Вода горячего водоснабжения. Система горячего водоснабжения

Закрытая система горячего водоснабжения представляет собой набор оборудования, труб и приборов, которые должны решать задачу нагрева, поступающей холодной воды и последующим распределением ее по потребителям. Алгоритм работы такой системы следующий:

1. Холодная вода поступает в нагреватель.
2. Подогретую воду насос подаёт в систему трубопроводов, по которым она поступает к потребителям.

Основные принципы работы закрытой системы горячего водоснабжения

Способ нагрева воды определяет ее тип - открытая или закрытая. Система при эксплуатации которой потребитель получает горячую воду называют закрытой. Закрытая система ГВС строится на следующих принципах:

• Вода, подаваемая из водопровода, поступает в дополнительный нагреватель где получает тепловую энергию и после этого подаётся потребителям. В этом случае вода и теплоноситель разделены между собой. Такая система подразумевает то, что горячая вода, подаваемая потребителю обладает теми же параметрами, что и так, которая льётся из крана холодной воды.
  Следует отметить, что при использовании закрытой системы ГВС, трубы по которым подаётся горячая вода больше подвержены действию коррозии.
• В состав закрытой системы ГВС входят два трубопровода - подающий и обратный. По ним вода циркулирует в системе. Это позволяет использовать горячую воду одновременно нескольким потребителям без падения напора вода. Кроме того, закрытая система ГВС отличается простотой настройки температурного режима.
• Такая система позволяет экономить средства, все дело в том, что в ней поддерживается постоянная температура. Особенно это актуально в том случае если здание подключено к системе центрального водоснабжения. Кстати, применение закрытой системы ГВС позволяет выполнить подключение полотенцесушителей. Но, те, кто установил полотенцесушитель сталкиваются со следующей проблемой - летом он будет постоянно горячий, а это приведет к повышению температуры в помещении. Но эта проблема может быть решена с помощью установки запорных вентилей, регулирующих подачу подогретой воды.

Любая система подачи воды требует проведения расчетов потребного количества горячей воды. На их результаты влияют определенные факторы. Они обусловлены в первую очередь количеством жильцов, проживающих в доме. Для проведения расчетов необходимо учитывать:

• прогнозируемую температуру воды;
• количество жильцов;
• параметры, используемого санитарно-технического оборудования и ряд других.

Различия между открытой и закрытой системами подачи воды

Использование закрытой системы подразумевает то, что для подогрева холодной воды, поступающей из централизованного водопровода, будет использован теплоноситель, подаваемый из тепловой сети.

В открытой системе ГВС - горячая вода отбирается непосредственно из тепловой сети. Ее допустимо использовать только для удовлетворения бытовых нужд, например, для мытья посуды или стирки. Такая вода может иметь температуру до 75 градусов. Необходимо отметить, что главное преимущество закрытой системы ГВС - это качество воды. Как правило, при соблюдении всех проектных требований и отсутствия нарушений при ее монтаже - вода полностью отвечает требованиям ГОСТ Р 51232-98.

Оборудование необходимое для работы сети

Закрытая система ГВС - это достаточно сложная инженерно-техническая система и для обеспечения бесперебойной, а главное безопасной работы необходим набор определённого оборудования.

Узел учета расхода воды

Именно через него происходит подача воды в домовой водопровод. На нем установлен прибор учета расхода воды. Кроме того, в конструкции узла предусмотрена возможность отключения подачи воды на время ремонта трубопроводной арматуры как планового, так и аварийного. В состав водомерного узла устанавливают:

• магнитный или сетчатый фильтр грубой очистки;
• краны и клапана через которые происходит подача холодной воды;
• измерительные приборы - манометры, термометры;
• байпас - обводной трубопровод, который задействуют на время обслуживания водомерного узла.

Разумеется, для обеспечения работы системы ГВС задействована система труб, ее можно разделить на три группы:

• розливы;
• стояки;
• подводы.

По розливам, размещаемым в подвале здание вода перемещается к стоякам. По ним она подается непосредственно в квартиры и через подводы поступает к конечным потребителям - санитарно-техническое оборудование, бытовая техника, полотенцесушители и пр. Существует множество схем расположение труб каждой группы. Например, через стояки, размещенные в одной квартире, может быть налажена подача воды в соседнее жильё.

Диаметры труб определяют при проведении проектирования здания, но как правило выдерживаются следующие размеры:

• Розливы от 32 до 125 мм;
• Стояки от 25 до 40 мм;
• Подводки в пределах 15 - 20 мм.

При разработке проекта закрытой системы ГВС закладывают следующие материалы:

• металлопластик;
• трубы, выполненные из пищевой нержавейки;
• оцинкованные трубы.

При заказе труб необходимо помнить, что металлопластиковые трубы могут быть рассчитаны на разное давление и разные рабочие температуры. Кстати, во время капитального ремонта, нечистые на руку подрядчики, устанавливают трубы не соответствующие требованиям рабочей документации, то же самое касается и трубопроводной арматуры.

Основные неисправности закрытой системы ГВС

Горячее водоснабжение иногда может выходить из строя или нестабильно работать. Это определено рядом субъективных и объективных факторов. В частности:

• ошибками, допущенными при проектировании и монтаже системы;
• течи и шумы, возникающие в трубопроводной арматуре. Как правило это вызвано либо выработками в затворе вентилей или установкой дефектных изделий;
• отсутствие нагрева полотенцесушителя, скорее все оно вызвано воздушными пробками.

Как правило, систему подачи воды принимают по акту и предприятие выполнявшее монтаж системы ГВС в течении нескольких лет должно заниматься гарантийным обслуживанием переданной управляющей компании сети. То есть, для устранения дефектов в сети ГВС необходимо вызывать специалистов из управляющей компании или из компании - подрядчика.

Расчетные нормативы расхода горячей воды

Следует отметить что существует множество нормативов по расчетам расхода ресурсов, в сфере жилищного хозяйства нормативов использования воды на одного человека без применения прибора учета воды не существует. Это вызвано тем, что плотность населения по разным районам нашей страны сильно различается. Другими словами, в каждом регионе действуют свои нормативы. В соответствии с правилами на населенный пункт подается некое количество воды. При этом принимают в расчет размер объема воды, которую используют жильцы тех квартир в которых установлены приборы учета воды.

Из общего объема, поставленной воды высчитывают тот объем, который прошел через приборы учета. Полученную разность разделяют на количество людей зарегистрированы на данной жилой площади. Именно эти люди и несут расходы за использованную воду. Такая ситуация сложилась во многом потому, что существует множество мест несанкционированного потребления воды и далеко не везде установлены приборы учета воды, кстати, в отличие от стран с развитой экономикой. Нормы потребления рассчитывают с использованием повышающего коэффициента.
При проведении расчётов необходимо учитывать состояние сантехнических приборов и наличие установленных водяных нагревателей.

Коэффициент расхода потребления в разных районах воды различается потому, что в каждом районе воду потребляют в различных объёмах. При этом необходимо учитывать климат, цену на топливо, предназначенное для нагрева воды.

Выведена усредненная норма расхода воды на одного человека. В дневное время эта цифра составляет - 200 литров холодной воды и 100 литров горячей. Обыкновенная ванная вмещает в себя 250 литров воды и если жилец не принимает ванну каждый день, то ему имеет смысл задуматься об установке приборов учета воды.

Установленный счетчик позволит существенно сэкономить на оплате счетов за воду. Дело в том, что в счета на воду в той или иной форме вносят несанкционированный отбор воды, течи, расход воды на нужды МЧС и многое другое.

Немного о нормативной базе

Любой современный человек прекрасно понимает что без большинства коммунальных услуг, в том числе и наличия горячей воды жить совсем не комфортно. И зачастую система центральной подачи воды не всегда обеспечивает доступ потребителей к горячей воде. Но если вчитаться в нормативную документацию, а именно санитарные нормы и правила (СанПиН) 2.1.4.2496-09, то станут ясны требования к температуре горячей воды городской квартире. Предельная температура не должна превышать 60 - 75 градусов. Этот уровень является обязательным во всех местах подключения потребителя. Поддержание такой температуры необходимо для предотвращения распространения бактериальных и других заражений, способных нанести вред здоровью проживающих в доме людей.

В схему горячего водоснабжения входит система трубопроводов, арматуры и устройств, которые либо подают уже подогретую воду, либо сами обеспечивают её подогрев перед подачей потребителю. В зависимости от источника тепла существует открытая и закрытая схемы горячего водоснабжения. Они представляют собой две противоположных по действию системы, каждая из которых имеет свои положительные и отрицательные стороны.

В чём они состоят, и чем вообще отличаются? Об этом мы и расскажем в своём материале, подкрепив теорию видео в этой статье.

Зависимость системы от источника тепла

Если рассматривать схемы подачи горячей воды масштабно, то их можно разделить на две группы:

1. Централизованные , когда подогрев воды обеспечивают котельные или ТЭЦ.
2. Местные , которые обслуживают всего один объект.

В централизованных системах, кратко именуемых ЦСГВ, могут применяться и закрытые, и открытые системы горячего водоснабжения. Для обеспечения тёплой водой гражданского населения и организаций, в качестве теплоносителя используют всё ту же воду, только сильно перегретую.

На промышленных предприятиях в качестве теплоносителя нередко используют сбросный (вторичный) пар. Но в эти дебри мы углубляться не будем – поговорим о наиболее распространённом варианте.

Отличие двух схем и их применяемость

Итак, давайте разбираться, что такое открытая и закрытая система водоснабжения.

1. В открытых, или как их ещё называют, тупиковых схемах, в процессе водоподготовки кипяток разбавляется до нужной температуры холодной водой, и подаётся потребителю. То есть, та вода, которую необходимо подогреть, непосредственно контактирует с теплоносителем.
2. В закрытых схемах этого не происходит – в них подогрев происходит за счёт теплообмена. В этом и состоит основное отличие открытой и закрытой системы горячего водоснабжения.

Обратите внимание: Открытым способом получить горячую воду проще, но при этом она теряет в качестве и быстрее остывает. Чтобы дольше сохранить высокую температуру, систему необходимо закольцевать. Именно кольцевая циркуляция воды и является отличительным признаком закрытых схем.

Открытая (тупиковая)

Тупиковая сеть – это очень удобный вариант для зданий с небольшим количеством этажей и короткими стояками. Они часто проектируются для хозяйственно-бытовых (не производственных) водопроводов промпредприятий и для любых зданий со стабильным или длительным расходом горячей воды (жилые дома, предприятия общепита, бани и оздоровительные учреждения).

На фото — тупиковая (открытая) сеть

• В плане металлоёмкости, открытая схема более выгодна. Однако из-за быстрого остывания, чтобы дождаться в кране горячей воды, приходится сливать остывшую — а это уже нерациональное использование водного ресурса. Поэтому в высотных зданиях такую схему не применяют совсем.
• В плане максимальной передачи тепла, коей и определяется эффективность системы в целом, открытая и закрытая система горячего водоснабжения примерно одинаковы. Их показатели будут отличаться только в том случае, если в одной из этих систем присутствует тепловой насос, который значительно повышает показатели эффективности.

На заметку: Преимущества имеются у обеих схем, но они разные. В частности, у открытой ниже цена. Немаловажен и тот факт, что в этих системах вода чаще всего соответствует питьевому качеству — но для этого должна постоянно проводиться её деаэрация.

Структура открытой схемы

Эта система устроена наиболее просто.

• Если говорить в масштабе частного дома, то в ней присутствует прибор, нагревающий воду, трубопровод по которому она движется к точкам раздачи, и , который, собственно, и обеспечивает транспортировку.
• Если же говорить о вариантах монтажа, то бывают схемы с верхней и нижней разводкой. Первый может быть реализован только в таких зданиях, где есть возможность установки водонагревательных баков на подкровельных технических этажах.
• При нижней разводке всё оборудование устанавливается в подвале, где гораздо проще его обслуживать. Однако давление в такой системе практически не бывает одинаковым для всех этажей, поэтому для его поддержания в домах с нижней разводкой устанавливают повысительные насосы.

Есть три фактора, которые оказывают влияние на скорость движения воды.

Это:

1. Динамическое давление;
2. Высота, на которую нагнетается вода;
3. Неизбежные потери.

Поэтому в резервуарах, из которых вода поступает в трубопровод, ставят поплавковые датчики, а на самих трубах – реле давления. А чтобы для осуществления ремонта не приходилось сливать воду из всей системы, все ветви трубопровода снабжаются , позволяющей временно отсечь участок от системы.

Принцип работы, плюсы и минусы

В целом система выглядит так: две тубы – подающая и обратная соединяются в элеваторном узле или тепловом пункте, где вода доводится до требуемых 60 градусов Цельсия. Затем уже горячая вода подаётся во внутренний трубопровод здания, на разборные точки.

• Стабильность напора в такой сети поддерживается гидравлическим способом, когда остывающая вода выдавливается более горячей. При этом тепловая энергия передаётся по-максимуму, не требуя при этом высоких расходов на теплоноситель.
• Минимум оборудования в системе облегчает её эксплуатацию, и соответственно, делает схему наиболее экономичной. Но вся выгода от конструктива «съедается» затратами на очистку воды.
• Основным недостатком тупиковой схемы является тот факт, что когда нет стабильного разбора горячей воды, она быстро остывает. Многие не понаслышке знают, как долго, включив кран рано утром, приходится ждать, пока из него пойдёт горячая вода. Получается, что жильцы, у которых стоят водосчётчики, просто сливают свои деньги в канализацию.

• Из-за быстро остывающей воды не слишком стабильна и температура в отопительных радиаторах – тоже минус. Ещё одним существенным недостатком является невозможность отапливать санузлы, так как полотенцесушители нагреваются только при открытых гранах горячего водоснабжения.
• Однако большинство жилых домов старой постройки получают воду именно по этой схеме. Это означает, что фактически вода отбирается из системы отопления — именно поэтому она, собственно, и называется открытой.

На заметку: В новостройках давно уже стали применять более новую, закрытую схему, в которой присутствует специальное оборудование, подогревающее воду. А согласно ФЗ 190, с января 2022 года, отбор теплоносителя из отопительных систем будет запрещён, и на закрытые схемы перейдут все объекты капитального строительства.

Как работает закрытая система

С одной схемой теплоснабжения мы разобрались, теперь рассмотрим второй вариант – ведь закрытая и открытая система водоснабжения функционируют совершенно по-разному. В закрытой сети, в отличие от тупиковой схемы, вода для водопровода не смешивается с теплоносителем, а нагревается от воды из тепловой сети. То есть, происходит теплообмен.

В открытых схемах есть существенные недостатки, о чем и рассказала инструкция в предыдущей главе. Но раз тупиковые системы хотят упразднить аж на законодательном уровне в пользу кольцевых (закрытых), значит у последних имеются перед первыми неоспоримые преимущества. В чём они заключаются?

Это:

1. Стабильное качество подогретой воды;
2. Постоянная температура, для которой минимум составляет +70 градусов;
3. Более просто осуществляется санитарный и прочий контроль систем.

Недостатки закольцованной сети

Как водится, положительные характеристики влекут за собой удорожание системы, что и является существенным недостатком закрытых схем. Они становятся более сложными технически, а цена возрастает благодаря внедрению в них индивидуальных водоподогревателей с соответствующим арсеналом коммуникаций.

На заметку: При подключении такой системы к тепловой сети приходится использовать ещё и латунные трубки, которые тоже стоят недёшево. Всё дело в том, что полимерные трубки не выдерживают интенсивного нагрева. Чёрный же металл из-за усиленного кислородовыделения сильно подвержен коррозии. Латунь в этом плане более устойчива, и позволяя обойтись без компенсаторов на корпусе, упрощает конструкцию трубных решёток.

К недостаткам закольцованной сети можно отнести и сложность регулирования расхода воды. Аккумулирующая ёмкость должна быть установлена возле каждого котла, что технически не всегда возможно.

Даже при правильной эксплуатации, теплосети, работающие по закрытой схеме, несут потери воды, и их приходится регулярно подпитывать с помощью насоса подкачки. В норме эти потери оставляют 0,5% от общего объёма воды в сети. Её качество обеспечивают устанавливаемые в ЦТП вакуумные деаэраторы.

Все это оборудование работает от электросети, а это значит — возрастают расходы и на электроэнергию, что тоже нельзя отнести к достоинствам.

Заключение

В статье мы кратко рассказали, что такое закрытое и открытое горячее водоснабжение — отличие этих схем существенно, у каждой из них свои достоинства и недостатки. Решать, какому варианту отдать предпочтение для монтажа в частном доме, конечно, вам.

Но позволим себе дать совет: когда водоснабжение центральное, за воду надо платить – и в целях экономии лучше сделать закольцованную сеть, даже если её монтаж и обходится дороже. Ну а тем, кто снабжается из подземного водозабора, проще сделать тупиковую систему, которая обходится не в пример экономичнее.

Чтобы обеспечить в доме достаточный уровень комфорта и благоустройства, нужно наладить водоподведение. Прокладка комплекса горячего водоподведения требует тщательно проработать проект и реализовать на необходимом техническом уровне. На этапе проектирования важной задачей становится выбор типа водоснабжения. В статье будет рассказано о преимуществах и возможностях открытой системы водоснабжения.

Любой тип водоснабжения предусматривает наличие источника воды, насоса, используемого для подъема воды, прокладки трубопроводов, коллекторов, распределяющих воду по трубам, для горячей воды дополнительно устанавливается водонагреватель.

Водоснабжение может осуществляться по открытой или закрытой схеме. Основное отличие схем в том, что по закрытым циклам вода циркулирует в замкнутой схеме, и потребитель не имеет к ней доступа. В открытой устройства, способные потреблять, подключены к ней самой. Поэтому открытая система ГВС требует постоянной подпитки от источника воды. В них вода является теплоносителем.

Итак, при установке открытого типа подведения воды необходимо правильно разместить все ее элементы:

1. для того, чтобы равномерно и постоянно обеспечивалось поступление воды, устанавливается насос, с его помощью по всей схеме устанавливается требуемое давление воды. Они могут быть погружными или наружными. От этого зависит место их установки;
2. для распределения жидкости и тепла по дому устанавливается разводка труб, по которым теплоноситель будет разноситься;
3. поскольку вода с самого входа в дом распределяется между двумя схемами – холодное и горячее водоснабжение, то для этой цели устанавливается распределительный коллектор. В схеме разводки также будут присутствовать врезки для потребителей – кранов, душа, ванны, мойки и т.д. Их количество и размещение будет зависеть от планировки дома и потребностей жильцов;
4. далее для функционирования открытая система горячего водоснабжения требует установки водогрейное устройства – накопительный или проточный, это обеспечивает теплоснабжение здания. Особенности функционирования их объясняются названием: накопительный сначала собирает воду и потом греет, а проточный греет прямо в трубе. Для больших зданий одного водонагревателя недостаточно, поэтому обычно сооружается ЦТП – центральный тепловой пункт, играющий основную роль в обеспечении функционирования теплоснабжения и горячего водоснабжения дома;
5. для различных нужд могут устанавливаться различные дополнительные устройства – различные автоматические устройства, фильтры, реле и т.д. Их количество и состав зависит от сложности проекта вцелом.

Открытая система теплоснабжения и водоснабжения может различаться по типу циркуляции. В предыдущем описании приведена схема циркуляции на принудительной основе, т.е. движение жидкости по трубе производится за счет насоса. Но возможна установка и без насоса, т.н. схема с естественной циркуляцией. Преимущество открытой системы горячего водоснабжения с естественной циркуляцией – это экономичность, поскольку для циркуляции воды не требуется электричество.

Достоинства и недостатки

Открытая схема горячего водоснабжения имеет достоинства в роли теплоснабжающей системы, особенно ее энергонезависимость при схеме с естественной циркуляцией. Хотя в последние годы такие схемы применяются все реже , поскольку они отстают от растущих потребностей пользователя и передовых технологий, но еще одним ее достоинством является дешевизна при монтаже.

Еще открытая схема водопровода по сравнению с закрытой отличается простотой конструкции. Для ее заполнения не нужно сложных манипуляций и устройств – воду можно просто залить и слить. Кроме того, такая схема водопровода меньше «завоздушивается», чем закрытая схема гвс. Как только начинается наполняться открытый бак с водой, воздух сам автоматически уходит из труб.

Хотя для потребителей вода забирается напрямую из системы, контролировать ее подпитку несложно. Но здесь же кроется и основной недостаток таких систем теплоснабжения – требуется регулярно проверять уровень жидкости.

У таких систем теплоснабжения высокий уровень устойчивости к перепадам давления, да и общее давление не такое высокое. Поэтому на ее работоспособность протечки влияют не так сильно.

Еще одним недостатком, или даже скорее, трудностью можно назвать то, что открытая система горячего водоподведения требует точного расчета. Чтобы правильно подобрать объем накопителя, мощность насоса и количество других элементов, необходимо знать, сколько воды в среднем потребляется. Для систем теплоснабжения при подобном их устройстве это будет зависеть от числа людей, которые будут потреблять воду, от объема потребления воды в ванной комнате, при мойке посуды и иных действиях, для которых требуется горячая вода. Зная, сколько воды требуется в сутки, можно с легкостью определить необходимый объем воды для систем теплоснабжения любого типа.

Итак, наличие собственной системы водоснабжения с тепловым узлом удобно, поскольку благодаря этому дом становится автономной системой, не зависящей от коммунальных служб или каких-то других факторов. Но установка таких систем требует тщательного расчета и определенных расходов, которые будут зависеть от планировки дома и требуемого уровня благоустройства.

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:

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.

• 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.

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: