Toplinska pumpa za bazen: kriteriji odabira i pravila instalacije

Toplinske pumpe – to je, bez sumnje, jedan od najboljih izuma u području sustava grijanja. On doslovno daje mogućnost dobivanja praktički besplatne energije izravno iz zraka, kao i iz zemlje ili vode. Ako se koristi toplinska pumpa za bazen, troškovi grijanja vode mogu se znatno smanjiti.

Mi ćemo vam reći kako odabrati optimalni model korištenja “zelene” energije za proizvodnju topline koja zagrijava vodu. U članku koji je predstavljen za pregled detaljno je opisan princip rada sustava. Kod nas ćete saznati kako montirati agregat, kako ga pravilno eksploatirati u kućanskim uvjetima.

Kako radi takva pumpa?

Energija je posvuda, čak i u onim objektima koji nam se čine iznimno hladnima. Jednostavno, ta energija ima nizak potencijal. Toplinske pumpe omogućuju njezino izvlačenje iz okoliša i pretvaranje u energiju visokog potencijala. U takvom stanju toplinsku energiju može se koristiti za grijanje.

Toplinske pumpe, poput hladnjaka, rade po Carnotovom principu. Hladnjak premješta toplinsku energiju iz komore u okolni prostor kako bi stvorio učinak hlađenja, dok toplinska pumpa radi u suprotnom smjeru.

Takav se sustav sastoji od dva glavna dijela – vanjskog i unutarnjeg, između njih nalaze se kompresor i isparivač. Dakle, nosač topline cirkulira kroz sustav cijevi koje se nalaze vani. Pritom apsorbira energiju raspršenu u tlu, vodi ili zraku, ovisno o vrsti pumpe.

Zatim nosač topline prolazi kroz komoru isparivača ispunjenu rashladnim sredstvom (obično – freonom). Rashladno sredstvo ključa na vrlo niskoj temperaturi. Zagrijavajući se pri kontaktu s toplinskom energijom niskog potencijala, prelazi u plinovito stanje i ulazi u kompresor.

Na ovoj shemi jasno je prikazan uređaj i princip rada toplinske pumpe koja prikuplja toplinu niskog potencijala iz okoliša i pretvara je u visokopotencijalnu toplinsku energiju (+)

Ovdje se plin zagrijava i premješta u kondenzator. Zatim se rashladno sredstvo hladi, vraćajući se u tekuće stanje, a toplina koju je prikupilo prelazi u unutarnji sustav grijanja, tj. u sustav grijanja kuće ili, u ovom slučaju, bazena. Ciklus se ponavlja više puta.

Naravno, za rad takvog sustava, odnosno pumpnih agregata, bit će potrebna određena količina električne energije, bez pristupa kojoj sustav neće moći raditi.

No količina električne energije potrebna toplinskoj pumpi otprilike je četiri puta manja od troškova izravnog grijanja vode pomoću električnog grijača. Pri potrošnji manjoj od 2,5 kW snage za rad električne energije, toplinska pumpa može proizvesti više od 10 kW toplinske energije.

Kako odabrati odgovarajući sustav?

Značajke konstrukcije toplinske pumpe čine je otpornijom na djelovanje povećane vlage od bilo kojeg drugog sustava grijanja vode. Ali potrebno je pravilno odabrati tip toplinske pumpe, odnosno odlučiti se o izvoru niskopotencijalne toplinske energije.

Što je temperatura okoline stabilnija, to učinkovitije radi toplinska pumpa. Zemlja se u tom pogledu smatra najboljom opcijom, ali praktična provedba zahtijeva ispunjenje niza ne baš jednostavnih uvjeta.

Ova tablica omogućuje određivanje snage toplinske pumpe za bazen. Proračuni su izvršeni uzimajući u obzir postojanje zaštitnog pokrova od sunca (+)

Bit će potreban prostran zemljišni posjed i opsežni zemljani radovi. Cijevi kroz koje cirkulira voda morat će se postaviti unutar tla, a ispuniti taj zahtjev nije uvijek moguće ni praktično. Toplinske pumpe tipa "tlo-voda" rijetko se koriste za bazene.

Vodenu toplinsku pumpu nešto je lakše instalirati jer se kao izvor energije koristi voda. Optimalna varijanta – obližnje vodeno tijelo: ribnjak, jezero, rijeka i sl.

Nemaju svi vlasnici zemljišnih parcela pristup takvim resursima. Pristupačnija varijanta rješenja problema – spustiti cijevi za vodu u bušotinu ili bunar. To znači da će na parceli možda biti potrebno izgraditi dodatni izvor vode.

Manje vremena i truda bit će potrebno za instalaciju toplinske pumpe koja koristi energiju raspršenu u zračnim masama. Za organizaciju intenzivne izmjene zraka koriste se snažni ventilatori. Neće biti potrebno ni polagati cijevi u zemlju ni bušiti novu bušotinu.

Toplinske pumpe tipa “zrak-voda” omogućuju zagrijavanje velike količine vode u bazenu uz minimalne troškove električne energije

Naravno, učinkovitost grijanja zračnom toplinskom pumpom može biti nešto niža nego pri korištenju takvih stabilnih izvora energije poput tla ili vode. Međutim, za korištenje tijekom sezone od proljeća do jeseni, a ne cijele godine, takav model će savršeno odgovarati. Većina bazena na parcelama koristi se upravo u tom razdoblju.

Toplinsku pumpu moguće je također koristiti u kombinaciji s drugim sustavima grijanja, primjerice s električnim podgrijavanjem. Za grijanje doma takvi se modeli ponekad kombiniraju s plinskim ili električnim kotlom. To je osobito prikladno u područjima s oštrom klimom, jer pri temperaturi zraka nižoj od -20 stupnjeva učinkovitost toplinskih pumpi naglo opada.

Značajka bilo kojeg industrijskog modela toplinske pumpe – visoka cijena. Troškove je moguće smanjiti ako se takav uređaj izradi samostalno. To nije previše složen zadatak; mnogi su majstori uspješno to postigli. No industrijski modeli su pouzdaniji, učinkovitiji i jednostavniji za upravljanje.

Prema recenzijama, visoka cijena industrijskog modela toplinske pumpe isplati se već u prvih nekoliko godina korištenja, a ponekad i za samo nekoliko mjeseci. Pritom je vrlo važno odabrati model čija će snaga točno odgovarati potrebama objekta za toplinom.

Toplinski gubici objekta

Kako bi se pravilno odabrala toplinska pumpa prema snazi, potrebno je utvrditi toplinske gubitke bazena u kojem će uređaj biti instaliran.

U slučaju bazena treba uzeti u obzir:

• mjesto na kojem se bazen nalazi;
• postojanje i stupanj pouzdanosti bazena;
• volumen kupeljske zdjele;
• početnu temperaturu vode;
• optimalnu temperaturu vode za kupanje;
• postojanje dodatnih čimbenika koji utječu na promjenu temperature vode: grijanje zraka u natkrivenom objektu, klimatizacija i slično

Kako bi se izračunali toplinski gubici objekta, neki stručnjaci preporučuju korištenje metode iz DBN V.2.5-67: 2013. Snaga crpke treba biti 30% veća od toplinskih gubitaka bazena.

Ova shema omogućuje uvid u moguće toplinske gubitke bazena ovisno o utjecaju vanjskih čimbenika. Što su ti gubici manji, to će toplinska crpka raditi učinkovitije

Ovi su izračuni prilično specifični, najbolje ih je prepustiti stručnjaku. Korisne preporuke mogu se dobiti od iskusnih stručnjaka koji se bave proizvodnjom ili prodajom toplinskih crpki. Prilikom odabira toplinske crpke korisne su i informacije o snazi izmjenjivača topline uređaja.

Prilikom odabira zračne toplinske crpke za grijanje vode u bazenu treba uzeti u obzir niz čimbenika koji utječu na stupanj toplinskih gubitaka zgrade, primjerice, postojanje ili nepostojanje pokrivala

Ovaj pokazatelj odražava potrošnju toplinske energije za grijanje vode u bazenu u određenom vremenskom razdoblju.

U pojednostavljenom obliku formula može izgledati ovako:

P = 1,16 × ΔT/t × V (kW)

Gdje:

• 1,16 – korekcijski faktor toplinskih gubitaka;
• ΔT – broj stupnjeva koji razdvaja početnu i krajnju temperaturu vode u bazenu, °C;
• t – vrijeme rada uređaja dok se ne postigne potrebna temperatura vode, sati;
• V – volumen kupke, m³.

Naravno, ova formula ne uzima u obzir niz čimbenika poput utjecaja grijanja u prostoriji natkrivenog bazena, postojanja klimatizacije, izolacije i slično.

No pri odabiru odgovarajućeg modela toplinske crpke takav izračun može biti vrlo koristan. Tijekom izračuna korisno je uzeti u obzir da se optimalnom temperaturom zraka za natkriveni bazen smatra 28 °C, a temperatura vode 24 °C.

Važne točke pri odabiru pumpe

Prilikom odabira odgovarajuće toplinske crpke, ne treba se voditi samo njezinom snagom. Važnost se pridaje i drugim čimbenicima. Primjerice, to su dimenzije crpke koja podsjeća na veliki metalni ormar.

Mjesto ugradnje obično se odabire unaprijed; treba provjeriti hoće li se odabrani model slobodno smjestiti, ostavljajući pritom dovoljno mjesta za osobu koja će uređaj instalirati i održavati.

Što je manja razlika između vanjske temperature zraka i temperature vode u bazenu, to će korištenje toplinske crpke dati veći učinak i veća će biti njezina učinkovitost.

Automatsko upravljanje nekih modela omogućuje promjenu rada crpke uzimajući u obzir ne samo vanjsku temperaturu, već i brzinu hlađenja vode u bazenu, kao i sposobnost zgrade (ako se radi o natkrivenom bazenu) da zadrži toplinu.

Tijekom rada toplinska pumpa vibrira i proizvodi buku. Što je manje buke na lokaciji, to bolje. Prije kupnje treba pronaći način da se procijeni razina buke koju proizvode različiti modeli toplinskih pumpi.

Na cijenu uređaja može značajno utjecati prisutnost automatske upravljačke jedinice. Ako sredstva dopuštaju, ne biste trebali odbijati ovaj moderan i praktičan dodatak. Prvo, automatika povećava udobnost tijekom korištenja opreme jer se ne morate stalno ometati za uključivanje, podešavanje, isključivanje i sl.

Automatski sustav upravljanja modernih toplinskih pumpi olakšava rad uređaja, povećava njegovu učinkovitost i produljuje vijek trajanja.

Drugo, rad uređaja u automatskom načinu rada znatno povećava njegov radni vijek, tj. vrijeme korištenja. No kvarovi su ipak mogući. Minimizirati probleme povezane s radom toplinske pumpe pomoći će pravilno sastavljeni dokumenti za jamstveni servis uređaja.

Međutim, samo posjedovanje službenog obrasca s pečatom nije dovoljno. Ponekad prodavači skromno prešućuju da se jamstveni popravci obavljaju samo u specijaliziranom poduzeću koje se nalazi stotinjak kilometara od mjesta ugradnje opreme.

Bilo je i slučajeva da je uređaj za popravak trebalo poslati u inozemstvo. Takvo jamstveno servisiranje iznimno je nezgodno jer vlasniku oduzima cijele mjesece vremena.

Majstorima koji su sposobni za jednostavne popravke kućanskih uređaja, trebali bi unaprijed proučiti značajke uređaja odabranog modela i dostupnost rezervnih dijelova. Ako potrebnih dijelova nema u blizini, morat će ih posebno naručiti, platiti dugu dostavu i sl. Predviđanje može pomoći u izbjegavanju takvih problema.

Ako vam se cijena tvornički proizvedene toplinske pumpe učini “pretjerano” visokom, možete je sastaviti vlastitim rukama. Kako se izrađuje uređaj od gotovo beskorisnih osnovnih materijala, opisano je u članku koji preporučujemo.

Značajke montaže uređaja

Redoslijed spajanja toplinske pumpe za bazen ovisi o posebnostima konkretnog modela. Stoga prije početka radova treba pažljivo proučiti upute proizvođača i točno se pridržavati zahtjeva i preporuka navedenih u njima. Obično se industrijski modeli isporučuju već sastavljeni i s potrebnim kompletom za ugradnju.

Shema funkcioniranja toplinske pumpe spojene na bazen:
1 – Toplinska pumpa za bazen
2 – Daljinski upravljački uređaj
3 – Čista voda za bazen
4 – Cirkulacijska pumpa
5 – Bypass (obilazni kanal) i regulacijski ventili
6 – Cijev za dovod vode iz bazena
7 – Filter

Tijekom spajanja bit će potrebno instalirati nekoliko cijevi, kao i osigurati napajanje električnom energijom. U sustav održavanja bazena grijač se ugrađuje tako da se nalazi nakon sustava filtriranja i prije klorinatora.

Kao što je prikazano na ovoj shemi, toplinsku pumpu treba spojiti nakon filtera za vodu, ali prije uređaja za njezino kloriranje

Vrlo je važno pravilno odabrati mjesto za postavljanje opreme. Obično toplinska pumpa tipa “zrak-voda” predstavlja jedinicu impresivnih dimenzija, koja podsjeća na vanjsku jedinicu split-sustava klima uređaja.

Za postavljanje zračne toplinske pumpe potrebno je odabrati dovoljno prostrano mjesto koje treba zaštititi od utjecaja vanjskih čimbenika, primjerice pomoću nadstrešnice

Mjesto za ugradnju takve opreme mora zadovoljavati sljedeće zahtjeve:

• dobra ventilacija;
• odsutnost prepreka za kretanje zračnih masa;
• udaljenost od otvorenog plamena i drugih izvora topline;
• zaštita od utjecaja vanjskih čimbenika okoliša: oborina, otpada koji pada odozgo i sl.;
• dostupnost za tehničko održavanje i potrebne popravke.

Najčešće se toplinska pumpa postavlja pod nadstrešnicu. Radi dodatne zaštite moguće je postaviti nekoliko bočnih zidova, ali oni ni na koji način ne smiju ometati protok zraka koji potiskuju ventilatori.

Pumpa se montira na metalni okvir, podloga mora biti strogo horizontalna. To će omogućiti minimaliziranje problema poput vibracija i buke tijekom rada uređaja, te će zaštititi uređaj od kvarova.

Zračnu toplinsku pumpu treba instalirati na čvrstoj i strogo vodoravnoj podlozi. To će smanjiti vibracije tijekom rada i smanjiti razinu buke.

Prilikom montaže toplinske pumpe i njezina povezivanja sa sustavom važno je osigurati da su svi njezini dijelovi čisti. Neće škoditi provjeriti i unutarnju površinu cijevi koje se koriste za priključak.

Sva mjesta spojeva cijevi kroz koje cirkulira voda moraju biti pažljivo zabrtvljena i provjerena na curenje. Kako se vibracije s toplinske pumpe ne bi prenosile na ostatak sustava, ima smisla razmotriti mogućnost priključka pomoću fleksibilnih crijeva.

Posebnu pozornost zahtijeva opskrba električnom energijom toplinske pumpe. Ona mora u potpunosti biti u skladu s pravilima za ugradnju električne opreme, uvažavajući sve zahtjeve zaštite od požara.

U blizini bazena obično vlada visoka razina vlage, a vjerojatnost kontakta električne opreme s vodom znatno se povećava. Stoga je potrebno pažljivo izolirati sva mjesta električnih kontakata, dodatno ih zaštitivši od mogućeg kontakta s vlagom.

U shemu priključka toplinske pumpe na napajanje obvezno je uključiti automatske prekidače koji su opremljeni senzorima koji reagiraju na povišenje temperature. Također će biti potrebni zaštitni uređaji koji će spriječiti curenje struje.

Sve vodljive dijelove obvezno je uzemljiti. Za spajanje kabela, kako energetskih tako i upravljačkih, bit će potrebne posebne stezaljke. U uputama proizvođača obično je naveden potreban presjek električnih kabela kojima se oprema može priključiti na napajanje.

Tih se podataka treba pridržavati. Presjek kabela može biti veći od preporučenog, ali nikako manji.

Instalacija toplinske pumpe za grijanje vode u bazenu provodi se u skladu s preporukama proizvođača. Obično se ugrađuje nakon sustava za pročišćavanje vode, ali prije uređaja za kloriranje, ako postoji.

Domaća toplinska pumpa – je li stvarno moguće?

Ako sami izradite toplinsku pumpu, možete znatno uštedjeti, ali učinkovitost takvih uređaja nešto je niža od industrijski proizvedenih modela. Prvo se izrađuju pojedinačni elementi pumpe, a zatim se spajaju u zajednički sustav. Isparivač se može napraviti od velikog plastičnog spremnika. Unutra se ugrađuje bakrena zavojnica.

Za izradu zavojnice, bakrenu cijev možete pažljivo namotati na plinsku bocu ili drugi odgovarajući cilindrični predmet kako biste joj dali željeni oblik. Na isti način izrađuje se još jedna zavojnica – za isparivač. Taj se element smješta unutar još jednog spremnika, ovaj put metalnog, bit će potrebni zavarivački radovi.

Kompresor se jednostavno kupuje ili skida s drugog uređaja, na primjer, s pokvarenog klima uređaja. Kada su ova tri uređaja spremna, povezuju se u zajednički sustav. Zatim se kompresor puni rashladnim sredstvom. Preostaje spojiti isparivač s ventilatorom koji upuhuje zrak, a kondenzator – na sustav grijanja vode u bazenu.

Znatno je složenija u ustroju toplinska pumpa tipa voda-voda. Za njezinu izgradnju potrebna je u blizini parcele rijeka ili prirodni vodotok, ako ih nema, onda se buše bunari. Međutim, ako je iz tehničkih razloga nemoguće dobiti energiju iz zraka, ova će opcija također biti korisna.

Zaključci i koristan video na temu

Praktično iskustvo grijanja vode u bazenu pomoću toplinskih pumpi prikazano je u sljedećem videu:

Ovdje je slikovito prikazan princip rada zračne toplinske pumpe:

U ovom videu prikazan je vrlo detaljan pregled rada i konstrukcije modela toplinske pumpe tipa “zrak-voda”:

Toplinska pumpa – prikladan, učinkovit i ekološki način grijanja bazena. Uz pravilnu upotrebu, cijena modela će se vrlo brzo isplatiti, a ispravna montaža znatno će produžiti vijek trajanja uređaja.

Želite li podijeliti korisne informacije o temi članka? Možda znate kako napraviti toplinsku pumpu za opremanje privatnog bazena vlastitim rukama? Pišite, molim vas, komentare u bloku ispod, postavljajte pitanja, dijelite svoje mišljenje i tematske fotografije.