Как устроить горячее водоснабжение в частном доме
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.
Мы привыкли каждый день пользоваться горячей водой и с трудом можем себе представить комфортную жизнь, если нельзя принять теплую ванну или приходится мыть посуду под краном, из которого льется холодная струйка. Вода желаемой температуры и в нужном количестве — вот о чем мечтает владелец каждого частного дома.
Существуют разные варианты организации горячего водоснабжения (ГВС) в частном доме. Например, установка специального двухконтурного котла, в котором один теплообменный узел обеспечивает работу отопительной сети, а второй «занят» приготовлением горячей воды. Очень популярна схема ГВС с одноконтурным котлом, функционирующим в паре с накопительным водо-водяным теплообменником, или бойлером. Другой вариант ГВС основан на использовании электрического накопительного водонагревателя. Четвертая схема состоит из множества проточных нагревателей для каждой точки водоразбора (чаще применяются в квартирах). И наконец, дом можно снабжать горячей водой с помощью отдельного комбинированного нагревателя, имеющего основной (за счет теплоносителя системы отопления) и дополнительный нагрев (за счет электроэнергии). Независимо от того, какая схема горячего водоснабжения будет устроена у вас, ясно одно: без надежного водонагревательного прибора не обойтись.
Набор котельного оборудования для отопления двух контуров и приготовления горячей воды с пультом управления. Наиболее распространенная комбинация: газовый котел в паре с водо-водяным бойлером.Мы поведем сегодня речь о водонагревателях, выполненных как самостоятельное изделие, а не встроенных в котел, и позволяющих обеспечить горячей водой трех и более человек, проживающих в загородном доме. По источнику используемой энергии эти устройства можно разделить на электрические, газовые и косвенного нагрева (водо-водяные). Одни снабжаются емкостью для нагрева и хранения воды и относятся к накопительному типу водонагревателей, другие нагревают поток воды и относятся к проточному типу.
Проточный электроводо-нагреватель VED E exclusiv от VAILLANT.
Накопительные (емкостные) электронагреватели
Сегодня на российском рынке их великое множество. Предлагаются модели объемом от 150 до 1000 л. Можно встретить накопители от фирм GORENJE (Словения), TATRAMAT (Словакия), GENERAL, ARISTON, BAXI, HEIZER, ISEA, LORENZI VASCO (Италия), VAILLANT, STIEBEL ELTRON, DIMPLEX, SIEMENS (Германия), WESTER (Великобритания), AUSTRIA EMAIL (Австрия) и др.
Накопительный водонагреватель работает по принципу термоса с подогревом и представляет собой теплоизолированную емкость (колбу) с нагревательным элементом (ТЭНом) внутри и облицовкой снаружи. Прибор снабжен элементами управления температурой нагрева и мощностью. Хорошая теплоизоляция колбы очень важна: чем она толще, тем меньше энергозатраты на поддержание температуры воды.
Фланец с ТЭНами для горизонтальной установки в накопительные водонагреватели.
Температуру можно регулировать в диапазоне от 7 до 85°. Вода нагревается до заданного уровня, который далее поддерживается автоматически, с помощью термостата, по мере необходимости включающего и выключающего ТЭНы. Водонагреватели, как правило, имеют защиту от замерзания, которая не допускает падения температуры воды ниже 5-7°С.
Накопительные водонагреватели делятся на открытые и закрытые (или безнапорные и напорные). Открытые-безнапорные могут использоваться только вместе со специальным смесителем, перекрывающим воду на входе в водонагреватель при прекращении водоразбора, и работать, соответственно, только на одну водоразборную точку. Поэтому объем их баков, как правило, невелик (5-10 л). Такие устройства целесообразно устанавливать на даче, в гараже или мастерской, где горячая вода используется в рукомойнике или кухонной мойке, но для коттеджа не подходят.
Накопительный электро-нагреватель хорош для дачи, но в коттедже его установка имеет смысл, только если вдруг возникли перебои с подачей воды.
Для эксплуатации в загородных домах, где проживают семьи из 3-5 человек, больше подходят накопительные приборы закрытого типа емкостью 50-200 л. Теплая вода вытекает из прибора автоматически при открывании крана на одной из точек водоразбора, а взамен поступает порция холодной воды. Для того чтобы уже нагретая вода не замещалась холодной, предусматривается система равномерного подмешивания воды.
Электрические накопительные водонагреватели горизонтального исполнения успешно размещают в труднодоступных уголках помещений.
Все емкостные электронагреватели снабжаются стальной колбой с особым антикоррозийным внутренним покрытием. У каждой фирмы свои секреты его изготовления. Компания ELECTROLUX, к примеру, покрывает внутреннюю поверхность накопительных резервуаров серии EWH мелкодисперсионной эмалью с алюминиевыми добавками. Затем эмаль закаляется при высокой температуре и становится гладкой, как стекло, и в то же время достаточно пластичной. Это покрытие обеспечивает длительную эксплуатацию и хорошую защиту от коррозии. Специальная эмаль используется и в накопителях средней емкости (50-200 л) серии Super Glass от ARISTON. Одной из последних разработок фирмы, реализованных в моделях серии TI TECH Elite, стало внутреннее покрытие титановой эмалью. STIEBEL ELTRON предварительно обрабатывает сталь для накопителей пневмоабразивным способом (без химического травления), а затем наносит специальное покрытие anticor, способное выдерживать воздействие воды и пара дольше, чем двухслойная эмаль.
Для дополнительной защиты от коррозии в накопителях со стальными баками применяют магниевые антикоррозийные аноды, которые, постепенно разрушаясь, заполняют микротрещины в эмали (результат воздействия горячей воды и пара). Как работает анод? От него, в соответствии с электрохимическим рядом напряжений, к местам возможных дефектов в эмалевом покрытии устремляется поток электронов. Он-то и препятствует коррозии в месте повреждения эмали. Срок службы магниевого анода зависит от его качества и размера и у дешевых водонагревателей составляет не более 1 года, а у более качественных — от 2 до 3 лет. Чем длиннее анод, тем дольше срок его службы (в некоторых моделях — около 7 лет). Если помнить о своевременной замене этого элемента, водонагреватель вполне способен прослужить лет 10, не создавая своему владельцу особых проблем.
Однако замена магниевого анода и контроль его состояния — довольно трудоемкая и дорогостоящая работа. Необходимо слить воду, демонтировать электрический ТЭН и выкрутить анод из его фланца. Если анод имеет небольшие размеры, эту процедуру надо проводить дважды в год. Самостоятельно сделать это практически невозможно, поскольку демонтаж ТЭНа влечет за собой повреждение прокладки. Придется вызывать представителя сервисной службы производителя прибора, что потребует дополнительных затрат на выезд специалиста, замену прокладки и, если необходимо, магниевого анода. Фирма STIEBEL ELTRON решает проблему путем установки индикатора состояния магниевого анода, а также использует анод специальной конструкции — он выкручивается из бака, не деформируя ТЭН и прокладки.
Накопительные водонагреватели закрытого типа требуют обязательного применения так называемой группы безопасности — арматуры, которая устанавливается на магистраль холодной воды и включает в себя предохранительный клапан, обратный клапан и редуктор (при давлении в водопроводной системе более 6 бар). Редукционный клапан понижает давление до нормального (3-4 бара), если в водопроводной сети оно превышено. Обратный клапан защищает прибор от слива воды, если неожиданно прекращается ее подача. Тем самым ТЭНы предохраняются от сгорания в случае аварийной ситуации. Поскольку при нагреве вода расширяется и давление внутри колбы растет, что может привести к выходу прибора из строя, предохранительный клапан по необходимости открывается и стравливает воду в канализацию. Группа безопасности, как правило, не входит в стандартный комплект, ее нужно приобретать дополнительно. Сейчас многие производители (к примеру, SIEMENS, STIEBEL ELTRON, VAILLANT, DIMPLEX) выпускают группы безопасности, собранные в единое устройство, которое легко монтируется при установке самого нагревателя. Баки водонагревателей сделаны с запасом и выдерживают давление до 10 бар. Большинство нагревателей средней емкости (до 150 л) можно крепить на стену с помощью специальных кронштейнов.
Группа безопасности для накопительных электронагревателей:
1. Воронка с сифоном для слива.
2. Предохранительный клапан.
3. Обратный клапан.
4. Редуктор давления.
Водонагреватель среднего объема (100 л) можно успешно разместить даже в канализационной шахте.
Важную роль при выборе нагревателя играет мощность, от которой зависит скорость нагрева воды. Накопительные приборы небольших объемов (до 50 л) обычно имеют мощность 2 кВт и питаются от сети 220 В (обязательно с заземлением, которое необходимо как для безопасности, так и для правильного функционирования антикоррозийного анода). Некоторые модели баков объемом 5-30 л от STIEBEL ELTRON и VAILLANT снабжены сетевым штекером и могут включаться в «евророзетку». У компании STIEBEL ELTRON есть довольно мощные приборы (1-4 кВт), рассчитанные на подключение в сеть 220 B (а также 3-6 кВт для сети 380 В). Для нагревателей больших объемов использование такой маленькой мощности нецелесообразно, поскольку вода будет нагреваться слишком долго.
Приблизительно время нагрева можно рассчитать по упрощенной формуле: при мощности 1 кВт 860 л воды нагревается на 1°С за 1 мин. Как правило, накопители стандартной мощности (2 кВт) нагревают воду объемом 100 л до 65°С приблизительно за 3 ч. Ускорить процесс можно, на время увеличив мощность прибора. Так, фирма VAILLANT предлагает навесные (серия VEH exclusiv, объем от 50 до 150 л) и напольные 200-400-литровые нагреватели, имеющие, кроме обычного режима, функцию ускоренного нагрева на удвоенной мощности. Это позволяет за короткое время восстановить запас израсходованной горячей воды. А наличие режима нагрева воды в ночное время (по более низкому тарифу) дает возможность снизить затраты на электроэнергию. Аналогичными режимами работы обладают также нагреватели от DIMPLEX, SIEMENS и STIEBEL ELTRON. Недостаток приборов средней емкости (до 200 л) в том, что после принятия душа запаса горячей воды в баке не останется и нагрева следующей порции придется ждать довольно долго. В результате из желающих принять ванну может выстроиться целая очередь, что не слишком комфортно. Так что лучше сразу подумать об установке нагревателя большей емкости (200-600 л).
Во многих современных емкостных электронагревателях предусмотрен ночной (во время действия льготного тарифа) нагрев воды. Некоторые приборы, например от SIEMENS и ELECTROLUX, можно переключить на экономичный нагрев, и в течение всего дня температура воды будет поддерживаться на уровне 55°С (при таком режиме практически не образуется накипь и вдобавок экономится время при последующем нагревании воды).
Для всех мощных приборов (от 2 до 4 кВт/220 В и 6 кВт/380 В) необходима собственная выделенная электропроводка, подключаемая на свой автомат. Разумнее провести отдельный кабель с заземлением и для малых нагревателей. Это касается всех приборов мощностью более 2 кВт. К обычной двухпроводной розетке их подключать нельзя.
При большом расходе горячей воды (до 1м 3 /ч) разумнее всего использовать комбинированные электрические водонагреватели увеличенной емкости в напольном исполнении. Такие модели выпускают фирмы OSO (Норвегия), AUSTRIA EMAIL (Австрия), ARISTON, SIEMENS, UNITHERM, STIEBEL ELTRON, TATRAMAT, VAILLANT, DIMPLEX и др. Очень популярны водонагреватели с объемом бака от 200-600 л (мощность 2-4 Вт/220 В или 6 кВт/380 В) до 1000 л.
Накопительный нагреватель напольного типа SHW-200S от STIEBEL ELTRON.
Конструкция таких приборов позволяет установить в бойлере (емкости водонагревателя) либо ТЭН, либо теплообменник, благодаря которому в отопительный сезон появится возможность использовать для нагрева санитарной воды тепловую энергию котла, экономя электроэнергию. В летний период, когда котел отключен, бойлер снабжается ТЭНом, а ГВС обеспечивается за счет электрического нагрева. В гамме комбинированных приборов от AUSTRIA EMAIL, STIEBEL ELTRON, VAILLANT, REFLEX есть модели с двумя отверстиями — под ТЭНовый фланец и фланец с теплообменником. Одновременная работа двух нагревательных элементов позволяет сократить время подготовки воды. Но фланцевые соединения, как правило, не входят в стандартную комплектацию — вам придется покупать их отдельно.
Встраиваемый теплообменник для установки на фланец водо-водяного нагревателя подключается к котлу.
Емкостный водонагреватель ЕКН-100 от AUSTRIA EMAIL.
Как же определить, сколько горячей санитарной воды нужно для вашего дома? Сначала посчитайте количество водоразборных точек. При этом надо иметь в виду, что каждая из них потребляет свое определенное количество воды (с температурой на входе в систему ГВС порядка 60-65°С). Например, раковина в ванной расходует в среднем 3-4 л/мин, душевая — 6-7 л/мин, кран на кухне — от 2 до 5 л/мин. Санузлов, кстати, может быть несколько, например основной и гостевой. Если в гостевом есть и раковина, и душ, потребление воды составит около 8 л/мин. 
Конечно, речь идет о воде, поступающей через смеситель, ведь открывается и холодный кран. Предположим, вы хотите принять ванну. Средняя ванна имеет объем 150 л. Если ваш бойлер настроен на нагрев до 65°С, вода будет разбавляться примерно вдвое до температуры около 40°С. Следовательно, на ванну в 160 л понадобится 80 л горячей воды, затем еще 20-40 л на душ, то есть во время водных процедур израсходуется 100-120 л.
Разумеется, в течение дня вода потребляется неравномерно. «Пиковые» нагрузки приходятся на утро (принятие ванны, приготовление пищи, мытье посуды), середину дня (обеденное время) и вечер. Конечно, можно только ориентировочно определить вашу предполагаемую потребность в санитарной горячей воде. В расчетах используют усредненные данные, делая поправку на индивидуальные привычки каждого обитателя дома.
Примерный суточный расход горячей воды на одного человека
24 Мар 2019 admin 13