Рециркуляция воды в системе горячего водоснабжения: цели и варианты реализации
Надоело ждать, когда нагреется вода? Тогда эта статья — для вас
Кто первый встает, тому… приходится долго сливать горячую воду, чтобы умыться. Эту нехитрую истину мы выучили, благодаря домам постройки середины 20 века.
Остывающие в отсутствие водоразбора полотенцесушители и, как следствие, сырая и прохладная ванная дополняют унылую картину. Не все знают, что обе проблемы уже давно решены инженерами. Встречайте: горячее водоснабжение с рециркуляцией!
Традиционная разводка ГВС
Устройство системы горячего водоснабжения в сталинках и ранних хрущевках, ничем не отличается от разводки холодной воды. Единственный розлив заканчивается тупиковыми стояками, от которых отходит поквартирная разводка. В элеваторном узле, розлив ветвится на две врезки — в подающую и обратную нитки.
Принципиальная схема элеваторного узла и системы ГВС без рециркуляции
Переключение ГВС с подачи на обратку, осуществляется вручную в соответствии с температурным графиком отопления:
- При температуре технической воды на выходе ТЭЦ до 80-90 градусов ГВС подается с подачи;
- При превышении 90°С водоснабжение переключается на обратный водопровод.
Горячая вода поступает в дом с подающей нитки. Вентиль на обратке закрыт
Чем это плохо
Достоинства такой схемы — дешевизна реализации и предельно простое обслуживание. Есть и оборотные стороны.
Две из них мы уже упомянули:
- Без водоразбора вода в стояках и подводках остывает. Чтобы умыться или принять душ, ее приходится подолгу (до нескольких минут) сливать в канализацию. Для жильцов квартиры это означает не только потерю времени, но и значительные затраты: фактически вы сливаете холодную воду, но при наличии водосчетчика платите за нее как за горячую;
Когда вы сливаете холодную воду, водосчетчик регистрирует расход горячей
Справка: стоимость кубометра горячей воды на середину 2017 года для жителей Москвы составляет 163 рубля. Подсчитано, что за год семья из 3-4 человек сливает в канализацию в ожидании нагрева воды не менее 10-12 кубометров.
И без того высокие тарифы на ГВС в ближайшей перспективе продолжат расти
- Полотенцесушители, размыкающие внутриквартирные подводки ГВС, нагреваются только от водоразбора в вашей квартире. Про качественное отопление ванной можно забыть.
Полотенцесушитель подключен в разрыв внутриквартирной подводки и нагревается только при разборе горячей воды
Бросим в общую копилку недостатков решения еще горстку мелочи:
- Холод и сырость в ванной способствуют появлению грибка;
Сырость и плесень в ванной — последствия низкой температуры
- Развешенные на холодной сушилке полотенца быстро становятся затхлыми;
- Циклические нагрев и охлаждение стояков ГВС сопровождаются циклами их удлинения и сокращения размеров. В результате постепенно разрушается заделка стояков в перекрытии цементным раствором.
При нагреве трубопровод из любого материала заметно удлиняется
Заметьте: удлинение труб при нагреве в том случае, если они касаются арматуры перекрытия, может сопровождаться довольно громкими звуками. На памяти автора трение стояка об арматуру привело к комичной ситуации: жильцы обвиняли своих соседей по стояку в.. подпольном печатании денег.
Весь в белом и на белом коне
Чем отличается от описанной выше система горячего водоснабжения с рециркуляцией? Догадаться несложно. В ней горячая вода непрерывно циркулирует через розливы и (в случае многоэтажного дома) стояки ГВС.
- Обеспечивается мгновенная подача горячей воды к точке водоразбора на любом участке контура;
- Полотенцесушители переносятся с внутриквартирной подводки на стояк (или, в случае частного дома, розлив) горячей воды. Благодаря непрерывной циркуляции они остаются горячими круглосуточно, обеспечивают обогрев ванных и санузлов, а заодно и быструю сушку полотенец;
Полотенцесушитель на фото подключен параллельно стояку и остается горячим круглосуточно
- Температурный режим системы ГВС остается стабильным, без циклических охлаждений и нагревов.
Реализация
Какие схемы горячего водоснабжения с рециркуляцией возможны в многоквартирных и частных домах?
Многоквартирные дома
Чтобы создать непрерывную циркуляцию воды, систему ГВС нужно закольцевать.
В многоквартирных домах это достигается следующим образом:
| Изображение | Описание |
| По дому разводится два розлива горячей воды. Стояки подключаются к ним поочередно. Как вариант — к одному из розливов подключаются только стояки ГВС, ко второму — только стояки с полотенцесушителями | |
| Стояки ГВС (опционально — ГВС и полотенцесушителей) объединяются перемычками на верхнем этаже. В группу может объединяться 2-4 стояка. В верхней точке перемычки монтируется воздушник (кран Маевского), позволяющий стравить препятствующий циркуляции воздух. |
Любопытно: в некоторых домах постройки конца 80-х автор наблюдал перемычки между стояками ГВС, вынесенные на холодный чердак. Решение вызывает сомнения в адекватности авторов: при уличной температуре в -30°С и ниже они замерзают в течение часа после остановки циркуляции в системе ГВС (например, для аварийного ремонта задвижки в элеваторном узле).
Понятно, что описанная схема водоснабжения с рециркуляцией не будет работать без перепада давлений.
Как он обеспечивается:
- Вне отопительного сезона ГВС включается между подающей и обратной нитками;
Летний режим: циркуляция ГВС между подающей и обратной нитками
- Во время работы отопления при таком подключении система горячего водоснабжения будет представлять собой байпас для отопительной системы, катастрофически уменьшающий перепад на водоструйном элеваторе. Поэтому ГВС подключается в зависимости от температуры воды из подачи в подачу или из обратки в обратку, а перепад обеспечивают установленные на фланцах между врезками подпорные шайбы.
Современный элеваторный узел с циркуляционными врезками
Справка: подпорная шайба — стальной блин с отверстием в середине. Диаметр отверстия обычно на 1 мм больше диаметра сопла элеватора. При движении воды через шайбу на ней создается перепад в 0,1 — 0,3 кгс/см, вполне достаточный для циркуляции в системе ГВС.
Если стояки завоздушены
Что делать, если после сброса системы горячего водоснабжения оставшаяся в стояках воздушная пробка препятствует циркуляции, и полотенцесушители остаются холодными?
Для стравливания воздуха служит кран Маевского в верхней точке перемычки. Однако для доступа к нему нужно попасть в верхнюю квартиру по стояку, что не всегда возможно.
Вот простая пошаговая инструкция, которая поможет вам устранить проблему своими руками:
- Перекрываем любой из соединенных перемычкой стояков ГВС;
- Открываем до упора один, а лучше — два крана горячей воды в любой квартире по этому стояку. Воздушная пробка вылетает через смеситель на фронте потока воды;
Полностью откройте кран — и воздух из стояка вылетит на фронте потока воды
- Запускаем стояки в штатном режиме.
Частные дома
Какие схемы рециркуляции горячего водоснабжения можно реализовать в частном доме с автономным приготовлением горячей воды? За создание циркуляционного напора в такой системе вполне предсказуемо будет отвечать циркуляционный насос минимальной мощности (от 25 ватт).
Циркуляцию в контуре ГВС способен обеспечить насос минимальной мощности
Контур ГВС должен быть закольцован по всей длине: после дальнего от водонагревателя сантехнического прибора розлив возвращается к исходной точке. А вот схема подключения водонагревателя зависит от того, есть ли у него дополнительный отвод для рециркуляции.
Схема для бойлера с патрубком для подключения контура с рециркуляцией
Наличие трех патрубков для подключения ГВС и ХВС типично для большинства бойлеров косвенного нагрева и некоторых накопительных электрических водонагревателей.
Бойлер с дополнительным выходом для рециркуляции
Замкнутый контур снабжается только циркуляционным насосом: поскольку температура воды в контуре после его запуска постоянна, проблемы теплового расширения воды решать не приходится, а раз так — предохранительный клапан и расширительный бачок не требуются.
Можно ли задействовать в такой схеме обычный бойлер с двумя выводами (для ГВС и ХВС)? Да, но в этом случае разводка будет заметно сложнее.
Водоснабжение с рециркуляцией: схема для бойлера с двумя патрубками
- За постоянную температуру воды в рециркуляционном контуре отвечает трехходовой термостатический смеситель. По мере ее охлаждения он подмешивает горячую воду из бойлера;
Трехходовой смеситель-термостат способен обеспечить постоянную температуру воды на выходе при любых температурах на входе
- Для компенсации расхода горячей воды к трехходовому смесителю подведена холодная вода;
- Обратные клапаны ограничивают движение воды в контуре одним направлением независимо от ее расхода.
Полезно: в верхней точке контура ГВС есть смысл установить автоматический воздухоотводчик. Воздушные пробки при наличии насоса не помешают циркуляции, зато могут стать источником раздражающих гидравлических шумов.
Устройство и внешний вид автоматического воздухоотводчика
Заключение
Как видите, системы рециркуляции горячего водоснабжения для частного дома имеют вполне убедительные преимущества перед привычными тупиковыми схемами и достаточно просты в монтаже. Узнать о них больше вам поможет видео в этой статье. Успехов!
Система рециркуляции горячей воды — назначение, схемы, эксплуатация
Владельцам частных домов знакома ситуация, когда при включении горячей воды в душе или умывальнике приходится долго ждать ее нагрева. Десятки раз включая кран в течение дня, мы впустую тратим сотни литров воды и напрасно сжигаем топливо. В статье мастер сантехник расскажет, для чего необходима рециркуляции горячей воды и как её правильно смонтировать.
Как сделать, чтобы вода в кране всегда была горячей
Достаточно широко распространены ситуации, когда в частных домах вся система водоподготовки объединяется в одном техническом помещении, максимально удалённом от обитаемой зоны. Также часто можно встретить проекты домов, имеющих несколько санузлов, в том числе на разных этажах. Для таких ситуаций характерна значительная протяжённость трубопроводов горячего водоснабжения, что сулит жильцам некоторые неудобства.
Например, при открытии горячей точки водоразбора требуется время, порой немалое, пока вода, проследовав по каналам и отдав им часть собственного тепла, начнёт поступать из крана при номинальной температуре. Это не только вызывает определённые неудобства при каждом использовании санузла, но также приводит к перерасходу воды, которая на многих объектах частного строительства служит стратегическим ресурсом.
Инженеры успешно решили эту проблему. Вода в контуре горячего водоснабжения всегда будет горячей лишь при условии ее непрерывной циркуляции от бойлера к кранам.
Как известно, существуют три варианта организации горячего автономного водоснабжения в частном доме:
Первый способ для организации рециркуляции не подходит, да и с точки зрения экономичности он наименее эффективный. Котел в этом случае греет жидкость в контуре водоснабжения, а насос подает ее к точкам разбора. При небольшой протяженности линии (до 10 метров) потери воды относительно невелики. Если же ванная комната находится на втором этаже и значительно удалена от котельной установки, ждать горячую воду в кране приходится долго. Как мы уже говорили, остывшая вода в этом случае должна быть полностью вытеснена горячей.
Второй и третий варианты горячего водоснабжения допускают установку рециркуляционного контура. Если мы греем воду бойлером, то обеспечить постоянное наличие горячей жидкости в кранах на протяженных магистралях несложно. Для этого труба, подающая воду к точкам разбора, «закольцовывается». Выйдя из теплообменника бойлера, горячая жидкость идет к кранам и, если они закрыты, возвращается в бак. Вода в этом случае не стоит неподвижно в трубах. Она непрерывно движется по ним и подогревается в бойлере. Поэтому ее температура всегда остается высокой.
Система «двухконтурный котел + бойлер косвенного нагрева» оптимально подходит для рециркуляции. Она работает по такой схеме: котел греет воду в контуре горячего водоснабжения и подает ее в теплообменник бойлера. Жидкость в его баке нагревается, и насос гонит ее к точкам разбора. Врезав в трубу обратную магистраль, мы получаем нужный результат. Горячая жидкость начинает циркулировать по кругу. В любой момент она доступна для пользователей.
Следует отметить, что не только двухконтурный, но и одноконтурный котел, оснащенный бойлером косвенного нагрева, можно оборудовать петлей рециркуляции. Разница между ними состоит в том, что в одноконтурном агрегате вода из теплообменника бойлера поступает в радиаторы отопления. В двухконтурном котле магистрали отопления и горячего водоснабжения работают независимо друг от друга.
Насосный узел и обвязка
Схема компоновки узла рециркуляции может отличаться в зависимости от используемого водогрейного и насосного оборудования. Например, конструкцией некоторых бойлеров косвенного нагрева предусмотрен третий отвод из верхней трети ёмкости для подключения возвратной трубы рециркуляции. Если такого отвода нет, обратный поток подключается через тройник к патрубку подачи холодной воды.
Пример схемы обвязки бойлера косвенного нагрева с рециркуляцией горячей воды: 1 — котёл отопления; 2 — группа безопасности котла с расширительным баком; 3 — циркуляционный насос системы; 4 — группа безопасности бойлера с расширительным баком; 5 — потребители горячей воды; 6 — радиаторы отопления; 7 — бойлер косвенного нагрева; 8 — циркуляционный насос бойлера; 9 — обратные клапаны; 10 — циркуляционный насос системы отопления; 11 — сетчатый фильтр грубой очистки
Если взять в качестве примера стандартный электрический водонагреватель с двумя отводами, то на патрубке подачи холодной воды сначала устанавливается разъёмное соединение с накидной гайкой и группа безопасности для бойлеров. Ниже монтируется тройник, на два свободных отвода которого устанавливают шаровые краны. Один из них предназначен для подключения к магистрали ХВС, другой — для обратной трубы петли рециркуляции.
Схема рециркуляции горячей воды с накопительным бойлером: 1 — накопительный водонагреватель; 2 — кран для подсоса воздуха при сливе бака; 3 — группа безопасности; 4 — обратные клапаны; 5 — циркуляционный насос; 6 — недельно-суточный таймер; 7 — потребители горячей воды
Таким образом, подача холодной воды в систему происходит только при снижении давления от открытия водоразбора, в остальных случаях горячая вода циркулирует по замкнутой петле, включающей весь объём бойлера. Это главный недостаток водонагревательных приборов, конструкция которых не предусматривает их использование в системах с рециркуляцией горячей воды. При такой схеме подключения бойлер не будет как положено отдавать 2/3 своего объёма с неизменно высокой температурой, ведь при подпитке весь объём жидкости будет равномерно охлаждаться.
Циркуляционный насос для горячего водоснабжения
Что касается насоса для рециркуляции горячей воды, ведущими производителями сантехнического оборудования (Wilo, Grundfos) разработаны целые серии приборов. Их основное отличие от стандартных циркуляционных насосов — резьбовые патрубки для подключения такого же типоразмера, который обычно используется в бытовых системах водоснабжения — под резьбу 1/2″ или 1/4″.
В остальном такие насосы практически полностью идентичны оборудованию, которое используется в системах отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Из дополнительных функций могут иметься в наличии регулировка производительности, суточно-недельный таймер и термостат.
Для системы рециркуляции ГВС частного дома нет смысла использовать насос слишком большой производительности. Должный комфорт вполне можно обеспечить и насосом с меньшими показателями. Для среднестатистического дома вполне достаточно центробежного насоса с мокрым ротором, мощностью не более 25 Вт.
Система трубопроводов
Один из главных недостатков систем с рециркуляцией горячей воды заключён в их повышенной материалоёмкости. Помимо того что водопроводный контур состоит из двух труб, замкнутых в петлю, дополнительно требуется обеспечить теплоизоляцию каналов, дабы сдерживать в пределах нормы паразитные утечки тепла. Но обе эти проблемы решаются относительно легко.
Лучший вариант материала для обустройства системы с рециркуляцией — полиэтиленовые трубы (PEX) с надвижными пресс-фитингами. Да, монтаж таких систем требует использования специального дорогостоящего оборудования, однако вполне можно обойтись комплектом ручного инструмента для опрессовки, взятым в аренду. При этом в пересчёте на погонаж сами трубы обходятся значительно дешевле полипропиленовых и металлопластиковых, а срок их службы несопоставимо выше.
В любом случае, схема прокладки трубопровода достаточно проста. Первая её часть, подающая воду к сантехническому оборудованию, монтируется непрерывной линией от теплового узла последовательно к каждой точке водоразбора. На последней точке в цепи трубопровод не заканчивается, он возвращается обратно к тепловому узлу. Это обстоятельство нужно учитывать при рассмотрении различных схем прокладки, чтобы минимизировать расход материалов на организацию петли.
Перед прокладкой каждый отдельный сегмент трубопровода облачается в поясную теплоизоляцию из вспененного полиэтилена или каучука. Последний материал более предпочтителен для тех участков труб, которые впоследствии будут замурованы. Теплоизоляция должна размещаться вплотную к фитингам, все стыки между оболочкой нужно обязательно проклеить металлизированным скотчем.
Эксплуатация и режимы работы
Мнение, что система рециркуляции послужит причиной дополнительных энергозатрат, не лишено оснований, однако во многом преувеличено. Дело в том, что в отопительный период, когда в горячей воде есть самая насущная необходимость, паразитные теплопотери так или иначе остаются внутри теплового контура здания, а потому не могут считаться бесцельной тратой. Летом же, когда в обогреве помещений надобности нет, рециркуляцию можно попросту отключить, обесточив насос и перекрыв кран на обратной стороне петли. Правда, для этого устройство принудительной циркуляции должно размещаться по схеме после всех точек водоразбора.
Рециркуляция горячей воды может быть относительно легко автоматизирована. Даже если насос не снабжён встроенным программируемым таймером, ничто не мешает установить отдельное управляющее устройство и отключить работу системы ночью или в отсутствие хозяев. Если же жильё снабжено системой бытовой автоматизации, можно наладить работу системы рециркуляции на основе алгоритмов «Умного дома» или охранной сигнализации.
Видео
В сюжете — Схема рециркуляции горячего водоснабжения
В сюжете — Схемы подключения линии рециркуляции к бойлеру
В сюжете — Как правильно организовать рециркуляцию горячего водоснабжения из бойлера косвенного нагрева с использованием трехходового термостатического смесительного клапана
