Схема гвс с накопительным подогревателем бойлером и циркуляцией воды

Содержание

Давления воды в самом бойлере может быть недостаточным, для обеспечения дачи горячей водой. Для рециркуляции горячей воды через бойлер, необходимо правильно смонтировать систему ГВС c установкой циркуляционного насоса.

В больших дачных домах специалисты рекомендуют устанавливать систему горячего водоснабжения (ГВС) централизованного способа нагрева воды, через газовую и электрическую колонку (можно также использовать одноконтурный газовый котел). В таком случае, чтобы обеспечить необходимый запас горячей воды, в эту систему должен быть вмонтирован бойлер косвенного нагрева.

Объем бойлера рассчитывается с учетом всех проживающих в доме людей (для семьи из 4-х человек, достаточно будет бойлера на 100-150 л.). Вода в системе ГВС нагревается при помощи теплообменника, который подключен к источнику нагрева (котел, колонка).

Бойлер системы ГВС имеет несколько входов и выходов. Особенность конструкции бойлеров косвенного нагрева состоит в том, что в него монтируется змеевик в виде спиралевидной трубки из металла, по которой проходит горячая вода с котла. За счет теплообмена между горячей водой в змеевике и холодной водой в бойлере, осуществляется нагрев жидкости внутри бойлера. Так создается предварительный запас горячей воды для нужд человека.

Вся система ГВС имеет замкнутый цикл работы. Если долгое время горячая вода не используется, она начинает остывать. Когда человек захочет воспользоваться горячей водой, он наверняка столкнется с проблемой  первоначального отсутствия. При включении крана, система сама активируется и начинается обогрев воды. Но до того времени, когда она нагреется до нужной температуры может пройти несколько минут.

Чтобы можно было пользоваться горячей водой сразу после открытия крана, в систему монтируют циркуляционный насос, который обеспечивает рециркуляцию воды по контуру постоянно, не зависимо от того, пользуется ли человек горячей водой, или нет.

Бесперебойная рециркуляция воды через бойлер осуществляется при помощи установки дополнительного оборудования: расширительного бачка, обратного и предохранительного клапанов, спускного воздушного клапана.

Таким образом, рециркуляция горячей воды через бойлер, проходит при помощи циркуляционного насоса, теплообменника и дополнительного оборудования, которое монтируется в единую систему ГВС. В итоге человеку не придется ждать, пока вода нагреется, пропуская воду на протяжении некоторого времени.

 Обвязка бойлера с рециркуляцией

Одним из самых важных и сложных процессов монтажа системы горячего водоснабжения является обвязка бойлера с рециркуляцией, но его вполне реально осуществить собственноручно.

Одним из самых экономичных и эффективных водонагревателей для дома и дачи, специалисты считают бойлер косвенного нагрева. В качестве источника нагрева воды может быть газ, электричество или теплообменник. Именно теплообменник обеспечивает экономичность применения системы ГВС с бойлером косвенного нагрева.

От правильно проведенной обвязки бойлера, зависит дальнейшее функционирование всей системы. Понятие обвязки можно определить, как особенность монтажа и подсоединения системы ГВС к источнику водонагрева.

При осуществлении монтажа бойлера и всей системы с рециркуляцией, нужно:

  • Установить точку рециркуляции. Она, как правило, расположена в центре нагревательной емкости;
  • Подвод холодной воды производится в нижнее отверстие бойлера;
  • Отвод горячей воды должен монтироваться в верхней части бойлера;
  • Труба теплоносителя подключается сверху, и проходит вниз (циркуляция воды теплообменника буде проходить по контуру, вход которого будет вверху бойлера, а выход – снизу).
  • К источнику энергии подвод труб должен осуществляться по правилам монтажа материалов, а подключаться при помощи переходников. Клапанов и кранов.

Следует знать, что эффективность системы рециркуляции ГВС зависит от системы отопления дома. Это способствует повышению коэффициента полезного действия косвенного водонагревателя (бойлера) на 35%.

Обвязку бойлера с рециркуляцией осуществляют стандартным набором материалов: краны, трубы ПВХ, переходники, арматурные изделия, насосы. Выбирать нужно только качественную сертифицированную продукцию из прочных материалов. Категорически не рекомендуется использование гофрированных шлангов и материала порошковой металлургии.

Схема рециркуляции бойлера

Рециркуляция воды в системе ГВС необходима для того, чтобы обеспечить горячей водой любую точку системы без дополнительного ее проливания. Для этого монтируется контур, по которому проходит вода из бойлера по всей системе, а затем возвращается назад в бойлер. Осуществляется рециркуляция при помощи небольшого насоса, который работает совсем бесшумно. Такая система способствует поддержке стабильной температуре горячей воды в любой точке дома.

Среди распространенных схем рециркуляции существуют несколько основных вариантов:

  • Монтаж трехходового или сервоприводного клапана. Применяют этот способ для настенных и напольных моделей бойлеров. К бойлеру подключается две трубы (два контура). Одни контур предназначен для отопления, другой – для горячей воды. Водонагреватель в этой системе выступает основным теплоносителем. При снижении температуры воды, применяется сервоприводный или трехходовой клапан, который начинает работать на подогрев воды. Отопление в это время перекрывается. После нагрева воды до нужной температуры, подогрев отопления возобновляется;
  • Монтаж двух насосов циркуляции в одной системе. При такой схеме, один из насосов предназначен для рециркуляции горячей воды по системе отопления, а иной – по контуру бойлера. Эта система первоначально обеспечивает нормальную температуру воды в бойлере, а потом уже в системе отопления. Особенностью такой схемы, является наличие термостата и переключателя режимов, который позволяет отключать, при необходимости, одну из систем;
  • Применение гидравлической стрелки. Применяется, если в доме существует более двух контуров (отопление, горячая вода, теплый пол). Эта схема направлена на обогрев воды, за счет которой проводится обогрев всех контуров. Эта система имеет существенный недостаток – при разборе воды. Теплоноситель может не справляться с обеспечением потребностей всех людей одновременно.

Выбор способа обогрева воды и отопления, а также способы ее рециркуляции через бойлер, должен осуществляться в соответствии с четкими расчетами всех потребителей и мощностью теплоносителя. Преимуществом среди основных схем обладают бойлера с трехходовыми или сервоприводными клапанами.

Видео об организации рециркуляции горячей воды

Другие статьи на эту тему:

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

схема гвс с накопительным подогревателем бойлером и циркуляцией воды

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.
  • 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.

Для комфортного пользования рекомендуется ориентироваться на следующие объемы расхода горячей воды температурой 55 оС 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).

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 оС. 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 оС, 35 оС или 45 оС. Это значит, что если температура воды в водопроводе +10 оС, то при максимальной производительности из крана будет течь вода с температурой +35 оС, 45 оС или +55 оС.

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 оС., т.е. до 35 оС. 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 оС. 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 оС. Один такой водонагреватель устанавливают для обслуживания одной водоразборной точки — душа, умывальника или мойки.

Схема ГВС с накопительным подогревателем (бойлером) и циркуляцией воды

схема гвс с накопительным подогревателем бойлером и циркуляцией воды

Накопительный водонагреватель (бойлер) представляет собой теплоизолированный металлический бак довольно большого объема.

схема гвс с накопительным подогревателем бойлером и циркуляцией воды

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» .

Схема ГВС с бойлером послойного нагрева

Схема ГВС с бойлером послойного
нагрева и проточным водоподогревателем

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.

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.

схема гвс с накопительным подогревателем бойлером и циркуляцией водыНакопительный 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.

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.

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 оС 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 циркуляцией воды в системе

Использование накопительного водоподогревателя в системе ГВС позволяет организовать циркуляцию 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.

схема гвс с накопительным подогревателем бойлером и циркуляцией водыЦиркуляционный насос системы ГВС имеет маленькие размеры и небольшую мощность

Циркуляцию воды в системе ГВС обеспечивает циркуляционный насос. Мощность насоса невелика, несколько десятков ватт.

В некоторых конструкциях трубопроводов ГВС удается создать естественную циркуляцию воды, без насоса.

В результате циркуляции воды в системе ГВС горячая вода к местам отбора подается постоянно.

В системе ГВС с накопительным подогревателем и циркуляцией 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 циркуляцией 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

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.

Чаще всего оказывается, что необходимая мощность котла для приготовления горячей воды, значительно больше мощности, необходимой для отопления всех помещений в доме.

Для нагревания необходимого количества воды двухконтурные котлы имеют достаточно большую максимальную мощность, около 24 кВт. или более.  Котлы оснащены автоматикой, которая может за счет модуляции пламени горелки уменьшать мощность котла до минимальной, равной примерно 30% от максимальной. Минимальная мощность двухконтурного газового котла обычно равна около 8 кВт. или более. Это минимальная мощность котла, как в режиме ГВС, так и отопления.

Газовая горелка двухконтурного котла 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 м2, 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.

Читайте подробнее: «Настройка мощности двухконтурного газового котла»

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 в режиме отопления, с минимальной мощностью. Минимум 1/4 часть израсходованного на отопление 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.

схема гвс с накопительным подогревателем бойлером и циркуляцией водыПри мощности отопительной системы менее 8 кВт. выгодней устанавливать котел в комплекте с бойлером ГВС на 60 — 120 литров.

Наличие накопительного бойлера позволит установить котел меньшей максимальной мощности, менее 9 — 11 кВт. Котел в связке с бойлером будет работать с оптимальной мощностью, как в режиме отопления, так и ГВС.

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 гвс с накопительным подогревателем бойлером и циркуляцией водыСхема 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.  

Советы застройщику

Для горячего водоснабжения в частном доме следует использовать систему ГВС с накопительным баком — бойлером косвенного или послойного нагрева объемом не менее 100 литров. Система обеспечит хороший комфорт пользования горячей водой, экономное расходование воды и меньший объем стоков в канализацию. Единственный минус такой системы — это более высокая стоимость оборудования.

При ограниченном бюджете строительства, а также в 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.

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 электроводонагревателя. 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 циркуляцией 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.

Часто для нагрева воды в доме с твердотопливным котлом, используется только электроэнергия. Для ГВС в доме, вблизи точек разбора воды, устанавливают накопительный электроводоподогреватель. 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 оС 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 оС 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 оС.

Еще статьи на эту тему:

Сегодня мы попробуем классифицировать общеизвестную информацию об установке электрических накопительных водонагревателей. Рассмотрим схемы гидротехнической обвязки, её функции и сделаем выводы — какой монтаж будет технически верным, а какой не будет.

схема гвс с накопительным подогревателем бойлером и циркуляцией воды

Размещение и механический монтаж

Хорошо известно, что электрический бойлер в напорной водопроводной системе абсолютно не чувствителен к разнице уровней между ним самим и точками водоразбора. И тем не менее, свои требования к высоте установки есть. Она должна быть не слишком большой, дабы не вносить излишние трудности в процесс закрепления бака, и в то же время не слишком низкой, чтобы не было ощутимого «хищения» пространства.

схема гвс с накопительным подогревателем бойлером и циркуляцией воды

Учтите, что участок стены от 30 до 50 см сразу под бойлером должен быть свободен от коммуникаций и прочих стационарных предметов: здесь монтируется запорная арматура бака и прочие элементы его обвязки. Если бак установлен в кессон или нишу, либо его обвязка скрыта, предусмотрите наличие в фальшь-стене ревизионных дверец для прямого доступа к черновой сантехнике.

Еще одна небольшая тонкость: у большинства водонагревателей выводы располагаются сразу за блоком управления для менее заметной разводки коммуникаций. Поэтому высота установки бака должна быть такой, чтобы весь блок управления находился, в среднем, чуть ниже плеч.

Типовая схема обвязки

Сразу оговорим несколько простых правил сантехмонтажа в контексте установки бойлера. Прежде всего, нежелательно использование гибких соединительных трубок. Резьбовые отводы бака нужно сразу же поворачивать уголками к стене, а затем спускать по ней (или провести сквозь) с последующей установкой двух кранов. Для отвода горячей воды допускается использовать PP-R арматуру, например, резьбовой угловой переход с МРВ.

А вот на вводе холодной воды лучше упаковать на тефлоновый шнур бронзовый уголок «гайка-штуцер». Как и с поворотом горячего отвода, не забудьте предварительно посчитать витки, чтобы после упаковки уголки смотрели точно в стену. Металлическое соединение необходимо для установки группы безопасности, обычно она имеет две внутренние резьбы.

Дальше можно полностью переходить на пластиковые трубы. Сразу после того, как отводы бака поворачивают вниз, устанавливаются два шаровых крана в пластиковом корпусе. Еще лет десять назад запорной арматуре в этом месте не придавали большого значения, пока окончательно не утвердилось мнение, что бак должен обслуживаться как минимум раз в 2–3 года. Чтобы на это время все остальные точки водоразбора оставались работоспособными, нагреватель локализуется кранами. К слову, горячий кран явно необходим лишь при параллельной работе нагревательных приборов и для защиты от обратного перелива через смесители прямого действия.

Типовая схема обвязки накопительного водонагревателя: 1 — запорные вентили на входе водопровода; 2 — шаровые краны водонагревателя; 3 — группа безопасности; 4 — накопительный водонагреватель

Вот и всё: это простейшая схема подключения, которая может быть дополнена разве что элементарным фильтром механической очистки. Строго говоря, электрический бойлер может работать вообще без обвязки, с одной только группой безопасности. Но, как мы убедимся позже, дополнительная арматура делает использование водонагревателя гораздо более удобным.

Обвязка для сезонного использования

В квартирах бойлеры чаще всего устанавливаются как вынужденная мера на период проведения плановых ремонтов теплосети. Большую часть времени водонагреватель простаивает и, хотя его рекомендуется держать в наполненном состоянии, постоянный проток воды может вызывать нанос отложений в ёмкость. Поэтому следует предусмотреть систему отключения бака от водопроводной системы, что довольно просто реализуется парой шаровых или одним трехходовым краном.

Если вы используете шаровые краны, один из них устанавливайте до места врезки горячего отвода в систему водоснабжения. Этот кран закрывается летом для предотвращения оттока воды в магистраль. Наличие крана на горячем отводе строго обязательно для ограничения протока в зимний период.

1 — запорные вентили на входе водопровода; 2 — трехходовой кран; 3 — группа безопасности; 4 — накопительный водонагреватель

Один трехходовой кран, установленный в месте врезки в горячую магистраль, также решает задачу переключения между режимами. Примечательно, что именно на трехходовых кранах наиболее просто и выгодно реализовать систему с несколькими водонагревательными приборами, соединёнными параллельным трубопроводом.

Забор воды при отключении подачи

Большинство накопительных водонагревателей имеют устройство закрытого типа и не сливают воду самотёком. Однако существует ряд дополнений обвязки, делающий возможным забор воды при отсутствии давления. Эти же дополнения позволяют наиболее легко опустошить бак, если он снимается для обслуживания.

Прежде всего, теория: горячий патрубок бака достигает самого верха ёмкости, холодный расположен внизу под колпаком рассеивателя. Слив воды происходит именно через холодный патрубок, а по длинной трубке горячего отвода в ёмкость подсасывается воздух.

Конструкция накопительного водонагревателя: 1 — подача холодной воды; 2 — ТЭН; 3 — бак; 4 — забор горячей воды; 5 — теплоизоляция; 6 — корпус

Наиболее простое решение — врезать в горячий отвод тройник до места установки шарового крана. Используя два этих крана, можно обеспечить баку подсос воздуха и пользоваться горячей водой из «холодного» трубопровода. Но такой подход не вполне безопасен: забыв перекрыть кран подсоса воздуха, вы рискуете затопить своё жильё при появлении давления в системе холодного водоснабжения.

Задача решается двумя способами. Первый — установка обратного клапана на кран подсоса воздуха на горячем вводе. Проблема в том, что в высокой трубке наполненного бака почти всегда есть небольшое количество воды, поэтому система работает не очень стабильно — водяной столб мешает открытию клапана даже если в баке есть относительное разрежение. Приходится стравливать воду из трубки вручную при первом открытии системы.

1 — тройник; 2 — обратный клапан; 3 — кран для подсоса воздуха

Также установка обратного клапана возможна в обход запорного крана холодного подвода. В этом случае клапан устанавливается встречно нормальному протоку воды, блокируя её поступление в бак при подаче напора. Как и прежде, эта задача может быть решена ещё меньшим количеством трехходовых кранов.

Обвязка с контуром рециркуляции

Одним из самых интересных нововведений сантехники XXI века есть добавление в сеть небольшого насоса, который постоянно прокачивает воду по замкнутой цепи горячего водоснабжения. Суть в том, что вам не придётся ждать, пока из системы протечёт остывшая вода. Хотя на первый взгляд это кажется слишком затратным (электричество для насоса + постоянные потери тепла), при правильном исполнении (суточный таймер и хорошая теплоизоляция труб) экономическая выгода от подобной системы растёт соразмерно с удалением точек водоразбора от бойлеров.

Сначала о компоновке насоса. Он устанавливается на линии, дублирующей трубу горячего водоснабжения до последней точки водоразбора. Обратный край линии рециркуляции подключается либо к специальному патрубку бойлера, либо напрямую к подводу холодной воды. Для разделения потоков в этом месте используется обратный клапан.

Обвязка накопительного водонагревателя с циркуляцией: 1 — краны водонагревателя; 2 — группа безопасности с обратным клапаном; 3 — кран для подсоса воздуха при сливе бака; 4 — потребители горячей воды; 5 — циркуляционный насос; 6 — обратный клапан; 7 — суточный таймер; 8 — накопительный водонагреватель

Насос управляется суточным таймером, включающим рециркуляцию только в часы максимального потребления, например с 5 до 9 и с 18 до 23 часов. Забор горячей воды возможен из любой точки петли рециркуляции, но чем дальше по протоку, тем сильнее вода остывает. Часто в систему рециркуляции врезают проточный полотенцесушитель. Чтобы иметь возможность отключать последний при ненадобности, используйте трехходовой кран на врезке в закорачивающую перемычку.

Обвязка без смесителя

В завершение расскажем о том, как лучше подключать бойлер в бане или летнем душе, где нет нормального смесителя. Конечно, регулировать нагрев воды можно термостатом, но накопительный нагреватель в этом вопросе недостаточно гибок.

Подключение водонагревателя без смесителя: 1 — вентиль-терморегулятор; 2 — краны водонагревателя; 3 — группа безопасности; 4 — кран для подсоса воздуха при сливе бака; 5 — водонагреватель

Для решения задачи между подводами бойлера устанавливается закорачивающая перемычка, снабжённая терморегулирующим вентилем для радиаторов отопления. Он предназначен для подкачки небольшого количества холодной воды. Устанавливать терморегулятор лучше сразу возле бака, чтобы за время протока по трубам вода успевала нормально перемешиваться. Работает подобная система одинаково хорошо при питании как от бака, так и от напорного водопровода.

Кончено, для удобного пользования системой регуляции температуры к ней придётся немного привыкнуть. Это происходит легче за счёт термостата бака и шкалы делений на терморегуляторе.

рмнт.ру

21.07.16

Для того чтобы иметь в частном доме горячее водоснабжение (ГВС), необходимо подключить дом к водопроводу или иметь колодец или скважину и собственную насосную станцию. Хозяин должен сделать выбор: или двухконтурный котел, или бойлер косвенного нагрева.

Эффективность теплообменника зависит не только от температуры, но и от правильно выбранной скорости движения теплоносителя по контуру.

Правильный выбор подключения можно сделать только после анализа качества воды. Если вода жесткая, то следует приобретать одноконтурный котел и бойлер, и желательно одного производителя. Такая вода может очень быстро уменьшить эффективность второго контура дорогостоящего котла.

Водонагреватели косвенного нагрева

Речь пойдет о водонагревателе, которым является бойлер закрытого, то есть, напорного типа.

Бойлер, как прибор косвенного нагрева, подразумевается, только потому что нагрев воды для бытовых нужд происходит не в основном котле, а с помощью такого же второго контура, но находящегося в бойлере и требующего подключения.

Иногда утверждают, что бойлер, как прибор косвенного нагрева, позволяет каким-то образом компенсировать недостатки котлов, использующих в качестве источников энергии газ или электричество, в том случае если прекратится подача газа или электроэнергии на основной источник тепла.

Однако это не так. Если в частном доме слабое напряжение электрического тока или прекращена подача газа, то нет никакого другого источника тепла, чтобы подключить его к бойлеру. Это же касается и тепловых насосов, и других альтернативных источников энергии.

Вернуться к оглавлению

Еще о бойлере, как приборе косвенного нагрева

Схема устройства косвенного водонагревателя.

Двухконтурный котел всегда работает только на один из контуров, что является недостатком, который остается и в схеме одноконтурного котла с бойлером, но некоторые недостатки двухконтурных котлов бойлер все же компенсирует.

Так, в двухконтурном котле нагрев воды во втором контуре осуществляется в проточном режиме, и для достижения требуемой температуры необходимо от 30 до 60 с, что приводит к определенной потере воды. Бойлер же в связке с одноконтурным котлом является аккумулятором тепла и как термос сохраняет его длительное время.

Только бесперебойная подача газа или электроэнергии и исправно работающие первичные источники тепла могут гарантировать нормальную работу бойлера ГВС. Более надежными в этом отношении являются котлы, работающие на твердом или жидком топливе, так как количество запасаемого топлива должно быть рассчитано по требуемой энергии на обогрев дома с учетом ГВС.

Обеспечение ГВС после прекращения отопительного сезона с помощью того же источника тепла нецелесообразно хотя бы по причине не эффективного его использования, когда достаточно максимум 50 % его установленной мощности. На этот период времени следует предусмотреть настенный газовый котел небольшой мощности, оснащенный ТЭНом. Кроме того, в отличие от мощных котлов, настенные газовые котлы обладают малой инерцией, что полезно для быстрого нагрева воды. Требуемая мощность ТЭНа только для нагрева бытовой воды будет значительно меньшей. Можно приобрести и бойлер с установленным в нем ТЭН-ом.

Вернуться к оглавлению

Недостатки ГВС на основе бойлера

Схема подключения бойлера косвенного нагрева.

Через теплообменник бойлера затрачивать более 50 % тепловой энергии, производимой основным источником, не следует. В этом случае подключение бойлера косвенного нагрева не будет отражаться на обогреве помещения.

Эффективная работа теплообменника, расположенного в бойлере, зависит не только от температуры теплоносителя, но и от правильно выбранной скорости движения теплоносителя по водопроводу. Такой режим можно обеспечить с помощью отдельного циркуляционного насоса, который должен автоматически включаться при снижении температуры бытовой воды до заданного минимального значения и отключаться при достижении заданного максимального значения.

Общая стоимость котла и бойлера будет больше, чем одного двухконтурного котла, и для установки бойлера и его обвязки потребуется дополнительная площадь. Хотя бойлер и хорошо изолирован, но дополнительные потери существуют. Этот недостаток компенсируется меньшим расходом воды, так как из крана сразу же поступает горячая вода.

Вернуться к оглавлению

Две простейшие схемы подключения

Схема подключения бойлера косвенного нагрева.

Данную схему подключения бойлера условно можно назвать простейшей. Так можно подключить ГВС при наличии в помещении одного основного контура. Например, только радиаторы или только тепловой пол. Эта схема выполнена так, что ГВС имеет приоритет над основным контуром.

На выходе котла установлен трехходовой клапан, который управляется датчиком температуры (термостатом) ГВС, установленном в бойлере, что и делает этот контур приоритетным. Клапан изменяет направление движения теплоносителя, подключая его либо на один, либо на другой контур. Иногда клапан управляется сигналами, поступающими от основного котла, но приоритет контура ГВС от этого не изменяется, так как управляющие элементы котла реагируют на сигналы также поступающие от термостата бойлера.

Такая схема хороша для газовых настенных котлов, которые имеют циркуляционный насос. Эта схема полезна и тогда, когда поступающая по водопроводу вода очень жесткая. В этом случае применять двухконтурный котел, один контур которого работает только на нагрев воды для бытовых нужд, не следует. Подключать второй контур котла к такой воде, заведомо зная, что он быстро выйдет из строя, нецелесообразно.

Схема подключения бойлера с циркуляционным насосом.

Схема подключения двумя циркуляционными насосами, которую также условно можно рассматривать как простейшую. В работе постоянно находится один из насосов, но и в этом варианте приоритет ГВС сохранен, так как подключить насос можно только по сигналам термостата, реагирующего на изменение температуру воды в бойлере.

На выходе каждого насоса имеется обратный клапан, который исключает образование встречных потоков в контуре, в котором теплоноситель не движется.

В обеих схемах основной контур отопления периодически оказывается отключенным, и его подключение зависит от времени нагрева бытовой воды. Время первоначального разогрева воды в бойлере не должно превышать одного часа. В дальнейшем на подогрев воды будет уходить меньше времени, поэтому и отключение основного контура будет происходить на меньшее время, и не будет сказываться на обогреве помещения.

Чтобы уменьшить зависимость обогрева помещения от ГВС, можно применить смешанный вариант. Такая схема предусматривает два прямых источника тепла. Один имеет постоянное подключение к основному контуру отопления, а второй обеспечивает теплом основной контур и контур косвенного нагрева. То есть второй котел работает в одном из вышеописанных режимах.

Вернуться к оглавлению

О термодатчике бойлера

Подключить бойлер к водопроводу еще недостаточно для его нормальной работы. Для того чтобы нагрев работал нормально, необходимо настроить термодатчик на определенную температуру. В этом вопросе имеется весьма существенный момент.

Термодатчик бойлера необходимо настраивать так, чтобы температура, при которой тройной клапан перейдет в режим подачи теплоносителя в основной контур, была примерно на 10-15° ниже, чем температура теплоносителя. Это же относится и к управлению насосами во второй схеме.

Схема подключения бойлера косвенного нагрева к отоплению.

Несоблюдение этого условия приведет к тому, что температура бытовой воды в бойлере никогда не достигнет заданного значения, так как она должна быть выше температуры теплоносителя. Это значит, что не сможет сработать тройной клапан, и не включится насос основного контура.

Вариант электрического подключения термостата для управления насосами через реле. Эту схему нетрудно смонтировать самостоятельно.

В термостате имеются контакт для подсоединения заземления и контакт С для присоединения фазы сети. Контакты 1 и 2 реле предназначены для замыкания сети питания двигателя насоса ГВС и насоса в контуре отопления, соответственно. Нулевую фазу N подсоединяем к обоим насосам, установленным на обратке в двух контурах (см. изображение 2), а фазу присоединяем к контакту С термостата.

Правильно ли выполнена сборка, можно проверить путем установки более высокой температуры на термодатчике. Если заработает насос ГВС, значит все нормально, иначе следует поменять местами провода, идущие от контактов 1 и 2 к насосам.

Специалисты советуют приобретать бойлер той же фирмы, что и основной котел. Это будет гарантией того, что система управления этих аппаратов будет согласована, и затруднений в ее настройке не возникнет. Если же котел отечественного производства, то придется самостоятельно монтировать несложную схему управления насосами, что также не составит труда при соблюдении соответствующей технической инструкции.