Горячее водоснабжение в частном доме своими руками
Горячее водоснабжение в частном доме – вещь вполне обыденная. Тем не менее, его устройство до сих пор остается тайной, которая известна немногим. Поэтому стоит разобраться и понять преимущества и недостатки той или иной системы горячего водоснабжения.
По принципу своего действия систему горячего водоснабжения делят на:
- Проточнуя систему.
- Систему с накопительным бойлером.
Они отличаются накоплением горячей воды. В первом случае оно не происходит, вода нагревается по мере необходимости, во втором система ГВС содержит специальную емкость с горячей водой.
Видов проточного водонагревателя много, это может быть газовая колонка, двойной контур системы отопления, электрический нагреватель или теплообменник, подключенный к общей сети отопления. В момент начала потребления система включается и начинает нагревать воду. Соответственно, как только потребности в ней нет, система перестает работать. Соответственно, достоинства и недостатки у такой системы следующие:
- Малый объем нагреваемой воды. Подогревается только та вода, которая используется для работы, а остальная остается холодной. Это позволяет экономить на расходах и является одним из неоспоримых плюсов.
- Постепенное включение. Горячая вода потечет из крана только после того, как из трубы вся холодная вода. При большом расстоянии между краном и нагревателем это может быть значительный объем. При этом она уже была нагрета при прошлом использовании, но остыла. Это нерациональный расход теплоэнергии.
- Неполное включение. Проточные водонагреватели обладают нижним порогом включения. То есть, если расход горячей воды меньше определенного минимума, они просто не включаются. Поэтому расход воды возрастает, что опять приводит к дополнительным потерям.
- При максимальном потреблении вода нагревается лишь на определенное значение. Каждый проточный нагреватель обладает показателем нагрева, он обычно указывается как +20, +25 или например +40. Это означает, что за время прохождения водой через прибор, её температура вырастает на указанную температуру. То есть, если в системе холодного водоснабжения температура была 10 градусов, а показания нагревателя +45, то горячая вода будет иметь температуру в 55 градусов.
- Высокое потребление энергии. Для быстрого нагревания воды требуется большая потребляемая мощность. Обеспечение водой душа требует мощность водонагревания в 18 КВт, а параллельное использования душа и мойки на кухне требует уже 28 КВт нагревателя. Не каждая система частного дома рассчитана на такие нагрузки, а учитывая стоимость электроэнергии, и не каждый кошелек выдержит.
Чтобы снизить влияние недостатков, стоит рассмотреть следующую схему: практически каждое место расхода горячей воды должно быть оборудовано собственным проточным нагревателем, чтобы минимизировать время его включения и объем оставляемой воды. Кроме этого, такая мера позволит не зависеть пользователям друг от друга при совместном пользовании горячей водой.
Прежде чем приступить к выбору модели следует узнать о следующих показателях: душ или ванная расходует примерно 9 л горячей воды в минуту, а мойка примерно 4,2. Дальнейший расчет прост – суммируются показатели всех точек расхода воды, которые обеспечивает данный водонагреватель и получаем его мощность.
Например. Если водонагреватель обеспечивает санузел, то ему требуется вод для душа и умывальника. Соответственно, его показатели должны быть 9+4,2=13,2 л/мин.
При выборе конкретной модели необходимо смотреть не только на производительность, но и на разность температур. Она должна обеспечивать нагрев до 55 градусов. Этот момент часто умалчивается продавцами, и акцент делается на производительности, поэтому узнать про него требуется отдельно.
Кроме рабочего объема необходимо знать еще и минимальный размер включения – показателем, обозначающим минимальное проходящее количество воды, при котором нагреватель включится. Оптимально, если он будет всего 1,1 литра.
Все большую популярность в настоящее время получает система с накопительным баком. Он представляет собой дополнительный бак, служащий хранилищем горячей воды и содержит внутри нагревательный элемент. Кроме этого, обычно он дополнительно подключается к системе отопления в качестве второго контура нагрева и получает дополнительно тепло оттуда. Это позволяет экономить на прямых расхода подогрева воды и уменьшать потери тепла. Такая система называется бойлером косвенного подогрева.
Вода забирается из верхней части бойлера, на смену ей приходит новая вода, поступающая из водопровода. Так как плотность холодной воды выше, то она располагается внизу емкости, которая соединена с теплообменником. Попадая в него, холодная вода нагревается и уменьшает свою плотность. За счет этого она поднимается и перетекает в верхнюю часть бойлера, а на смену её приходит новая порция холодной воды. Такая естественная циркуляция позволяет обходиться без использования дополнительных насосов.
Кроме этого, есть различные системы водоснабжения, использующие накопительный бак в качестве основного элемента.
Такая система содержит три основных элемента: бойлер, проточный водонагреватель и насос. При расходе горячей воды в бойлер подается холодная, из водопровода. С помощью насоса она забирается из нижней части бойлера, прогоняется через проточный водонагреватель и возвращается обратно, но уже в верхнюю часть емкости. Это позволяет всегда иметь запас горячей воды и не зависеть от колебаний потребления. Поэтому такая схема набирает все большую популярность в современном мире.
К положительным качествам также относится возможность быстро получить горячую воду сразу после включения системы и пользоваться её на протяжении долгого времени. Быстрое нагревание позволяет уменьшить объем бака, по сравнению с системой косвенного нагрева, а запас горячей воды в баке дает возможность долгое время пользоваться горячей водой в случае отключения электроэнергии. Также стоит отметить возможность использовать водонагреватель малой мощности – накопительный бак компенсирует этот недостаток.
В домах с центральным отоплением или квартирах выгодно устанавливать газовые котлы. В этих условиях они обеспечивают экономию, при таком же уровне производительности. Газовые бойлеры бывают двух видов – с открытой камерой сгорания и с закрытой. Это позволяет использовать их в квартире без использования дополнительных коммуникаций, так как мощность сопоставима с мощностью газовой плиты. А она не требует устройство дополнительного дымоотвода.
Так же как и в газовом котле, поджог газа обеспечивается дежурным фитилем, который горит все время и бесполезно сжигает газ, электронным поджигом, использующим батарейки или же, гидродинамическим поджигом. Он срабатывает при открытии крана холодной воды. Течение вращает маленькую турбину, которая зажигает газ в горелке.
При выборе бойлера обычно руководствуются следующими цифрами – минимальный уровень комфорта пользования горячей водой обеспечивает 20 -30 литров горячей воды в сутки на одного человека. Нормальный уровень комфорта обеспечивается 30 – 60 литрами, а повышенный 60 – 100. Это нормы на одного, для семьи из нескольких человек эти цифры умножаем на количество членов. Например, семья из четырех человек должна быть обеспечена минимум 80 – 120 литрами горячей воды в сутки. Этого хватит, чтобы проводить минимальные гигиенические процедуры.
При этом необязательно чтобы сам объем бойлера был таким. Достаточно чтобы его производительность перекрывала потребности в семьи в горячей воде.
При больших размерах дома протяженность труб от бойлера до точки потребления может быть больше 10 метров. В этом случае ждать пока стечет холодная вода и начнет идти горячая не очень удобно, поэтому используется система с циркуляцией горячей воды.
Для этого монтируется замкнутый контур горячей воды, который обеспечивает доступ к нему из любой точки дома. Все точки расхода подключены к нему и располагаются не более чем за 1,5 – 2 метра от трубопровода.
В кольцевой контур врезается циркуляционный насос, который обеспечивает движение горячей воды. Проходя полностью весь круг, вода остывает и возвращается обратно в бойлер, где вновь нагревается. Это позволяет сократить время ожидания горячей воды до одной-двух секунд и уменьшает потери в напоре воды.
Недостатком такой системы является наличие дополнительных трат на функционирование насоса и компенсацию потерь тепла. Но их можно сократить, дополнительно утеплив бойлер и трубы кольцевого контура и используя автоматику для регулировки работы насоса.
Для уменьшения расходов на обогрев дома и нагрев воды в Европе давно используют различные сберегающие технологии. К ним можно отнести систему рекуператора и солнечного коллектора.
Так как горячая вода не успевает остыть во время её использования и стекает в канализацию горячей, то это неоправданные потери тепла. Чтобы их снизить, на точки расхода воды устанавливается система рекуперации. Она представляет собой теплообменник, часто выполненный в виде змеевика, устанавливаемый на канализационную трубу. Стекающая горячая вода нагревает окружающую среду и как следствие теплообменник. К этому теплообменнику подключена холодная вода из водопровода, которая затем попадает в бойлер.
Благодаря такой схеме работы, горячая вода забираемая из системы горячего водоснабжения частично нагревает холодную, приходящую ей на замену и этим компенсирует расходы.
Дополнительную экономию позволит получить использование солнечного коллектора. Несмотря на кажущуюся малую эффективность, он дает значительную экономия в перспективе. В солнечном коллекторе вода нагревается на 5-7 градусов, затем нагревается на 5-7 градусов в рекуператоре. Имея в водопроводе температуру воды в 10 градусов, на входе в бойлер она уже будет 20 – 25 градусов. То есть нагревать необходимо не на 45, а всего на 30 – 35 градусов, что дает до 25% экономии энергии на нагрев. В перспективе такая экономия позволяет не только окупить расходы по установке дополнительного оборудования, но и снизить расходы в целом.
При возведении нового здания имеет смысл сразу установить накопительный бойлер емкостью свыше 100 литров. Он обеспечит комфорт проживания без необходимости переделок в дальнейшем.
Если домом пользуются нечасто, например дачей, то устанавливать накопительную систему нет смысла, достаточно проточного нагревателя. При этом компактное расположение точек расхода в таких зданиях обеспечит удобство в процессе эксплуатации.
При большой семье можно установить дополнительную емкость в системе накопительного водоснабжения. Бак на 30 литров с дополнительным электроподогревом, служащим для компенсации теплопотерь позволит компенсировать перепады расхода воды при большом количестве домочадцев.
При покупке газового бойлера предпочтение стоит отдавать уже готовым комплектам котел – бойлер. Их параметры уже подобраны друг для друга, такая связка будет оптимально расходовать тепло.
При твердотопливном обогреве дома, имеет смысл использовать теплонакопительный бак для создания вторичного контура горячего водоснабжения. Это позволит существенно сократить расходы электроэнергии.
При температуре в 55 градусов и выше, из воды начинают активно выпадать соли. Они забивают просвет труб и ухудшают ток воды. Это особенно важно для проточных нагревателей, которые нагревают большие объемы на маленькой протяженности трубы. Если вода содержит больше 140 мг примесей на литр воды, то проточные водонагреватели нельзя использовать – они слишком быстро выходят из строя и перестают нагревать воду.
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:
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.
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.
Основным параметром для выбора проточного водонагревателя является величина потока воды, который он сможет нагреть.
Для комфортного пользования рекомендуется ориентироваться на следующие объемы расхода горячей воды температурой 55 о С в точках разбора:
- 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).
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, dT, 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 dT=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 dT=25 о С. Один такой водонагреватель устанавливают для обслуживания одной водоразборной точки — душа, умывальника или мойки.
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 (схема подключения бойлера к 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.
Вода в бойлере нагревается солнечным коллектором. Если тепла от коллектора не хватает, то включается в работу котел или электрический нагреватель. Читайте: «Система ГВС с солнечным коллектором» .
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.
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.
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.
Принято считать, что объем бойлера, выбранный из расчета 20-30 литров на человека, обеспечит минимально необходимый комфорт пользования горячей водой в доме.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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, рекомендую устанавливать двухконтурные газовые котлы максимальной 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 систему ГВС с бойлером послойного нагрева и двухконтурным котлом, или с бойлером косвенного нагрева 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.
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.
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 буферный бак – аккумулятор тепла, 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 CaCO3 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.
13 Мар 2019 admin 12