xuất nó từ môi trường và chuyển đổi nó thành năng lượng có tiềm năng cao. Theo điều kiện này năng lượng nhiệt có thể được sử dụng để sưởi ấm.

Máy bơm nhiệt, giống như tủ lạnh, hoạt động theo nguyên lý Carnot. Tủ lạnh di chuyển năng lượng nhiệt từ buồng ra không gian xung quanh để tạo hiệu ứng làm mát, trong khi bơm nhiệt hoạt động theo hướng ngược lại.

Một hệ thống như vậy bao gồm hai phần chính - bên ngoài và bên trong, giữa chúng có máy nén và thiết bị bay hơi. Vì vậy, chất làm mát lưu thông qua hệ thống đường ống đặt bên ngoài.Đồng thời, nó hấp thụ năng lượng tiêu tán trong độ dày của trái đất, trong nước hoặc trong không khí, tùy thuộc vào loại máy bơm.

Chất làm mát sau đó đi qua buồng bay hơi chứa đầy chất làm lạnh (thường là freon). Chất làm lạnh sôi ở nhiệt độ rất thấp. Làm nóng khi tiếp xúc với năng lượng nhiệt có tiềm năng thấp, nó chuyển sang trạng thái khí và đi vào máy nén.

Sơ đồ này thể hiện rõ nguyên lý thiết kế và hoạt động của bơm nhiệt, có tác dụng thu nhiệt lượng tiềm năng thấp từ môi trường và chuyển hóa thành nhiệt năng cao (+)

Ở đây khí được làm nóng và chuyển đến bình ngưng. Sau đó, chất làm lạnh nguội đi, trở lại trạng thái lỏng và nhiệt mà nó thu được sẽ đi vào hệ thống sưởi bên trong, tức là. đến hệ thống sưởi ấm của một ngôi nhà hoặc trong trường hợp này là một bể bơi. Chu kỳ được lặp lại nhiều lần.

Tất nhiên, để vận hành một hệ thống như vậy, cụ thể là các bộ phận bơm, sẽ cần một lượng điện nhất định mà nếu không có quyền truy cập thì hệ thống sẽ không thể hoạt động.

Nhưng lượng điện mà máy bơm nhiệt yêu cầu ít hơn khoảng bốn lần so với chi phí đun nóng nước trực tiếp bằng lò sưởi điện. Với mức tiêu thụ điện năng dưới 2,5 kW để vận hành điện, một máy bơm nhiệt có thể tạo ra hơn 10 kW năng lượng nhiệt.

Làm thế nào để chọn đúng hệ thống?

Các tính năng thiết kế của máy bơm nhiệt giúp nó có khả năng chống chịu độ ẩm cao hơn bất kỳ hệ thống sưởi ấm nước nào khác. Nhưng bạn cần chọn đúng loại bơm nhiệt, I E. xác định nguồn năng lượng nhiệt cấp thấp.

Nhiệt độ môi trường càng ổn định thì bơm nhiệt càng hoạt động hiệu quả. Đất đai được coi là lựa chọn tốt nhất trong vấn đề này, nhưng thực tế triển khai đòi hỏi phải đáp ứng một số điều kiện không hề đơn giản.

Bảng này cho phép bạn xác định công suất của máy bơm nhiệt bể bơi. Các tính toán được thực hiện có tính đến sự hiện diện của lớp phủ bảo vệ khỏi ánh nắng mặt trời (+)

Sẽ cần một lô đất rộng rãi và công việc khai quật quy mô lớn. Các đường ống dẫn nước tuần hoàn sẽ phải được đặt sâu trong đất, việc đáp ứng yêu cầu này không phải lúc nào cũng có thể và thuận tiện. Máy bơm nhiệt nối đất hiếm khi được sử dụng cho bể bơi.

Máy bơm nhiệt nước dễ lắp đặt hơn một chút vì nước được sử dụng làm nguồn năng lượng. Lựa chọn tốt nhất là một vùng nước gần đó: ao, hồ, sông, v.v.

Không phải tất cả chủ sở hữu đất đều có quyền tiếp cận các nguồn tài nguyên đó. Một giải pháp hợp lý hơn cho vấn đề này là hạ ống nước xuống giếng hoặc giếng. Điều này có nghĩa là một nguồn nước bổ sung có thể phải được xây dựng trên khu vực này.

Sẽ cần ít thời gian và công sức hơn để lắp đặt một máy bơm nhiệt tiêu thụ năng lượng tiêu tán trong khối không khí. Để tổ chức trao đổi không khí chuyên sâu, người ta sử dụng quạt mạnh. Không cần phải đặt ống xuống đất hoặc khoan giếng mới.

Máy bơm nhiệt không khí-nước cho phép bạn làm nóng một lượng lớn nước trong hồ bơi với mức tiêu thụ năng lượng điện tối thiểu

Tất nhiên, hiệu suất sưởi ấm của bơm nhiệt nguồn không khí có thể thấp hơn một chút so với khi sử dụng các nguồn năng lượng ổn định như đất hoặc nước.Tuy nhiên, để sử dụng trong mùa từ xuân đến thu chứ không phải quanh năm thì mẫu này rất lý tưởng. Hầu hết các hồ bơi trên trang web đều được sử dụng trong thời gian này.

Máy bơm nhiệt cũng có thể được sử dụng kết hợp với các hệ thống sưởi ấm khác, chẳng hạn như hệ thống sưởi điện. Để sưởi ấm một ngôi nhà, những mô hình như vậy đôi khi được kết hợp với nồi hơi dùng gas hoặc điện. Điều này đặc biệt thích hợp ở những khu vực có khí hậu khắc nghiệt, vì ở nhiệt độ không khí dưới -20 độ, hiệu suất của bơm nhiệt giảm mạnh.

Đặc điểm của bất kỳ mẫu máy bơm nhiệt công nghiệp nào là giá thành cao. Bạn có thể giảm chi phí nếu bạn tự chế tạo một thiết bị như vậy. Đây không phải là một công việc quá khó khăn, nhiều thợ thủ công đã hoàn thành xuất sắc. Nhưng các mô hình công nghiệp đáng tin cậy hơn, hiệu quả hơn và dễ quản lý hơn.

Theo các đánh giá, chi phí cao của một mẫu máy bơm nhiệt công nghiệp sẽ được đền đáp trong vài năm đầu hoạt động và đôi khi chỉ trong vài tháng. Trong trường hợp này, điều rất quan trọng là chọn một mô hình có công suất phù hợp chính xác với nhu cầu nhiệt của cơ sở.

Tổn thất nhiệt của vật

Để chọn máy bơm nhiệt phù hợp bằng nguồn điện, bạn cần xác định tổn thất nhiệt của bể bơi nơi thiết bị sẽ được lắp đặt.

Trong trường hợp hồ bơi, hãy xem xét:

• nơi đặt hồ bơi;
• tính sẵn có và mức độ tin cậy của hồ bơi;
• thể tích của bồn tắm;
• nhiệt độ nước ban đầu;
• nhiệt độ nước tối ưu để bơi lội;
• sự hiện diện của các yếu tố bổ sung ảnh hưởng đến sự thay đổi nhiệt độ nước: làm nóng không khí trong tòa nhà trong nhà, điều hòa không khí, v.v.

Để tính toán tổn thất nhiệt của kết cấu, một số chuyên gia khuyên bạn nên sử dụng phương pháp được nêu trong DBN V.2.5-67: 2013. Công suất bơm phải lớn hơn 30% so với tổn thất nhiệt của bể bơi.

Sơ đồ này cho phép bạn biết được mức độ tổn thất nhiệt có thể xảy ra trong hồ bơi tùy thuộc vào ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài. Những tổn thất này càng nhỏ thì bơm nhiệt sẽ hoạt động càng hiệu quả.

Những tính toán này khá cụ thể, tốt hơn là giao phó chúng cho một chuyên gia. Bạn có thể nhận được những khuyến nghị hữu ích từ các chuyên gia giàu kinh nghiệm sản xuất hoặc bán máy bơm nhiệt. Khi chọn máy bơm nhiệt, thông tin về công suất của bộ trao đổi nhiệt của thiết bị cũng sẽ hữu ích.

Khi chọn máy bơm nhiệt nguồn không khí để sưởi ấm nước hồ bơi, bạn nên tính đến một số yếu tố ảnh hưởng đến mức độ mất nhiệt của tòa nhà, ví dụ như sự hiện diện hay vắng mặt của tấm che

Chỉ số này phản ánh mức tiêu thụ năng lượng nhiệt để làm nóng nước trong bể trong một khoảng thời gian nhất định.

Ở dạng đơn giản, công thức có thể trông như sau:

P = 1,16 X ΔT/t X V (kW)

Ở đâu:

• 1,16 - hệ số hiệu chỉnh tổn thất nhiệt;
• ΔT – số độ ngăn cách nhiệt độ nước ban đầu và nhiệt độ cuối cùng trong bể, ºС;
• t – thời gian hoạt động của thiết bị cho đến khi đạt nhiệt độ nước yêu cầu, giờ;
• V – thể tích bồn tắm, mét khối. m.

Tất nhiên, công thức này không tính đến một số yếu tố như ảnh hưởng của hệ thống sưởi trong bể bơi trong nhà, sự hiện diện của điều hòa không khí, sự hiện diện của vật liệu cách nhiệt, v.v.

Nhưng khi chọn một mô hình bơm nhiệt phù hợp, việc tính toán như vậy có thể rất hữu ích.Trong quá trình tính toán, sẽ rất hữu ích khi tính đến nhiệt độ không khí tối ưu cho bể bơi trong nhà là 28 độ và nhiệt độ nước là 24 độ.

Những điểm quan trọng khi chọn máy bơm

Khi chọn một máy bơm nhiệt phù hợp, bạn không chỉ nên tập trung vào sức mạnh của nó. Các yếu tố khác cũng quan trọng. Ví dụ: đây là kích thước của một chiếc máy bơm giống như một hộp kim loại lớn.

Vị trí lắp đặt thường được chọn trước, bạn nên đảm bảo rằng kiểu máy đã chọn sẽ vừa vặn ở đó, đồng thời chừa đủ không gian cho người lắp đặt và bảo trì thiết bị.

Chênh lệch giữa nhiệt độ không khí bên ngoài và nhiệt độ nước trong bể bơi càng nhỏ thì việc sử dụng máy bơm nhiệt sẽ càng hiệu quả và hiệu suất của nó càng cao.

Tính năng điều khiển tự động của một số kiểu máy cho phép bạn thay đổi hoạt động của máy bơm, không chỉ tính đến nhiệt độ bên ngoài mà còn tính đến tốc độ làm mát của nước trong hồ bơi, cũng như khả năng của tòa nhà (nếu chúng ta nói về một hồ bơi trong nhà) để giữ nhiệt.

Trong quá trình hoạt động, bơm nhiệt bị rung và phát ra tiếng ồn. Trang web càng ít tiếng ồn thì càng tốt. Trước khi mua, bạn nên tìm cách đánh giá độ ồn mà các mẫu bơm nhiệt khác nhau tạo ra.

Chi phí của thiết bị có thể bị ảnh hưởng đáng kể bởi sự hiện diện của bộ điều khiển tự động. Nếu kinh phí cho phép, bạn không nên từ chối sự bổ sung hiện đại và tiện lợi này. Thứ nhất, tự động hóa giúp tăng sự thoải mái khi sử dụng thiết bị, vì bạn không cần phải liên tục bị phân tâm để bật, điều chỉnh, tắt thiết bị, v.v.

Hệ thống điều khiển tự động của máy bơm nhiệt hiện đại tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của thiết bị, tăng hiệu suất và kéo dài tuổi thọ của thiết bị

Thứ hai, vận hành thiết bị ở chế độ tự động sẽ tăng đáng kể tuổi thọ sử dụng của thiết bị, tức là. cả đời. Nhưng sự cố vẫn có thể xảy ra. Việc hoàn thiện đầy đủ hồ sơ bảo hành cho thiết bị sẽ giúp hạn chế tối đa các sự cố liên quan đến hoạt động của bơm nhiệt.

Tuy nhiên, có một mẫu đơn chính thức có tem là chưa đủ. Đôi khi người bán khiêm tốn giữ im lặng về việc việc sửa chữa bảo hành chỉ được thực hiện bởi một doanh nghiệp chuyên môn nằm cách địa điểm lắp đặt thiết bị hàng trăm km.

Ngoài ra còn xảy ra trường hợp máy phải gửi ra nước ngoài sửa chữa. Dịch vụ bảo hành như vậy cực kỳ bất tiện vì chủ xe phải mất hàng tháng trời.

Những người thợ thủ công cảm thấy thoải mái với việc sửa chữa đơn giản các thiết bị gia dụng nên nghiên cứu trước các tính năng của thiết bị của kiểu máy đã chọn và khả năng tiếp cận các phụ tùng thay thế. Nếu các bộ phận cần thiết không có sẵn ở đâu đó gần đó, bạn sẽ phải đặt hàng đặc biệt, trả tiền cho thời gian giao hàng dài, v.v. sự thận trọng sẽ giúp tránh được những vấn đề như vậy.

Nếu chi phí của một máy bơm nhiệt do nhà máy sản xuất có vẻ cao ngất ngưởng, thì có thể lắp ráp bằng tay của chính bạn. Cách một thiết bị được chế tạo từ nguyên liệu ban đầu là rác thải thực tế được mô tả trong bài viết mà chúng tôi đề xuất.

Tính năng cài đặt thiết bị

Quy trình kết nối máy bơm nhiệt bể bơi phụ thuộc vào tính năng của kiểu máy cụ thể. Vì vậy, trước khi bắt đầu công việc, bạn nên nghiên cứu kỹ hướng dẫn của nhà sản xuất và tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu cũng như khuyến nghị trong đó. Thông thường, các mô hình công nghiệp được cung cấp đã được lắp ráp sẵn và có một bộ linh kiện cần thiết để lắp đặt.

Sơ đồ hoạt động của máy bơm nhiệt kết nối với bể bơi:
1 – Máy bơm nhiệt cho hồ bơi
2 – Thiết bị điều khiển từ xa
3 – Nước sạch cho hồ bơi
4 - Bơm tuần hoàn
5 – Bypass (kênh bypass) và van điều khiển
6 – Đường ống cấp nước từ hồ bơi
7 - Bộ lọc

Trong quá trình kết nối, bạn sẽ cần lắp đặt một vài đường ống, cũng như cung cấp nguồn điện. Máy sưởi được lắp đặt trong hệ thống bảo trì hồ bơi sao cho nó được đặt sau hệ thống lọc và trước máy khử clo.

Như thể hiện trong sơ đồ này, bơm nhiệt phải được kết nối sau bộ lọc nước nhưng trước thiết bị khử trùng bằng clo.

Điều rất quan trọng là chọn đúng nơi để lắp đặt thiết bị. Thường xuyên máy bơm nhiệt không khí-nước là một thiết bị có kích thước ấn tượng, gợi nhớ đến dàn nóng của máy điều hòa không khí hệ thống phân chia.

Để lắp đặt máy bơm nhiệt nguồn không khí, cần chọn một nơi đủ rộng rãi, cần được bảo vệ khỏi các yếu tố bên ngoài, ví dụ như sử dụng mái che

Vị trí lắp đặt các thiết bị đó phải đáp ứng các yêu cầu sau:

• thông gió tốt;
• không có trở ngại cho sự chuyển động của khối không khí;
• khoảng cách với ngọn lửa trần và các nguồn nhiệt khác;
• bảo vệ khỏi các yếu tố môi trường bên ngoài: lượng mưa, mảnh vụn rơi từ trên cao xuống, v.v.;
• khả năng tiếp cận để bảo trì và sửa chữa cần thiết.

Thông thường, bơm nhiệt được lắp đặt dưới tán cây. Để bảo vệ thêm, bạn có thể lắp đặt một vài bức tường bên, nhưng chúng không được cản trở luồng không khí được bơm bởi quạt.

Máy bơm được gắn trên khung kim loại, đế phải nằm ngang. Điều này sẽ giảm thiểu các vấn đề như độ rung và tiếng ồn trong quá trình hoạt động của thiết bị, đồng thời cũng sẽ bảo vệ thiết bị khỏi bị hư hỏng.

Máy bơm nhiệt nguồn không khí phải được lắp đặt trên đế vững chắc và nằm ngang. Điều này sẽ làm giảm độ rung trong quá trình hoạt động và giảm lượng tiếng ồn.

Khi lắp đặt bơm nhiệt và kết nối nó với hệ thống, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng tất cả các bộ phận của nó đều sạch sẽ. Sẽ không có hại gì nếu kiểm tra bề mặt bên trong của các đường ống được sử dụng để kết nối.

Tất cả các kết nối đường ống mà nước lưu thông qua phải được bịt kín cẩn thận và kiểm tra rò rỉ. Để tránh truyền rung động từ máy bơm nhiệt trong quá trình hoạt động sang phần còn lại của hệ thống, nên cân nhắc việc kết nối bằng ống mềm.

Việc cung cấp năng lượng cho bơm nhiệt sẽ cần được chú ý đặc biệt. Nó phải tuân thủ đầy đủ các quy tắc lắp đặt thiết bị điện, có tính đến tất cả các yêu cầu an toàn cháy nổ.

Xung quanh bể bơi thường có độ ẩm cao và khả năng các thiết bị điện tiếp xúc với nước tăng lên đáng kể. Vì vậy, cần phải cách nhiệt cẩn thận tất cả các điểm tiếp xúc điện, đồng thời bảo vệ chúng khỏi tiếp xúc với độ ẩm.

Trong sơ đồ kết nối của bơm nhiệt với nguồn điện, nhất thiết phải bao gồm các công tắc tự động được trang bị cảm biến phản ứng với sự gia tăng nhiệt độ. Bạn cũng sẽ cần các thiết bị bảo vệ để ngăn chặn rò rỉ dòng điện.

Tất cả các thành phần dẫn điện phải được nối đất. Để kết nối cáp, cả nguồn và điều khiển, bạn sẽ cần các khối đầu cuối đặc biệt. Hướng dẫn của nhà sản xuất thường chỉ ra mặt cắt yêu cầu của cáp điện mà qua đó thiết bị có thể được kết nối với nguồn điện.

Những dữ liệu này phải được tuân thủ. Mặt cắt cáp có thể lớn hơn mức khuyến nghị nhưng không được nhỏ hơn.

Việc lắp đặt máy bơm nhiệt để sưởi ấm nước hồ bơi được thực hiện theo khuyến nghị của nhà sản xuất. Nó thường được lắp đặt sau hệ thống xử lý nước, nhưng trước thiết bị khử trùng bằng clo, nếu có.

Máy bơm nhiệt tự chế - có được không?

Nếu bạn tự chế tạo máy bơm nhiệt, bạn có thể tiết kiệm rất nhiều, nhưng hiệu suất của các thiết bị như vậy có phần thấp hơn so với các mẫu sản xuất công nghiệp. Đầu tiên, các bộ phận bơm riêng lẻ được sản xuất, sau đó chúng được kết hợp thành một hệ thống chung. Thiết bị bay hơi có thể được làm từ một thùng nhựa lớn. Một cuộn dây đồng được lắp đặt bên trong.

Để tạo ra một cuộn dây, một ống đồng có thể được quấn cẩn thận xung quanh một bình gas hoặc vật hình trụ thích hợp khác để tạo cho nó hình dạng mong muốn. Một cuộn dây khác được chế tạo theo cách tương tự - dành cho thiết bị bay hơi. Phần tử này được đặt bên trong một bể khác, lúc này sẽ cần phải có công việc hàn, kim loại.

Máy nén chỉ cần được mua hoặc tháo ra khỏi một thiết bị khác, chẳng hạn như từ một chiếc máy điều hòa không khí bị hỏng. Khi ba thiết bị này đã sẵn sàng, chúng sẽ được kết nối vào một hệ thống chung. Máy nén sau đó được nạp chất làm lạnh. Tất cả những gì còn lại là kết nối thiết bị bay hơi với quạt thổi không khí và thiết bị ngưng tụ với hệ thống đun nóng nước trong hồ bơi.

Thiết kế phức tạp hơn đáng kể máy bơm nhiệt nước-nước. Việc xây dựng nó đòi hỏi sự hiện diện của một con sông hoặc hồ chứa tự nhiên gần địa điểm, nếu chúng không tồn tại thì giếng sẽ được khoan. Tuy nhiên, nếu không thể lấy năng lượng từ không khí vì lý do kỹ thuật thì phương án này cũng sẽ hữu ích.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Kinh nghiệm thực tế làm nóng nước bể bơi bằng máy bơm nhiệt được trình bày trong video sau:

Nguyên lý hoạt động của bơm nhiệt nguồn không khí được thể hiện rõ ràng ở đây:

Video này cung cấp một cái nhìn tổng quan rất chi tiết về hoạt động và thiết kế của mô hình bơm nhiệt không khí-nước:

Máy bơm nhiệt là một cách thuận tiện, hiệu quả và thân thiện với môi trường để làm nóng hồ bơi. Với việc sử dụng đúng cách, chi phí của mô hình sẽ được thanh toán rất nhanh và việc lắp đặt đúng cách sẽ làm tăng đáng kể tuổi thọ của thiết bị.

Bạn có muốn chia sẻ thông tin hữu ích về chủ đề của bài viết này? Có lẽ bạn biết cách làm một chiếc máy bơm nhiệt để sắp xếp một hồ bơi riêng bằng chính đôi tay của mình? Vui lòng viết bình luận vào khối bên dưới, đặt câu hỏi, chia sẻ ý kiến ​​​​của bạn và các bức ảnh theo chủ đề.