Горячее водоснабжение в доме (ГВС)

Существует два основных способа приготовления горячей воды. Первый, — вода нагревается во время движения по нагревателю и подается на водоразбор. Такой нагреватель называется проточным.

Второй способ — нагревается большой объем воды в теплоизолированной емкости, затем постепенно расходуется. Такой нагреватель называется накопительным. Источником энергии обычно являются газ, электричество или разогретый теплоноситель из системы отопления.

Проточный – большой пиковой мощности

Проточный нагреватель должен быть сравнительно мощным, чтобы обеспечивать нужный расход горячей воды в кране. Для лейки душа необходима мощность не менее 10 кВт, для наполнения ванной — от 15 кВт, для двух кранов горячего водоснабжения — от 20 кВт.

Нагревать воду электрическим проточным нагревателем не дешево. К тому же нужно трехфазное подключение (свыше 6 кВт) и специальное разрешение на большую мощность.

Оптимально для обеспечения несколько кранов, установить на каждый из них компактный электрический проточный нагреватель. При этом ставится защита от их одновременной работы, чтобы не перегрузить сеть.

Более дешевый вариант — нагревание воды с помощью газа. Используются газовая колонка, или второй контур котла отопления. Мощности подобных аппаратов может хватить на два крана, а горячая вода получается дешевле.

Недостатки проточного

При проточной схеме нагреватель должен располагаться как можно ближе к крану, чтобы меньше сливать воды, пока не пойдет горячая. Рекомендуемое расстояние — не больше 5 метров. Но в любом случае будет перерасход воды и энергии. Подобный недостаток характерный и для накопительного нагревателя.

Еще один недостаток проточной схемы ГВС (горячего водоснабжения) — невозможность забрать немного горячей воды. У каждого аппарата своя минимальная мощность. Поэтому при малом расходе воды он просто не включается.
В результате также происходи перерасход воды и энергии.

Скачки давления в системе вносят дискомфорт, так как меняют температуру воды на выходе.

В торговых точках чтобы продать малоподходящий проточный электрический нагреватель, просто указывают, что он выдает столько-то литров воды при такой температуре, например, +50 градусов, что на первый взгляд приемлемо. Но не указывается, с какой температуры нагревается вода. Ключевой характеристикой такого аппарата является разность нагрева температур. Ведь холодная вода обычно +6 — +10 градусов, а не +15 или +20.

Накопительная система нагрева воды

Главное достоинство электрического накопительного бака мощностью 1,5- 2,0 кВт в том, что его можно установить везде, в любом доме и квартире, где есть электропитание 220 В. Его объем обычно 25 — 150 литров (ходовой объем 50 — 100 литров). Вода в нем нагревается постепенно до заданной температуры, а при заборе возможен большой расход, снижение температуры происходит постепенно.

Дешевле нагревать воду газовым накопительным нагревателем с маломощной горелкой (до 3 кВт). Дело в том, что на такой нагреватель не нужен специальный дымоход. Но устанавливаться может только по согласованию с горгазом, вероятно по отдельному проекту. Обеспечивается воздухом из помещения (с системой вытяжки).

Недостатки накопительных

• Ограниченный объем воды, что может создавать трудности. Например, если для купания израсходована одна порция в объеме бака, то для приготовления следующего объема нужно много времени.
• Нагреватель необходимо устанавливать рядом с водоразбором, если ванная и кухня разнесены, то на каждый кран необходимо устанавливать по отдельному накопительному баку.
• Происходит перерасход энергии от остывания неизрасходованной горячей воды в нагревателе.
• Перерасход воды при спуске воды из крана, которая остыла в трубопроводе.

Бойлер косвенного нагрева – стабильная система ГВС

Преимущество бойлера косвенного нагрева в том, что для нагрева используется энергия системы отопления, которой много, и она обычно не дорогая. Поэтому горячей воды может быть много, температура ее стабильна, вода дешевле.

Бойлер косвенного нагрева представляет из себя накопительную емкость на 100 — 300 литров. Нагрев осуществляется спиральным трубопроводом, по которому движется разогретый до 80 — 90 градусов теплоноситель.

Системы отопления создаются таким образом, что при остывании воды горячего водоснабжения ниже порогового значения, к примеру +50 градусов, котел переключается на нагрев бойлера. При этом выдает повышенную температуру работает на полную мощность, нагревая ГВС до верхнего порогового значения, к примеру, +60 градусов. После чего опять переключается на отопление.

С буферной емкостью – наибольший запас энергии

В буферной емкости все наоборот, — применяется емкость большого объема, около 1 тонны или больше заполнена теплоносителем, а нагреваемая вода движется по спирали, т.е. происходит прямоточный нагрев. Но при открытии дополнительных кранов ее температура меняется незначительно, так как конструкция имеет большой резерв по количеству передаваемой энергии.

Температура горячей воды будет такой же, как у теплоносителя системы отопления. Иногда это не подходит, поэтому в схему водоснабжения включается и смесительный узел для уменьшения температуры…

Буферной емкостью снабжаются в основном системы отопления с твердотопливными котлами. Как и почему используется буферная емкость

Другие особенности нагрева воды отоплением

Бойлером часто снабжаются одноконтурные газовые или жидкостные котлы. Какой котел выбрать — одноконтурный или двухконтурный

Другой особенностью системы является возможность создания постоянной циркуляции воды по кольцевому трубопроводу водоснабжения. Тогда, при открытии крана сразу же получаем горячую воду. Остывание воды не считается потерей энергии, ведь она расходуется на отопление дома.

Еще имеется возможность экономить — дополнительная спираль нагрева размещается в бойлере и подключается к солнечному коллектору. Энергия солнца называется даровой, расход на солнечные коллектора в данном случае окупается. Это дает возможность подогревать воду летом, если энергии не хватает — подключается котел.

Бойлер послойного нагрева

Основные недостатки обычной прямоточной системы отопления с газовым нагревателем (вторым контуром котла) или электрическим решают с помощью установки бойлера послойного нагрева. Одного или нескольких на каждый кран. Он представляет собой теплоизолированную емкость, в которую подача горячей воды осуществляется сверху. С этого же уровня осуществляется и ее забор.

Такой бойлер дает возможность одномоментно получать много горячей воды стабильной температуры. С ним можно забрать и «чуть воды», а также обеспечить наименьший спуск холодной. В качестве такого промежуточного накопителя можно использовать и обычный нагревательный бойлер.

Ошибка – неправильное подключение бойлера ГВС

Одна из распространенных ошибок при создании системы горячего водоснабжения в доме, — подключение бойлера косвенного нагрева к второму контуру двухконтурного котла. Этот контур сам по себе предназначен для приготовления горячей воды, поэтому имеет ограничение максимальной температуры в +60 градусов, чтобы не происходило термических ожогов.

Соответственно разогреть воду в бойлере косвенного нагрева до нужной температуры он не в состоянии, так как требуемая температура теплоносителя должна быть+80 град. В результате котел работает в аварийном режиме, а вода не нагревается. Подключать такой бойлер можно только к отопительному контуру… Кстати подключить бойлер косвенного нагрева можно и к твердотопливному котлу.
Подробней, схема включения бойлера косвенного нагрева с твердотопливным котлом

Сейчас наиболее комфортным и экономичным решением по созданию системы горячего водоснабжения является установка бойлера косвенного нагрева, там, где это возможно сделать. Остальные схемы ГВС можно считать вынужденными решениями, которые диктуются обстоятельствами, например, экономией при создании…

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.