Для чего нужна рециркуляция горячей воды?

Системы ГВС традиционного типа имеют ряд недостатков, среди которых основным является изношенность, неспособность обеспечить нормативные параметры подачи ресурсов.

Во многих частных или многоквартирных домах уже перешли на альтернативные системы нагрева горячей воды, которые показывают большую эффективность и экономичность.

Одним из удачных элементов таких систем является рециркуляция горячей воды, о которой следует поговорить подробнее.

Что это такое?

Рециркуляция — это система обвязки отопительного контура, а также линии ГВС, предназначенная для постоянного движения теплоносителя или горячей воды.

Она предназначена для увеличения эффективности использования бойлеров, а также для повышения комфорта жителей при пользовании горячей водой.

Если используется рециркуляция, вода постоянно движется от бойлера к точке водоразбора и обратно. Она не остывает, что дает возможность пользоваться ГВС сразу, без ожидания.

В системах отопления циркуляция обеспечивает оптимальный тепловой режим. В отопительный контур поступает горячий теплоноситель, который проходит через каскад радиаторов и отдает свою тепловую энергию.

Возвращаясь в бойлер, остывший теплоноситель снова нагревается и выходит в тепловой контур на новый цикл. От скорости движения воды зависит эффективность обогрева, равномерная отдача тепла в начальных и конечных точках контура.

В частном доме

Рециркуляция горячей воды в частном доме выполняется путем трубопроводной обвязки бойлера или, реже, отопительного котла.

Есть одно- и двухконтурные модели, способные только подготавливать теплоноситель для отопления, или одновременно подавать теплоноситель и горячую воду для бытовых нужд. Кроме этого, существуют энергозависимые и энергонезависимые модели котлов.

Первые способны работать без подключения к сети электропитания и нуждаются только в подаче топлива. Вторые нуждаются в подключении к сети электропитания. Они оснащены собственными циркуляционными наосами, обеспечивающими передвижение теплоносителя по отопительному контуру.

Как правило, циркуляцию теплоносителя обеспечивает сам котел. Для рециркуляции горячей воды используют дополнительную обвязку, оснащенную циркуляционным насосом.

Ее подключают к бойлеру, проводят до самого отдаленного прибора потребления, и возвращают обратно к бойлеру. Возникает дополнительный расход электроэнергии для питания насоса, но появляется заметная экономия воды, увеличивается удобство пользования ГВС.

В многоэтажном доме

Современные схемы ГВС используют бойлерную систему, при которой сетевая горячая вода в квартиры не подается. Производится нагрев воды косвенным способом в бойлере, из которого горячая вода подается в систему полотенцесушителей и ГВС.

Каждая квартира многоэтажного дома является одним из участков общей схемы рециркуляции. Ее особенностью является движение воды по вертикали — с нижней точки до верхнего этажа, и обратно. Как правило, циркуляцию организуют по линии полотенцесушителей.

Она запитана от трубопровода ГВС, поэтому в бойлере вода никогда не остывает и сохраняет свою рабочую температуру.

Горячая вода поднимается по стояку, соединяется с трубопроводом полотенцесушителей и уходит обратно в бойлер.

Однако, организовать собственную циркуляцию для каждой точки водоразбора (кухонной раковины, умывальника или ванны) невозможно, поэтому вода в отводах от стояка часто остывает.

Как сделать самостоятельно?

Обвязка бойлера частного дома делается в каждом случае по собственной схеме. Причиной этого является большое количество проектов, разная конфигурация и планировка домов. Кроме этого, выбор зависит от конструкции бойлера, его особенностей и объема.

Перед началом работ, следует составить схему разводки и отметить на ней точки установки всех приборов потребления, насосного оборудования и других элементов.

Обычно используется два варианта:

• через бойлер косвенного нагрева;
• через бойлер-накопитель.

Рассмотрим оба варианта подробно.

Через бойлер косвенного нагрева

Бойлер косвенного нагрева представляет собой емкость, внутри которой установлен змеевик. Он подключен к отопительному котлу, и теплоноситель циркулирует по замкнутой петле, не смешиваясь с горячей бытовой водой.

Такой бойлер оснащен пятью патрубками:

• прямая труба, идущая от котла к змеевику;
• обратная труба, по которой обратка от змеевика поступает в котел;
• трубопровод подпитки холодной водой;
• прямая труба (подача) горячей воды на точки водоразбора;
• обратная труба, ведущая в бойлер.

Циркуляционный насос устанавливается на обратном трубопроводе. Это делается для создания нормального режима работы устройства, исключения перегрева деталей.

На схеме виден полотенцесушитель, который всегда остается горячим благодаря рециркуляции. Это позволяет обеспечить сухой и теплый микроклимат в ванне, исключить появление сырости или плесени.

Через накопительный бойлер

Бойлер-накопитель представляет собой обычную емкость с теплоизолированными стенками, в которую поступает горячая вода из котла.

Резервуар содержит рабочий объем горячей воды, достаточный для бытовых потребностей семьи. Обычно его емкость составляет от 100 до 1000 литров, в зависимости от численности жителей дома и их потребностей.

Схема подключения рециркуляции к накопительному бойлеру представляет собой петлю, где Т3 — подача, Т4 — обратная линия.

Она входит в трубопровод подпитки В1, причем, точка входа находится после узла запорной арматуры с обратным клапаном. Циркулярный насос также ставят на обратной линии, вместе с запорными и регулирующими элементами.

Особенность этой схемы состоит в том, что температура H2O в бойлере и линии подпитки разные. Это достигается с помощью настройки узла смешивания, соединяющего горячую воду из трубы подпитки с остывшей обраткой.

При этом, необходимо учитывать возможность смешивания слоев воды в емкости. Если подпитка производится не слишком горячей водой, температура в бойлере будет заметно ниже нормативного значения.

Специфика работы накопительных бойлеров такова, что подогрев воды происходит только путем ее пополнения при разборе.

При длительном простое падение температуры неизбежно, и рециркуляция здесь становится бесполезна. Поэтому, использование накопителей рекомендуется для домов с высоким и постоянным потреблением горячей воды.

Процесс монтажа

Монтаж рециркуляционной обвязки представляет собой один из этапов сборки линии ГВС и отопления. Обычно, его производят одновременно с установкой котла, сборкой отопительного контура и прочими работами.

Инструменты и материалы

Для сборки петли рециркуляции понадобятся:

• сварочный аппарат той или иной конструкции (в зависимости от типа водопроводных труб);
• приспособление для резки труб (болгарка, электропила, электролобзик);
• набор сантехнической подмотки, резьбовой пасты типа Унипак;
• набор фитингов, переходников, крепежных элементов.

Кроме этого, понадобятся инструменты для установки несущих элементов:

• перфоратор с бурами;
• ударная электродрель и т.п.

Необходимое оборудование

Для монтажа линии понадобятся следующие устройства:

• трубы и фитинги (используются разные виды, от медных до металлопластиковых);
• циркуляционный насос;
• запорная арматура (вентили или шаровые краны, трехходовые краны, обратные клапаны и т.п.).

Циркуляционный насос должен быть маломощным. Он нужен только для создания небольшого давления, обеспечивающего перемещение потока. Нельзя использовать модели, которые устанавливаются в систему отопления.

Выбор трубопроводов диктуется условиями эксплуатации и личными предпочтениями владельца. Например, для монтажа медных (латунных) труб понадобится пайка соединений, для которой нужна горелка, припой и опытный мастер.

Алгоритм действий по монтажу

Сборка циркуляционной петли производится поэтапно:

• разметка стен или других несущих поверхностей в соответствии с разработанной схемой;
• установка несущих элементов (кронштейнов, клипс, хомутов);
• нарезка труб по длине участков трассировки;
• последовательное соединение линии, подключение фитингов и переходников;
• подключение узлов смешивания, циркуляционного насоса, запорной арматуры;
• подключение обратной линии к бойлеру.

При сборке сложных линий возможны некоторые отклонения от приведенной схемы работ. Как правило, добавляют дополнительные элементы, или подключают контрольные приборы.

Эксплуатация и режим работы

После сборки и проверки работоспособности, систему рециркуляции вводят в эксплуатацию. Она работает в непрерывном режиме.

Это вполне эффективное решение, но придется по утрам вставать пораньше, чтобы запустить движение воды и поднять ее температуру. Однако, можно немного потратиться и установить блок управления. Он будет автоматически останавливать циркуляцию и вновь запускать ее согласно установленной программе.

В частном

Для частного дома рекомендуется непрерывный режим работы циркуляции. Это особенно важно, если в доме используется автономная канализация.

Сброс лишней воды вызовет необходимость частой откачки приемного резервуара, что потребует лишних расходов и добавит забот.

В многоэтажном

Рециркуляция ГВС в многоэтажных домах работает автоматически, без участия жильцов. Система настроена так, что все управление расположено в подвале (в бойлерной), и не требует постороннего вмешательства.

Заключение

Рециркуляция горячей воды используется для выравнивания температуры и создания равномерного режима подачи ресурса.

В домах, где она отсутствует, приходится подолгу пропускать воду, ожидая подъема ее температуры. Все это время жидкость бесцельно сливается в канализацию.

Система рециркуляции требует некоторых затрат денег, использования электроэнергии. Однако, эти расходы несравнимы с экономией воды и с повышенным комфортом для пользователей.

Рециркуляция ГВС при использовании квартирных водомерных станций

В настоящее время становятся популярными системы водоснабжения с так называемой горизонтальной разводкой. Узлы подключения квартир к водопроводу в этом случае могут быть как коллекторными на этаж (рис. 1), так и входить в состав универсальных квартирных станций (рис. 2), включающих в себя арматуру для подключения квартиры как к системе отопления, так и к системе водоснабжения.

Рис. 1. Коллекторный узел водоснабжения

Рис. 2. Квартирная станция VALTEC

В этой статье мы не будем касаться плюсов и минусов использования подобных систем. Хотелось бы рассмотреть лишь один интересный вопрос: можно ли организовать рециркуляцию ГВС при использовании этих станций? А если можно, то как технически грамотно подойти к решению этой задачи? Стандартная схема подключения квартирной станции водоснабжения без рециркуляции ГВС приведена на рис. 3.

Рис. 3. Схема подключения квартиры через квартирную станцию: 1 – запорный кран; 2 – фильтр; 3 – редуктор давления; 4 – водосчетчик; 5 – обратный клапан; 6 – квадратный коллектор; 7 – водоразборный прибор (смеситель).

Очевидно, что при отсутствии квартирного водоразбора вода в трубопроводе горячей воды на горизонтальном участке от станции до водопотребляющих приборов будет остывать до температуры окружающего воздуха. Длина такого участка в зависимости от планировки и организации системы может достигать 5–30 (а то и более) метров. Когда жилец откроет кран, вместо горячей воды из него будет течь вода комнатной температуры, что, конечно, слабо вяжется с понятием «комфорт». Нетрудно сосчитать, что при расходе 7 л/мин (средний расход воды через смеситель с аэратором) через металлополимерную трубу диаметром 20 мм и длиной 15 м время ожидания появления действительно горячей воды составит 26 секунд. За это время впустую уйдёт в канализацию три литра воды. Для наглядности в таблице 1 приведены расчетные данные по времени ожидания в зависимости от длины трассы и вида трубопровода.

Таблица 1. Зависимость времени ожидания горячей воды от вида трубы и длины трассы

Время ожидания для трубы, с

Естественно, длительное время ожидания будет вызывать недовольство жильцов. Чтобы снизить время ожидания, требуется сместить точку подключения циркуляционного трубопровода ближе к водоразборному прибору. Самый очевидный вариант реализации подобного решения представлен на рис. 4. При отсутствии водозабора остывающая горячая вода будет поступать в квартиру, и уже из квартиры через тройник возвращаться обратно в рециркуляционный стояк.

Рис. 4. Схема (неработоспособная) организации циркуляции горячего водоснабжения через квартиру: 1 – запорный кран; 2 – фильтр; 3 –редуктор давления; 4 – водосчетчик; 5 – обратный клапан; 6 – квартирный коллектор; 7 – водоразборный прибор (смеситель); 8 – регулятор температуры прямого действия

В квартирной станции в таком случае должен быть установлен балансировочный клапан или регулятор температуры прямого действия для регулирования расхода циркуляции. Предпочтительнее устанавливать регулятор температуры (например, VT.348), так как через балансировочный клапан циркуляция осуществляется даже тогда, когда температура воды достаточно высокая, а регулятор температуры обеспечивает циркуляцию только тогда, когда это необходимо, тем самым снижая нагрузку на циркуляционный насос. Квартирные станции VALTEC серии VT.NM с модулем рециркуляции как раз снабжены регулятором температуры прямого действия.

Однако, несмотря на это схема, представленная на рис. 4 неработоспособна. Дело в том, что после редуктора поддерживается заданное давление, как правило, в динамике это 2,0–3,0 бара. В то же время давление в стояке рециркуляции (Т4) будет зависеть от высоты самого стояка и гидростатического напора. В 11-этажном доме давление в стояке на уровне 1 этажа будет около 3 бар (при высоте этажа 3 м). В результате обратные клапаны на выходе рециркуляционного трубопровода на нижних этажах будут постоянно находиться в закрытом положении. Кроме того, циркуляционный насос в таком случае должен обеспечить не только напор, компенсирующий потери давления в циркуляционных кольцах, но и потери на редукторах давления, из-за этого требуемая мощность циркуляционного насоса увеличивается в десятки раз.

Вывод напрашивается сам собой: рециркуляционный трубопровод должен врезаться до этажного редуктора, только в этом случае рециркуляция будет работать. Рациональнее всего перенести квартирный редуктор как можно ближе к первому водоразборному прибору (рис. 6).

Рис. 6. Схема организации циркуляции горячего водоснабжения через квартиру: 1 – запорный кран; 2 – фильтр; 3 – редуктор давления; 4 – водосчетчик; 5 – обратный клапан; 6 – квартирный коллектор; 7 – водоразборный прибор; 8 – регулятор температуры прямого действия

Но в подобной схеме существует нюанс по правильному расчету циркуляционного расхода. На линии циркуляции должен устанавливаться дополнительный третий водосчетчик, он нужен для правильного учета горячей воды. Расход воды на горячее водоснабжение квартиры в э\том случае будет считаться как разница показаний водосчетчиков установленных на линии Т3 и Т4.

Расчетный циркуляционный расход через квартиру, определяемый по СП30.13330.2016, весьма незначительная величина порядка тысячных долей литра в секунду. Однако, массово используемые в многоквартирных домах водосчетчики не могут считать сверхмалые расходы. Минимальный расход через такие водосчетчики составляет 0,008 л/с при горизонтальной установке и 0,017 л/с при вертикальной установке. В связи с этим, за расчётный циркуляционный расход через квартиру нужно принимать расход, превышающий эти величины (0,018 л/с), независимо от того, какой расход получился из условий остывания воды. Это надо обязательно учитывать при подборе циркуляционного насоса.

Существует и более «продвинутый» способ организации циркуляции горячего водоснабжения. В Москве в многоквартирном жилом доме «Кверкус» по адресу ул. Ивановская вл. 16с была реализована система водоснабжения с инновационными квартирными станциями, снабжёнными теплообменниками. Основной «изюминкой» такой станции является наличие в ней теплообменника для приготовления горячей воды. Данное решение позволяет в принципе отказаться от магистральных сетей и стояков горячего водоснабжения за счет приготовления горячей воды непосредственно в квартирной станции.

Рис. 8. Обвязка квартирных станций с теплообменником

Организация рециркуляции в этом случае осуществляется за счет небольшого маломощного насоса, входящего в состав в станции. Этот насос возвращает остывшую воду обратно в теплообменник. При этом такое решение не требует не только третьего счетчика воды, но и второго тоже. В данной станции устанавливается один счетчик холодной воды и теплосчетчик. Потребитель же платит за потребленную холодную воду и тепловую энергию, которая требуется для ее нагрева.

Рис. 9. Циркуляционный насос в квартирной станции с теплообменником VALTEC CONTOL SAT

Как мы видим, техническая сторона организации рециркуляции ГВС через квартирные станции не такая простая задача, как кажется на первый взгляд. Однако она вполне решаема при соблюдении определённых правил и условий. Стоит ли получаемый комфорт затрат на его обеспечение – определяется в каждой конкретной ситуации.