В настоящее время горячее водоснабжение является неотъемлемой частью жизни большинства людей на планете. Без него не обходятся ни в одной квартире и жилом доме. Обустройство ГВС представляет собой непростой процесс, более того существует несколько видов подключения систем. В данной статье мы рассмотрим все системы горячего водоснабжения, расчёт и типы водонагревателей.
Вне зависимости от вида ГВС осуществляется подключение совокупности оборудования, которые предназначены для нагрева воды и распределения её по различным водозаборным точкам. В данном оборудовании нагревается вода до необходимой температуры, после чего с помощью насоса происходит подача в дом и по трубопроводу. Различают открытую и закрытую систему горячего водоснабжения.
Открытая система
Открытая система ГВС отличается наличием теплоносителя, циркулирующего в системе. Горячая вода поступает непосредственно из централизованной отопительной системы. Качество воды из крана и отопительного оборудования ни чем не отличается. В результате получается, что люди используют теплоноситель.
Открытая система названа так, ввиду того что подача горячей воды осуществляется из открытых кранов отопительной системы. Схема ГВС многоэтажного дома предусматривает применение открытого типа. Для частных домов этот тип является слишком затратным.
Следует знать, что экономия средств открытой системы происходит, за счёт не надобности водонагревательных устройств для нагрева жидкости.
Особенности открытой ГВС
При монтаже открытой ГВС необходимо учитывать принцип действия. Открытая ГВС бывает двух видов в зависимости от типа циркуляции и транспортирования теплоносителя к радиаторам. Различают открытые системы с естественной циркуляцией и с использования в данных целях насосного оборудования.
Естественная циркуляция осуществляется таким образом: открытая система исключает наличие избыточного давления, поэтому в самой высокой точке оно соответствует атмосферному, а в самой низкой показатель немного выше за счёт гидростатического действия столба жидкости. Благодаря небольшому напору происходит естественная циркуляция теплоносителя.
Принцип естественной циркуляции достаточно прост, благодаря разной температуре теплоносителя и соответственно разной плотности и массе, остывшая вода с низкой температурой и большей массой вытесняет горячую воду с меньшей массой. Так по-простому объясняется существование самотёчной системы, которую также называют гравитационной. Основной плюс такой системы абсолютная энергонезависимость, если параллельно работающие котлы для отопления не задействуют электричество.
Важно знать! Самотёчные трубопроводы делают с большим уклоном и диаметром.
Если естественная циркуляция невозможна, применяется насосное оборудование, которое повышает скорость протекания теплоносителя по трубопроводу и уменьшает время прогрева помещения. Циркуляционный насос производит движение теплоносителя со скоростью 0,3 — 0, 7 м/с.
Преимущества и недостатки открытой системы
Открытая ГВС всё ещё актуальна, благодаря в первую очередь энергонезависимости и других преимуществ:
- Простота заполнения открытой ГВС и спуска воздуха. Нет необходимости в контроле высокого давления и спускать дополнительно воздух, так как спуск осуществляется автоматически при наполнении через открытый расширительный бак.
- Простота осуществления подпитки. Поскольку не нужно следить за максимальным давлением. Также есть возможность доливать воду в бак даже ведром.
- Система вне зависимости от протечек исправно функционирует, так как рабочее давление не большое и наличие таких неполадок на него не влияет.
Среди недостатков отмечают необходимость контролировать уровень воды в резервуаре и постоянное пополнение его.
Закрытая система ГВС
Закрытая система основана на таком принципе: осуществляется забор холодной питьевой воды из центрального водопровода и нагрев её в дополнительном теплообменнике. После нагрева производится подача её по водозаборным точкам.
Закрытая система подразумевает отдельную работу теплоносителя и горячей воды, также она отличается наличием обратного и подающего трубопровода, которые используются для кольцевой циркуляции воды. Такая система обеспечит нормальный напор даже при одновременном использовании душа и раковины. Среди плюсов системы также отмечают простоту регулирования температуры горячей жидкости.
ГВС может быть циркуляционным и тупиковым. Тупиковая система состоит только из подающих вод труб, способ присоединения которых такой же как и в первом случае.
Преимуществом закрытой ГВС является снижение затрат за счёт обеспечения стабильной температуры. Есть возможность монтажа полотенцесушителя. В закрытой ГВС необходимы водонагреватели, виды которых мы рассмотрим далее.
Виды водоподогревателей
Все водоподогреватели классифицируют так:
- Проточные устройства. Такие нагреватели греют воду в постоянном режиме, не оставляя запаса. Поскольку вода отличается большой теплоёмкостью, для постоянного нагрева её требуется увеличенный расход энергии. Помимо этого фактора, проточный нагреватель должен моментально приводиться в рабочее состояние: при включении подавать горячую воду, при выключении — прекращать нагрев. К традиционным проточным нагревателям относят газовую колонку.
- Накопительные устройства. Отличаются медленным нагревом определённого объёма воды, при котором зачастую потребляется 1 КВт/час. Горячая жидкость используется по необходимости. Накопительные нагреватели срабатывают моментально после открытия крана, однако мощность намного меньше. Среди недостатков таких устройств также отмечают большие размеры, чем больше объём, тем габаритнее устройство.
Расчёт и рециркуляция ГВС
Расчёт систем горячего водоснабжения зависит от таких факторов: число потребителей, примерная частота пользования душем, число санузлов с ГВС, некоторые технические характеристики сантехнического оборудования, необходимая температура воды. Посчитав все эти показатели можно определить требуемый суточный объём горячей воды.
Рециркуляция воды в системе горячего водоснабжения обеспечивает обратную подачу жидкости с дальней точки водозабора. Она необходима при расстоянии от нагревателя до дальней водозаборной точки более 3 метров. Рециркуляция используется при помощи бойлера, а в случае при невозможности его применения, пускается напрямую через котёл.
Система горячего водоснабжения может двух видов, которые используются в зависимости от заданных параметров. В открытой системе применяется отопительный котёл, а в закрытой — водоподогреватель. В некоторых случаях необходимо дополнительно организовывать рециркуляцию воды. Предварительно перед монтажом и закупкой оборудования важно осуществить расчёт горячего водоснабжения.
Труба ГВС проходит мимо каждого потребителя горячей воды и возвращается к бойлеру.
Саму трубу желательно брать 25-го диаметра. Гарантированно хватит для нормальной работы даже пары одновременно открытых кранов, и даже немного останется запас на косяки (не сильно страшные) при пайке. Отводы от трубы к каждому потребителю - 20 диаметром. Чем короче отводы, тем лучше. В идеале вообще есть проходные установочные углы (т.е. с двумя входами для трубы), но это не обязательно.
Полотенцесушители подключаются аналогично радиаторам в однотрубной системе, т. е. или низ-низ, или верх-низ, но что бы подача шла вверх (т.е. учитываете направление движения горячей воды).
Вся ветка ГВС обязательно теплоизолируется, смысл в том, что бы доставить горячую воду до крана, а не греть по пути всё что попадается. Аналогично однотрубке в отоплении никаких заужений на байпасе полотенцесушителей не делается.
По полотенцесушителям есть некоторые требования к качеству. Вода (в отличие от отопительной) может содержать растворенный газ, соот-но полотенчики должны всё это уметь пережить. Т. е. всякий левак из китайского картона в ГВС ставить не стоит, у него больше шансов устоять в обычном отоплении, там вода менее агрессивная. На полотенцесушители очень желательно поставить отсечные краны. Бывают в продаже и угловые, и прямые, и без ручки/маховика - под шлиц или шестигранник. Тут уже вопрос эстетики, что сумеете найти в продаже. Как вариант использовать п/пропиленовые краны для скрытой (в штробе) установки. На поверхности остается только дефлектор и колпачек прикрывающий шток.
Обратку (после всех потребителей) можно пустить 20-й трубой. Она не участвует в водоснабжении, только в рециркуляции, а там и скорость и объем воды не очень большие.
К насосу обязательно ставится обратный клапан. Это нужно что бы при открытии кранов вода шла по подаче ГВС, а не в противоток насосу по обратке.
Подойдет-ли обычный циркуляционник - без понятия, нужно смотреть параметры и сравнивать с рециркуляционными насосами. Обычные циркуляционные, как и таймеры/термостаты на рециркуляцию никогда не ставил, поэтому ничем помочь не смогу.
Саму по себе трассу рециркуляции нужно проектировать и монтировать так, что бы воздух мог куда-то выходить, т. е. или в краны (при открытии оных), или в группу безопасности, или в полотенцесушитель (и соот-но через Маевских удалялся). Так же обратите внимание на положение клапана и насоса. Воздух под ними не должен оставаться, т. е. так же должен выводиться куда-то. Сам по себе воздух в системе не страшен, при открытии кранов он или выйдет, или не будет мешать, а вот работе насоса (именно в режиме рециркуляции, а не водоснабжения) он может очень даже мешать.
Поймите правильно - чего? Сферического коня в вакууме? Не зная/видя объекта? Могу, конечно наглядно изобразить всё то, что сказал ранее, но по месту, при бездумной реализации, может и не заработать. Дьявол, он как известно, кроется в деталях.
Система отопления частного дома – это несколько вариантов технологических схем, состоящих в основном из нагревательного элемента (котел, печь), трубной разводки, запорной арматуры и отопительных радиаторов. Сам же способ нагрева помещения достаточно прост. В котле вода нагревается и начинает движение по трубам, действуя по чисто физическим законам, перемещаясь вверх. При этом остывшая вода выталкивается горячей, спускаясь вниз, перетекая в котел. Это и есть цикл движения воды системы отопления. Сегодня нередко, упрощая схему и увеличивая эффективность ее работы, в систему устанавливают циркуляционные насосы, которые отвечают за такой критерий, как рециркуляция горячей воды в частном доме.
Блок с системой рециркуляции
Сами по себе насосы внутри отопления создают небольшое давление, которое и создает движение горячей воды. Скорость небольшая, но она резко повышает эффективность теплоотдачи, потому что горячая вода, таким образом, равномерно распределяется по всем радиаторам. Поэтому температура во всех комнатах частного дома практически одинаковая.
Внимание! Циркуляционные насосы обязательно устанавливаются на обратке около отопительного котла. Это делается с той целью, что в конструкции насоса присутствуют различного рода уплотнители и манжеты, отвечающие за герметичность соединений его частей. Уплотнительные элементы обычно изготавливаются из резины, которая быстро выходит из строя под действием высоких температур. А температура воды в обратке самая низкая в отопительной системе частного дома.
Почему необходимо рассмотреть именно двухконтурное отопление, чтобы разобраться в рециркуляции и циркуляции горячей воды в частном доме? Все дело в том, что двухконтурное отопления – это система, которая обслуживает и отопление, и горячее водоснабжение. Чтобы было понятно, о чем идет речь, необходимо подробно разобрать схему на фото ниже.
Схема двухконтурного котла
На схеме четко видно, что от котла отходят сразу два трубопровода горячей воды. Один снабжает ею отопление, второй ГВС. Поэтому в самом котле располагаются два теплообменника, которые соответствуют двум разным контурам. Не самый эффективный вариант, потому что, чтобы получить горячую воду, к примеру, в ванной, расположенной на втором этаже частного дома, придется сливать достаточно большой объем воды, который охладился и находится в трубе, ведущей к ванной комнате.
Есть другая технологическая разводка, она также двухконтурная, но в ее схему устанавливается бак с водой, который называется бойлером. Сам отопительный котел имеет обычную технологию нагрева с одним теплообменником, то есть, он одноконтурный. Из него выходит одна труба горячей воды, которая соединяется с теплообменником (змеевиком) бойлера. То есть, проходя по этой конструкции, теплоноситель нагревает воду внутри бака, обеспечивая частный дом горячей водой для бытовых нужд. От бойлера он дальше поступает в отопительную систему.
Есть схема, где теплоноситель распределяется по двух контурам. То есть, часть его объема уходит напрямую в отопление, другая часть используется для обогрева бойлера. На фото ниже такая технология показана.
Два раздельных контура
Понятно, что в этой схеме говорить о рециркуляции можно лишь в отоплении. Но она опять-таки не самая эффективная по той же причине, имеется в виду подача горячей воды на потребители. Самой эффективной считается схема, предложенная ниже. В ней четко определены контуры, по которым теплоноситель будет проходить и возвращаться обратно в бойлер или котел. Это касается и отопительного контура, и ГВС.
Эффективная схема рециркуляция воды в системе отопления и водоснабжения
Рециркуляция ГВС
В ней циркуляционная система горячего водоснабжения четко прослеживается. Обратите внимание, что теплоноситель, проходя по теплообменнику бойлера, возвращается обратно в отопительный котел. Сама же горячая вода из бойлера циркулирует постоянно по водопроводу горячего водоснабжения. Она не стоит на месте, что обеспечивает постоянное ее нахождение внутри подающих труб. Проходя по ним, она охлаждается. Но при включении смесителя или крана вода тут же попадает на них.
Конечно, надо отметить, что это самый затратный вариант двухконтурного отопления, потому что в ней присутствует большая разводка труб. Но она эффективна в том, что не приходится сливать холодную воду, то есть, сливать деньги в канализацию. Тем более, большими будут только первоначальные денежные вложения, которые быстро окупятся.
Разновидности бойлеров
Есть несколько моментов, которые определяют эффективность работы и отопления, и горячего водоснабжения.
- Понятно, что горячая вода по трубной разводке сама двигаться не будет с учетом ее рециркуляции. Поэтому в данный контур обязательно устанавливается насос. Как было уже сказано выше, место его расположение на обратном контуре рядом с бойлером.
- А вот в отопительную систему устанавливать насос не обязательно. Если правильно соорудить трубную разводку с учетом угла наклона и подающего контура, и обратного, то теплоноситель будет двигаться самотеком. Хотя насос здесь будет нелишним в плане равномерного распределения теплоносителя по всем отопительным батареям.
Внимание! Минус данной системы заключается в том, что она относится к категории «энергозависимых». В ее состав входят элементы, работающие от сети электрического тока. Имеется в виду насос. Если электричество отключается, то схема ГВС тут же перестает работать в эффективном режиме. То есть, вода внутри труб от бойлера до потребителей начнет остывать и ее придется сливать в канализацию.
И еще несколько очень важных моментов.
- Насосы, которые используются для прокачки воды в ГВС, это не то же самое оборудование, используемое в отопительных сетях.
- Он не предназначается для увеличения давления выходящей из смесителей воды. Он просто создает небольшое давление для движения горячей воды по контуру.
- К системе ГВС можно подключить полотенцесушитель. Это лучше, чем подключать его к отоплению, потому что последний работает лишь зимой, а горячее водоснабжение круглогодично.
- Сегодня производители предлагают бойлеры, в которые устанавливаются ТЭНы. Неплохая модель, которая может работать в автономном режиме.
Насос для ГВС
Итак, разбираясь с рециркуляцией воды в частном доме, каждый должен понять, что это касается не только системы отопления. Чтобы получить эффективно работающую сеть ГВС, необходимо позаботиться и о рециркуляции воды в ней. На вышеуказанных схемах это очень хорошо видно. Тем более, сегодня есть возможность использовать бойлеры, как отдельные нагревательные элементы. То есть, их можно использовать взамен нагревательным котлам, отключая последние в летний период.
Не забудьте оценить статью.
Две схемы ГВС загородного частного дома — какую выбрать?
Что нужно сделать, чтобы горячая вода текла сразу же после открывания крана?
В зависимости от способа нагрева воды системы горячего водоснабжения (ГВС) для частного загородного дома подразделяют на:
- ГВС с проточным водонагревателем.
- ГВС с накопительным водонагревателем (бойлером).
Схема горячего водоснабжения с проточным водонагревателем
В качестве проточного водонагревателя можно использовать:
- газовую колонку ГВС;
- греющий контур ГВС двухконтурного отопительного котла;
- электрический проточный подогреватель воды.
- пластинчатый теплообменник, подключенный к контуру отопления.
Проточный подогреватель воды начинает греть воду в момент начала разбора воды , когда открывают кран горячей воды.
Вся энергия, расходуемая на нагрев, переходит от нагревателя к воде практически мгновенно , за очень короткое время движения воды через нагреватель. Чтобы получить воду необходимой температуры за малый промежуток времени конструкция проточного водонагревателя предусматривает ограничение скорости потока воды. Температура воды на выходе из проточного нагревателя очень сильно зависит от расхода воды — величины струи горячей воды, текущей из крана.
Для нормального снабжения горячей водой только одного рожка в душе мощность проточного водонагревателя должна быть не менее 10 кВт . Наполнить ванную за разумное время можно от нагревателя мощностью более 18 кВт . А если при наполнении ванны или работе душа открыть еще и кран горячей воды на кухне, то для комфортного пользования горячей водой потребуется мощность проточного нагревателя не менее 28 кВт.
Для отопления дома эконом класса обычно достаточно котла меньшей мощности. Поэтому, мощность двухконтурного котла выбирают исходя из потребности в горячей воде.
Схема ГВС с проточным водонагревателем не может обеспечить комфортное и экономное пользование горячей водой в доме по следующим причинам:
- При малом расходе горячей воды проточный водонагреватель вообще не включается и не греет воду. Для получения воды необходимой температуры часто приходится расходовать больше воды, чем это необходимо.
- При каждом открытии водоразборного крана проточный водонагреватель запускается вновь. Постоянно то включается, то выключается, что сокращает ресурс его работы . Каждый раз горячая вода появляется с задержкой, только после того, как режим нагрева стабилизируется. Частый перезапуск нагревателя снижает КПД и увеличивает расход энергии. Часть воды бесполезно уходит в канализацию.
- Невозможно сделать рециркуляцию воды в трубах разводки по дому. Горячая вода из крана появляется с некоторой задержкой. Время ожидания растет по мере увеличения длины труб от водонагревателя до места разбора воды. Часть воды в самом начале приходится бесполезно сливать в канализацию. Причем это вода, которая уже была нагрета, но успела остыть в трубах.
- Быстро накапливаются отложения накипи на небольшой поверхности внутри камеры нагрева проточного водонагревателя. При жесткой воде потребуется частая чистка от накипи.
Температура и напор воды в трубах очень сильно зависят от величины расхода воды. По этой причине при открывании еще одного крана очень сильно меняется температура воды и напор в системе ГВС. Одновременно пользоваться водой даже в двух местах очень не комфортно.
В конечном итоге, использование проточного водонагревателя в системе ГВС приводит к не обоснованному росту потребление воды и объема стоков канализации , к увеличению расхода энергии на нагрев, а также к недостаточно комфортному пользованию горячей водой в доме.
Систему ГВС с проточным водонагревателем используют, не смотря на её недостатки, по причине сравнительно низкой стоимости и малых размеров оборудования .
Система работает лучше, если отдельный индивидуальный проточный водонагреватель установить возле каждого места разбора воды.
В этом случае удобно устанавливать электрические проточные нагреватели. Однако, такие нагреватели во время разбора воды одновременно в нескольких местах могут потреблять из электросети значительную мощность (до 20 – 30 кВт ). Обычно электросеть частного дома на это не рассчитана, да и стоимость электроэнергии высока.
Как выбрать проточный водонагреватель
Основным параметром для выбора проточного водонагревателя является величина потока воды, который он сможет нагреть.
- из крана мойки или умывальника 4,2 л/мин (0,07 л/сек );
- из крана ванны или душа 9 л/мин (0,15 л/сек ).
Например.
К одному проточному водонагревателю присоединены три точки разбора -мойка на кухне, умывальник и ванна (душ). Для наполнения только ванны необходимо выбрать нагреватель, который способен выдать не менее 9 л/мин . воды с температурой 55 о С . Такой водонагреватель также обеспечит пользование горячей водой одновременно из двух кранов — в мойке и умывальнике.
Пользоваться горячей водой одновременно в душе и умывальнике будет комфортно, если производительность нагревателя будет уже не менее 9 л/мин +4,2 л/мин =13,2 л/мин.
Производители в технических характеристиках обычно указывают максимальную производительность проточного водонагревателя, из расчета нагрева воды на определенную разность температур, d T, например, 25 о С , 35 о С или 45 о С . Это значит, что если температура воды в водопроводе +10 о С , то при максимальной производительности из крана будет течь вода с температурой +35 о С , 45 о С или +55 о С .
Будьте внимательны. Некоторые продавцы в рекламе указывают максимальную производительность аппарата, но «забывают» написать, для какой разности температур она определена . Можно купить газовую колонку производительностью 10 л/мин ., но окажется, что при таком расходе она будет нагревать воду голько на 25 о С ., т.е. до 35 о С . Пользоваться горячей водой с такой колонкой может оказаться не очень комфортно.
Для нашего примера подойдет газовая колонка или двухконтурный котел с максимальной производительностью не менее 13,2 л/мин при d T=45 о С . Мощность газового аппарата при этих параметрах горячей воды будет около 32 кВт .
При выборе проточного водонагревателя обратите внимание на еще один параметр — минимальную производительность, расход л/мин , при которой включается нагрев.
Если расход воды в трубе будет меньше величины, указанной в технических характеристиках аппарата, то водонагреватель не включится. По этой причине, часто приходится расходовать больше воды, чем это необходимо. Постарайтесь выбрать аппарат с как можно меньшей величиной минимальной производительности, например, не более 1,1 л/мин .
Электрические проточные водонагреватели, предназначенные для применения в быту, имеют максимальную мощность нагревателя около 5,5 — 6,5 кВт . При максимальной производительности 3,1 — 3,7 л/мин нагревают воду на d T=25 о С . Один такой водонагреватель устанавливают для обслуживания одной водоразборной точки — душа, умывальника или мойки.
Схема ГВС с накопительным подогревателем (бойлером) и циркуляцией воды
Накопительный водонагреватель (бойлер) представляет собой теплоизолированный металлический бак довольно большого объема .
В нижнюю часть бака водонагревателя чаще всего встраивают сразу два нагревателя – электрический ТЭН и трубчатый теплообменник, подключенный к отопительному котлу (). Вода в баке большую часть времени подогревается котлом.
Электрический нагреватель включается по мере необходимости, в период остановки котла. Такой бойлер часто называют бойлером косвенного нагрева.
Горячая вода в бойлере косвенного нагрева расходуется из верхней части бака. На её место в нижнюю часть бака тут же поступает холодная вода из водопровода, нагревается теплообменником и поднимается вверх.
В странах Евросоюза системы ГВС в новых домах в обязательном порядке оснащают солнечным нагревателем — коллектором. Для подключения солнечного коллектора в нижнюю часть бойлера косвенного нагрева устанавливают еще один теплообменник .
Схема ГВС с бойлером послойного нагрева
В последнее время набирает популярность система ГВС с бойлером послойного нагрева, вода в котором нагревается проточным водонагревателем. В таком бойлере отсутствует теплообменник, что снижает его стоимость.
Горячая вода расходуется из верхней части бака. На её место в нижнюю часть бака тут же поступает холодная вода из водопровода. Насосом вода из бака прогоняется через проточный нагреватель, и подается сразу в верхнюю часть бака. За счет этого, горячая вода у потребителя появляется очень быстро — не нужно ждать пока прогреется почти весь объем воды, как это происходит в бойлере косвенного нагрева.
Быстрый нагрев верхнего слоя воды, позволяет устанавливать в доме бойлер меньших размеров, а также снизить мощность проточного нагревателя, без ущерба для комфорта.
Бойлер послойного нагрева Galmet SG (S) Fusion 100 L подключают к контуру ГВС двухконтурного котла или к газовой колонке. Бойлер имеет встроенный трехскоростной циркуляционный насос. Высота бойлера 90 см., диаметр 60 см.
Производители выпускают двухконтурные котлы со встроенным или выносным бойлером послойного нагрева. В результате, стоимость и габариты оборудования системы ГВС получаются несколько меньше, чем с бойлером косвенного нагрева.
Вода в бойлере подогревается заранее, независимо от того, расходуется она или нет. Запас горячей воды в баке позволяет пользоваться горячей водой в доме в течении нескольких часов.
Благодаря этому, нагрев воды в баке можно производить довольно длительное время, постепенно накапливая тепловую энергию в горячей воде. Отсюда и еще одно название бойлера — накопительный водоподогреватель.
Большая продолжительность нагрева воды позволяет использовать нагреватель сравнительно небольшой мощности.
Накопительный газовый водонагреватель — бойлер
Накопительные бойлеры, вода в которых нагревается газовой горелкой, менее популярны в системах ГВС частного дома. Устройство в доме систем отопления и ГВС с двумя газовыми аппаратами — газовым котлом и газовым бойлером, получается заметно дороже.
Накопительный газовый водонагреватель — бойлер
Газовые бойлеры бывает выгодно ставить в квартирах с центральным отоплением или в частных домах с отоплением твердотопливным котлом и нагревом воды в системе ГВС сжиженным газом.
Газовые водонагреватели также, как и котлы, выпускаются с открытой камерой сгорания и с закрытой, с принудительным удалением дымовых газов и с естественной тягой в дымоходе.
В продаже имеются накопительные газовые бойлеры, которые не требуют подключения к дымоходу . (Бытовые газовые плиты тоже ведь работают без дымохода.) Мощность газовых горелок таких аппаратов небольшая.
Газовые бойлеры объемом до 100 литров предназначены для крепления на стену. Водонагреватели большого объема устанавливаются на пол.
В водонагревателях применяются разные способы зажигания газа — с дежурным фитилем, электронный на батарейках или гидродинамический поджиг.
В аппаратах с дежурным фитилем постоянно горит маленькое пламя, которое вначале зажигается вручную. Какое-то количество газа бесполезно сгорает в этом факеле.
Электронный поджиг работает от электросети или батарейки, аккумулятора.
Гидродинамический поджиг запускается от вращения турбинки, которая приводится в действие потоком воды при открытии крана.
Как выбрать объем накопительного водонагревателя — бойлера
Чем больше объем накопительного водонагревателя — тем выше комфорт пользования горячей водой в доме. Но с другой стороны, чем больше размеры бойлера, тем он дороже, тем выше затраты на его ремонт и техническое обслуживание, тем больше места он занимает.
Размер бойлера выбирают исходя из следующих соображений.
Повышенный комфорт обеспечит бойлер, объем которого выбран из расчета 30 — 60 литров на одного пользователя водой.
Высокий уровень комфорта обеспечит водонагреватель объемом из расчета 60-100 литров на одного проживающего в доме.
Для заполнения ванны необходимо израсходовать почти всю воду из бойлера объемом 80 — 100 литров.
Как выбрать мощность котла для бойлера ГВС
При выборе бойлера необходимо обратить внимание и на мощность нагревательного элемента, который в нем установлен. Например, чтобы нагреть 100 литров воды до температуры 55 о С за 15 минут в бойлере должен быть установлен нагреватель (теплообменник для котла, встроенная газовая горелка или ТЭН) мощностью около 20 кВт .
В реальных условиях эксплуатации температура воды в бойлере равна температуре воды в водопроводе только при первом включении нагрева. В дальнейшем, в бойлере почти всегда находится уже подогретая до некоторой температуры вода. Для догрева воды до необходимой температуры за приемлемое время используют нагревательные устройства меньшей мощности.
Но все-таки лучше проверить, сколько времени займет нагревание воды в бойлере. Это можно сделать, пользуясь формулой:
t = m cw (t2 – t1)/Q
, в которой:
t
– время нагревания воды, секунды (с
);
m
– масса воды в бойлере, кг (масса воды в килограммах равняется объему бойлера в литрах);
cw
– удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/(кг K)
;
t2
– температура, до которой должна быть нагрета вода;
t1
– начальная температура воды в бойлере;
Q
– мощность котла, кВт
.
Пример:
Время нагревания воды котлом мощностью 15 кВт
в 200-литровом бойлере от температуры 10°C
(принимаем, что вода, поступающая в бойлер, имеет такую температуру) до 50°C
составит:
200 x 4,2 x (50 – 10)/15 = 2240 с
, то есть около 37 мин.
Схема ГВС с рециркуляцией воды в системе
Использование накопительного водоподогревателя в системе ГВС позволяет организовать рециркуляцию горячей воды в трубопроводах. Все места отбора горячей воды подключены к кольцевому трубопроводу, по которому постоянно циркулирует горячая вода.
Длина участка трубы от каждого места расхода горячей воды до кольцевого трубопровода не должна быть более 2 метров.
Циркуляционный насос системы рециркуляции горячей воды ГВС имеет маленькие размеры и небольшую мощность
Рециркуляцию воды в системе ГВС обеспечивает циркуляционный насос. Мощность насоса невелика, несколько десятков ватт.
Насосы для ГВС, в отличие от насосов отопления, должны иметь максимальное рабочее давление не менее 10 бар . Отопительные насосы часто рассчитаны на максимальное давление не более 6 бар. Другое отличие состоит в том, что насос для ГВС должен иметь гигиенический сертификат, разрешающий применение в системах питьевого водоснабжения.
Вода в системах ГВС постоянно обновляется и содержание кислорода в ней остается достаточно большим. Коррозионная активность горячей воды высокая. К тому же, горячая вода должна соответствовать санитарным требованиям к питьевой воде. Поэтому, для изготовления насосов ГВС применяют стойкие к коррозии цветные металлы или нержавеющую сталь. По этим причинам циркуляционные насосы для ГВС заметно дороже аналогичных для систем отопления.
В некоторых конструкциях трубопроводов ГВС удается создать естественную рециркуляцию воды, без насоса.
В результате циркуляции воды в системе ГВС горячая вода к местам отбора подается постоянно.
В системе ГВС с накопительным подогревателем и рециркуляцией воды режим водоснабжения более стабилен:
- В местах отбора горячая вода присутствует постоянно.
- Отбор воды возможен одновременно в нескольких местах. Температура и напор воды при изменении расхода меняются незначительно.
- Из крана можно забрать любое, сколь угодно малое, количество горячей воды.
Рециркуляционный контур позволяет не только повысить комфортность водоснабжения в удаленных точках дома, но дает возможность подключить к нему контуры теплых полов в отдельных помещениях. Например, в ванной водяной теплый пол будет комфортным круглый год.
В системе ГВС с рециркуляцией воды постоянно расходуется энергия для работы циркуляционного насоса, а также на компенсацию потерь тепла в самом бойлере и в трубах с циркулирующей водой. Для снижения расхода энергии рекомендуется устанавливать циркуляционный насос со встроенным программируемым таймером, который отключает циркуляцию воды в часы, когда она не нужна. Бойлер и трубы с горячей водой утепляют.
Недостатки системы ГВС с двухконтурным газовым котлом или водогрейной колонкой
Тактование двухконтурного котла в режиме отопления
Как известно, двухконтурный газовый котел может обеспечить дом горячей водой и быть источником тепла в системе отопления. Приготовление горячей воды осуществляется в проточном теплообменнике котла. Об общих недостатках системы ГВС с проточным нагревателем читайте в начале этой статьи. Но у газовых аппаратов с проточным нагревателем есть еще одна проблема — это сложность выбора максимальной мощности двухконтурного котла или водогрейной газовой колонки.
Чаще всего оказывается, что необходимая мощность котла для приготовления горячей воды, значительно больше мощности, необходимой для отопления всех помещений в доме.
Как уже упоминалось в статье выше, для получения горячей воды необходимой температуры и максимальном её расходе, двухконтурные газовые котлы и водогрейные газовые колонки имеют достаточно большую максимальную мощность, около 24 кВт . или более. Котлы и колонки оснащены автоматикой, которая может за счет модуляции пламени горелки уменьшать их мощность до минимальной, равной примерно 30% от максимальной. Минимальная мощность двухконтурного газового котла или колонки обычно равна около 8 кВт . или более. Это минимальная мощность котла, как в режиме ГВС, так и отопления.
Газовая горелка двухконтурного котла или колонки из-за конструктивных особенностей не может стабильно работать с мощностью, меньше минимальной (менее 8 кВт .). В то же время, для работы с системой отопления частного дома или автономного отопления квартиры, котел в режиме отопления очень часто должен выдавать мощностью менее 8 кВт.
Например, мощности 8 кВт. достаточно для обеспечения теплом помещений дома или квартиры площадью 80 — 110 м 2 , причем в самую холодную пятидневку отопительного сезона. В более теплые периоды, производительность, мощность котла должна быть значительно меньше.
Из-за того, что котел не может работать с мощностью ниже минимальной, возникают проблемы с адаптацией (согласованием) двухконтурного котла и системы отопления.
На небольших объектах, с малым потреблением тепла на отопление, котел выдает больше тепла, чем может принять система отопления. В результате несогласованности параметров котла и системы, двухконтурный котел начинает работать в импульсном режиме, «тактовать» — как говорят в народе.
Работа в режиме «тактования» значительно уменьшает ресурс работы деталей котла, заметно снижает КПД.
Тактование газового котла или колонки в режиме ГВС
Диаграмма нагрева водопроводной воды двухконтурным газовым котлом или водогрейной колонкой в зависимости от температуры (Т
о С
) и расхода (Q
л/мин
) горячей воды. Жирной линией показаны границы Рабочей зоны. Серая зона, поз.1 - зона тактования
котла или колонки (переключение между ВКЛ./ВЫКЛ.).
Для нормального подогрева воды котлом или колонкой, на диаграмме точка пересечения линий температуры и расхода горячей воды (рабочая точка) должна всегда находиться внутри рабочей зоны, границы которой показаны на диаграмме жирной линией. Если режим потребления горячей воды выбран так, что рабочая точка будет находиться в серой зоне, поз. 1 на диаграмме, то котел, колонка будет тактовать. В этой зоне, при маленьком протоке воды, мощность котла, колонки оказывается избыточной, котел, колонка отключается от перегрева, а затем снова включается. Из крана идет то горячая, то холодная вода.
Низкий КПД двухконтурных газовых котлов и колонок
Двухконтурные газовые котлы при работе с максимальной мощностью имеют КПД более 93%, и менее 80% при работе с минимальной мощностью. Представьте, как еще уменьшится КПД, если такому котлу придется работать в импульсном режиме, с постоянным перезажиганием газовой горелки.
Учтите, что двухконтурный котел в течении года большую часть времени работает с минимальной мощностью. Минимум 1/4 часть израсходованного газа будет буквально вылетать бесполезно в трубу. Прибавьте к этому расходы на замену преждевременно изношенных деталей котла. Это будет расплата за установку в доме дешевого оборудования для отопления и ГВС.
Чего хочешь — выбирай
Если мощность двухконтурного газового котла более 20 кВт. , выбрана из расчета нагрева максимально необходимого расхода горячей воды, то котел не может обеспечить экономную и комфортную работу в режиме малой мощности отопления и при нагреве воды с маленьким расходом. То же самое можно сказать и о работе водогрейной колонки.
Чаще всего, в доме отсутствует необходимость приготовления больших потоков горячей воды. Для многих людей, намного важнее обеспечить комфортное и экономное пользование горячей водой при малом её расходе.
Для таких экономных хозяев многие производители выпускают двухконтурные газовые котлы и колонки максимальной мощности около 12 кВт. и минимальной меньше 4 кВт. Такие котлы, колонки обеспечат более экономное и комфортное отопление и пользование горячей водой в количестве, достаточном для принятия душа или мытья посуды.
Перед покупкой двухконтурного котла или колонки хозяевам необходимо решить , какой режим потребления горячей воды более выгоден и комфортен — с большим расходом воды или с маленьким. На основании этого решения выбрать мощность котла или колонки. Если хочется и то и другое, то придется выбрать систему ГВС с бойлером.
Любителям душа, для приготовления горячей воды и отопления домов и квартир с отапливаемой площадью до 140 м 2 , с одной ванной мощностью 12 кВт . Они наилучшим образом соответствуют потребностям систем отопления и ГВС небольших частных домов и квартир.
Тем, кто любит принимать ванну, а также для домов и квартир больших размеров, площадью более 140 м 2 , очень советую использовать и одноконтурным котлом.
Многие производители отопительного оборудования выпускают специальные комплекты, котел плюс встроенный или выносной бойлер, именно для таких случаев. Такой комплект оборудования обойдется дороже, но позволит обеспечить увеличенный ресурс работы оборудования, экономию газа и более комфортное пользование горячей водой.
Схема ГВС с рекуператором тепла стоков канализации
В Западной Европе и в мире популярны различные способы экономии энергии при эксплуатации частного дома.
Из дома горячая вода после использования стекает в канализацию и уносит с собой значительную часть тепловой энергии, которую затратили на её подогрев.
Схема рекуперации тепловой энергии стоков канализации в систему ГВС
Для сокращения потерь энергии в доме применяют схему рекуперации (возврата) тепла из канализационных стоков в систему ГВС частного дома.
Холодная вода, прежде чем попасть в бойлер ГВС, проходит через теплообменник. В теплообменник же направляются стоки от санитарно технических приборов.
В теплообменнике два потока, холодная вода из водопровода и горячая вода стоков, встречаются, но не смешиваются. Часть тепла от горячей воды передается холодной. В бойлер ГВС поступает уже подогретая вода.
На схеме, показанной на рисунке, к теплообменнику направляют стоки только тех санитарно-технических приборов, которые работают с протоком горячей воды. Такую схему рекуперации выгодно применять при любом способе нагрева воды — как с бойлером, так и с проточным нагревателем.
Чтобы возвращать тепло из стоков санитарно-технических приборов, которые сначала накапливают горячую воду, а затем спускают её в канализацию (ванна, бассейн, стиральная и посудомоечная машины), применяют более сложную схему с циркуляцией воды между бойлером и теплообменником на время опорожнения этих устройств.
Для домов и квартир с постоянным проживанием очень советую использовать систему ГВС с бойлером послойного нагрева и двухконтурным котлом, или с бойлером косвенного нагрева и одноконтурным котлом. Объем бойлера не менее 100 литров. Система обеспечит хороший комфорт пользования горячей водой, экономное расходование газа и воды, а также меньший объем стоков в канализацию. Единственный минус такой системы — это более высокая стоимость оборудования.
При ограниченном бюджете строительства в небольших загородных дачных домах для сезонного проживания можно установить систему ГВС с проточным нагревателем.
Схему ГВС с проточным нагревателем целесообразно использовать в домах с кухней и одной ванной, где источник нагрева и места отбора горячей воды расположены компактно , на небольшом расстоянии друг от друга. К одному проточному подогревателю воды рекомендуется подключать не более трех кранов для разбора воды.
Стоимость такой системы сравнительно невелика, а недостатки эксплуатации в этом случае менее выражены. Двухконтурный газовый котел или газовая колонка занимает мало места. Практически все необходимое оборудование смонтировано в корпусе аппарата. Для установки котла мощностью до 30 кВт или газовой колонки не требуется отдельное помещение.
Для приготовления горячей воды и отопления домов и квартир с отапливаемой площадью до 140 м 2 , с одним душем в ванной комнате , рекомендую устанавливать двухконтурные газовые котлы максимальной мощностью 12 кВт .
В системе ГВС с газовой колонкой или двухконтурным котлом стабильность режима подачи воды значительно возрастет, если в схему между нагревателем и точками разбора воды установить буферную емкость — обычный накопительный электроводонагреватель. Особенно рекомендуется устанавливать такой буферный накопительный электроводонагреватель вблизи точек разбора, удаленных от газового аппарата.
Подробнее читать:
В схеме с буферным баком горячая вода от газовой колонки или двухконтурного котла сначала поступает в бак электрического бойлера — водонагревателя . Таким образом, в баке всегда содержится запас горячей воды. Электрический нагреватель в баке лишь компенсирует теплопотери и поддерживает необходимую температуру горячей воды в период, когда отсутствует разбор воды. Достаточно электроводонагревателя с баком небольшой емкости — даже литров 30, и пользование горячей водой станет намного комфортнее.
Система ГВС с проточным водонагревателем и встроенным в котел или выносным бойлером послойного нагрева будет несколько дороже. Зато здесь не потребуется расходовать дорогую электроэнергию на поддержание температуры воды, а комфорт пользования водой будет таким же, как и с бойлером косвенного нагрева.
В домах с разветвленной сетью ГВС
реализуйте схему с накопительным водоподогревателем (бойлером) и рециркуляцией воды. Только такая схема обеспечит необходимый комфорт и экономную эксплуатацию системы ГВС. Правда, первоначальные затраты на её создание самые большие.
Рекомендуется покупать котлы, которые продаются в комплекте с бойлером.
В этом случае параметры котла и бойлера уже правильно подобраны производителем, а большая часть дополнительного оборудования встроена в корпус котла.
Если отопление в доме осуществляется твердотопливным котлом , то выгодно установить , к которому и подключить систему ГВС с циркуляцией воды.
В ином случае, для подогрева воды в доме, к твердотопливному котлу присоединяют бойлер косвенного нагрева, дополнительно оснащенный электронагревателем.
Электрический бойлер ГВС выгодно использовать в доме с твердотопливным котлом
Часто для нагрева воды в доме с твердотопливным котлом, используется только электроэнергия. Для ГВС в доме, вблизи точек разбора воды, устанавливают накопительный электрический бойлер — водоподогреватель. Систему циркуляции горячей воды в этом варианте не делают. Возле удаленных точек разбора воды выгоднее установить свой отдельный накопительный подогреватель. В этом случае электроэнергия на подогрев воды расходуется более экономно.
При нагревании воды выше 54 о С из воды выделяются соли жесткости. Для уменьшения образования накипи по возможности нагревайте воду до температуры ниже указанной.
Особенно чувствительны к образованию накипи проточные водонагреватели. Если вода жесткая, содержит более 140 мг CaCO 3 в 1 литре, то применение для нагрева воды проточных водонагревателей, в том числе и с бойлерами послойного нагрева, не рекомендуется. Даже небольшие отложения накипи забивают каналы в проточном нагревателе, что ведет к прекращению протока воды через него.
Подачу воды в проточный водонагреватедль рекомендуется производить через антинакипный фильтр, который снижает жесткость воды. Фильтр имеет сменный картридж, который придется регулярно менять.
Для подогрева жесткой воды лучше выбрать накопительную систему ГВС с бойлером косвенного нагрева. Отложения солей на нагревательном элементе бойлера не препятствуют протоку воды, а только снижают производительность бойлера. Бойлер проще чистить от накипи.
Следует помнить, что длительный нагрев воды до температуры менее 60 о С может привести к появлению в накопительном баке (бойлере) с горячей водой вредных для здоровья человека бактерий вида Legionella. Рекомендуется периодически выполнять термическую дезинфекцию системы ГВС , повышая на какое-то время температуру воды до 70 о С.
Еще статьи на эту тему:
В систему горячего водоснабжения частного дома входят: нагреватель для воды, трубопровод, имеющий запорную арматуру и смесители, а так же зачастую насос для рециркуляции горячей воды. Нагреватели воды отличаются по мощности, устройству, источнику питания. Наиболее практичными являются газовые нагреватели воды, причем и емкостные, и проточные. Также имеются нагреватели воды косвенного нагрева, то есть те, которые функционируют благодаря теплу, какое отдает котел отопительный или электрический.
Чтобы обеспечить наличие горячей воды в кране в частном доме существует несколько возможностей.
Есть возможность выбрать проточный, либо накопительный нагреватель воды, который будет работать от отопительного котла, либо автономно от него. Можно выбрать газовый водонагреватель, либо тот, который работает на электричестве, также можно выбрать варианты на твердом топливе.
Проточный водонагреватель, работающий на газу, принято называть газовой колонкой.
Установка системы водоснабжения горячей воды в частном доме либо коттедже, прежде всего, предполагает установку водонагревателя.
Монтаж системы горячего водоснабжения с использованием двухконтурного газового котла
В случае, когда число водоразборных точек частного дома не велико, и предполагается одновременное использование исключительно умывальников, тогда лучше всего выбрать двухконтурный котел с проточным нагревом воды. Подобные котлы способны производить горячей воды до двадцати литров в минуту. Именно этот вариант самый простой и экономичный.
Для того чтобы смонтировать данную систему горячего водоснабжения, довольно сделать подвод трубы с холодной водой и на выходе из котла уже можно будет получать горячую воду. Необходимо учитывать то, что за определенное время горячая вода будет остывать в трубопроводе и поэтому, для того, чтобы с крана полилась горячая вода, надо будет ждать какое-то время.
Монтаж системы с использованием двухконтурного котла со встроенным бойлером
По сравнению с вариантом, описанным ранее, этот тип ГВС дает возможность получить намного лучший по стабильности нагрев и он на порядок удобнее для получения горячей воды.
Этот вариант дает возможность постоянно иметь в резерве от сорока до шестидесяти литров горячей воды. Но данная система, кроме преимуществ имеет и свои минусы:
- Крупные габариты и вес.
- Большие затраты топливных ресурсов для того, чтобы поддержать стабильную температуру воды в бойлере.
- Большая цена.
Подобные системы используются довольно не часто.
Рециркуляция через бойлер косвенного нагрева
Одноконтурный котел с внешним бойлером косвенного нагрева – это наиболее оптимальный вариант организации рециркуляции, который достаточно часто используют в условиях довольно интенсивного потребления горячей воды. В такой связке и используют обычно рециркуляцию горячей воды
Такая система дает возможность одновременного использования двух или большего числа душевых, ванной, джакузи. В собственных домах обычно устанавливают бойлер косвенного нагрева, имеющий объем от ста до тысячи литров.
В подобной системе нагрев воды происходит благодаря прохождению через бойлер, бак большого размера, имеющий трубчатую спираль. По спирали бойлер проходит циркуляция теплоносителя отопительной системы, которая таким образом и производит нагревание воды в бойлере. В данной системе, в отличие от вариантов проточного или накопительного водонагревателя, отопительный котел функционирует круглогодично.
У большинства бойлеров косвенного нагрева бак сделан из эмалированной стали. А отдельные модели премиум класса имеют внутренний бак материал, которого – нержавеющая сталь.
Рециркуляция системы горячего водоснабжения ГВС.
Рециркуляция горячей воды устроена следующим образом:
Горячая вода из накопительного бака, бойлера, идет по внутреннему трубопроводу к кранам наряду с холодной водой. И даже учитывая то, что трубы горячей воды обязательно имеют теплоизоляцию, через восемь, десять часов, если ею не пользоваться, вода в трубах охлаждается.
При условии же, что кран от бойлера находится на большем расстоянии, например на верхнем этаже, то для того, чтобы полилась горячая вода, ее нужно спускать около пяти минут.
Если нет желания все время спускать воду из крана, то следует выбрать систему с рециркуляцией горячей воды. Подобная система имеет трубопроводы подачи и обратки, но система очень удобная и комфортная.
Циркуляция горячей воды в бойлере
Для движения воды от бойлера по трубам и в обратную сторону применяют циркуляционный насос ГВС, запрещается применять насос для отопительной системы. Насос постоянно подключен к сети и расходует мало электроэнергии, примерно сто Ватт в час.
Работа насоса не оказывает никакого влияния на то, с какой скоростью вытекает из крана вода. Он только обеспечивает ее движение от бойлера и обратно.
В системе с рециркуляцией ГВС, последовательно в цепь трубопровода присоединяют полотенцесушитель. Такое подключение обеспечивает нагрев полотенцесушителя, даже когда отключена система отопления в помещении, но система ГВС включена.
Определенные модели бойлеров укомплектованы электронагревательным тэном. Это очень удобно в случае, когда отключен газ или проводится профилактика котла, поскольку тогда этот бойлер способен функционировать как накопительный электронагреватель воды.
Трубопровод, подающий холодную санитарную воду в бойлерную систему, должен подсоединяться через группу безопасности, которая должна быть оснащена:
- Отсекающим краном.
- Обратным клапаном.
- Предохранительным клапаном.
- Расширительным баком системы горячего водоснабжения, при этом он должен иметь необходимый объем.
В том случае, если летом нет надобности в нагревании полетенцесушителя, то следует произвести отключение циркуляционного насоса от электрической сети, а также перекрыть шаровый кран на циркуляционном трубопроводе. Монтируя систему горячего водоснабжения, нужно иметь ввиду, что все сантехнические приборы, потребляющие горячую воду, должны быть подсоединены к ветке подачи горячего водоснабжения, при этом полотенцесушитель и циркуляционный насос монтируются на трубопроводе обратки. Если систему не смонтировать, таким образом, то при пользовании горячей водой, будет нагреваться полотенцесушитель и воздух в комнате, где он расположен.
Система с циркуляцией горячей воды и бойлером является наиболее удобной и комфортной для пользователей, но при этом она на порядок больше стоит, чем простая система.
