Рециркуляционная система горячего водоснабжения. Рециркуляция горячей воды

Чтобы горячая вода сразу текла из крана, одного только водонагревателя недостаточно. Необходимо еще обеспечить правильную циркуляцию воды. Нередко смонтированные ГВС тратят слишком много воды и энергоносителей. Это происходит потому, что потребитель вынужден спускать прохладную воду, в то время как водонагреватель включен на полную мощность. А можно ли сделать так, чтобы горячая вода текла сразу, как только мы открываем кран? Этот вопрос требует детального рассмотрения, и одних только рекомендаций здесь недостаточно.

Прежде всего, важно понять, что циркуляция горячей воды в соответствующем контуре не является панацеей. Иногда она совсем не нужна, например, когда проточный водонагреватель расположен практически у самой точки разбора. В таком случае время ожидания горячей воды исчисляется секундами. Организация циркуляции здесь будет явно лишней. Но так бывает нечасто, поскольку устанавливать у каждого умывальника, мойки или ванны собственный водонагревательный прибор выгодно далеко не всегда. Если в доме есть газ, то обычно используется централизованный водонагреватель, к которому подключены все точки водоразбора. Но даже если газа нет, то установка множества электрических проточных водонагревателей может вызвать серьезные технические проблемы. Дело в том, что это очень мощные устройства - от 3 кВт и выше. Но выдержать такую нагрузку, особенно если одновременно используются несколько водонагревателей, бытовая электрическая сеть чаще всего не в состоянии. Потребуется либо вести к ним отдельные мощные линии, либо отказаться от индивидуальных водонагревательных приборов для каждой точки водоразбора.

Когда циркуляция в контуре ГВС необходима?

Централизованный нагрев воды - это оптимальный способ обеспечения ГВС в больших домах. Система в таком случае обязательно должна включать в себя накопительный водонагреватель либо бойлер косвенного нагрева, используемый в паре с одноконтурным котлом. Это необходимо для того, чтобы потребителям постоянно был доступно определенное количество горячей воды. Емкость бойлера определяется предполагаемым расходом воды. До заданной температуры вода в бойлере нагревается встроенным ТЭНом либо от теплообменника, подключенного к котлу. Когда горячая вода не востребована, система находится в режиме ожидания. Но при открывании крана горячей воды система включается, предоставляя сразу достаточное ее количество. Объемы бойлеров могут быть от нескольких десятков до нескольких сотен литров. При этом в отличие от проточных водонагревателей, величина протока не ограничивается.

Однако система централизованного ГВС тоже имеет свои недостатки, хотя объективно является лучше других. Дело в том, что трубы, которыми подключены точки водоразбора к бойлеру, имеют, как правило, большую протяженность, и вода в них будет остывать, если долго ей не пользоваться. Потребитель, таким образом, оказывается в ситуации, когда при открытии горячей воды какое-то время из крана течет еле теплая или холодная вода. Время ожидания зависит от протяженности труб и может длиться до 30 секунд. Это слишком долго и к тому же расточительно. Причем речь идет не о потере нескольких десятков литров холодной воды, а о потере воды предварительно нагретой. В этом случае помочь может только циркуляция воды в контуре ГВС.

Двухконтурные котлы и колонки, а также электрические проточные водонагреватели тоже могут работать в системах централизованного горячего водоснабжения дома, но не способны делать это экономично и комфортно для потребителя. Их целесообразно использовать в маленьких коттеджах, где точек водоразбора немного и все они сконцентрированы возле водонагревателя. Однако и в таком случае, одновременно лучше пользоваться только одним краном, а не несколькими.

Циркуляция в контуре ГВС

Чтобы горячая вода была доступна в любой точке системы, необходимо собрать такой контур, по которому она будет непрерывно циркулировать, поступая из бойлера или накопительного водонагревателя и возвращаясь в него же, если система работает в режиме ожидания. Благодаря этому вода в трубах никогда не остывает и всегда доступна пользователям.

Циркуляция в контуре ГВС может быть естественной за счет конвекции. Однако большей эффективности можно достичь, используя принудительную циркуляцию с помощью небольшого насоса.

Современные бытовые циркуляционные насосы практически бесшумны и имеют мощность всего несколько десятков ватт. Они просты в эксплуатации и практически не требуют обслуживания. Однако это не те циркуляционные насосы, которые используются в системах отопления. Они лучше защищены от коррозии, поскольку в контуре ГВС вода насыщена воздухом, в отличие от закрытых систем ЦО. Так, ротор и другие элементы, контактирующие с водой, выполнены из не чувствительных к кислороду материалов.

Специалисты рекомендуют использовать циркуляцию, если длина трубы от стояка горячей воды до точки водоразбора превышает 2 м. При наличии в доме двух и более контуров горячей воды, находящихся на разном удалении от водонагревателя, целесообразно использовать специальные регулировочные клапаны, которые выравнивают давление в системе. Отсутствие таких клапанов приводит к разбалансировке системы: вода начинает циркулировать в том контуре, где присутствует наименьшее гидравлическое сопротивление.

Модернизация системы циркуляции

Мгновенный доступ к горячей воде в циркуляционной системе возможен только при условии ее постоянного подогрева, что, безусловно связано с определенными энергозатратами. Однако эти затраты меньше, чем в случае, когда мы просто спускаем остывшую воду в канализацию. Тем не менее, есть возможность сделать циркуляционную систему еще более экономичной.

В последнее время специалисты стали использовать для оптимизации работы ГВС с циркуляцией новые термостатические балансировочные клапаны (фото справа), которые калибруют проток такого сечения, которое будет обеспечивать минимальную циркуляцию воды, но при сохранении заданной температуре в контуре. Когда вода остывает, клапан увеличивает пропускную способность. Если же температура увеличивается выше заданного уровня, то клапан прикрывается, обеспечивая, таким образом, оптимальный режим циркуляции.

Такие клапаны позволяют задавать температуру воды в системе в пределах 40-60°С. Раньше для этого использовались дроссельные фланцы либо регулировочные клапаны с предварительной настройкой. Данные устройства не являются автоматическими и поэтому требуют регулярной настройки. Новые термостатические клапаны сами определяют необходимое распределение воды в зависимости от сложившихся условий, например, при активном разборе води из нескольких кранов. Это дает возможность обеспечить оптимальное распределение воды и несколько снизить энергозатраты. К тому же термостатические клапаны позволяют поддерживать разную температуру воды в контурах. Так, с их помощью можно сделать так, чтобы на кухню поступала более горячая вода, чем ванную, куда нет необходимости подавать воду горячее 45°С.

ГВС с циркуляцией и термостатическим клапаном . Простой циркуляционный контур с термостатическим клапаном нового поколения состоит из источника горячей воды (бойлер, накопительный водонагреватель), циркуляционного насоса, термостатического клапана, труб и точек водоразбора. Горячая вода из бойлера поступает в циркуляционный контур. Термостатический клапан устанавливают на обратной трубе после последней точки водоразбора, но перед циркуляционным насосом, который размещен непосредственно перед входом «обратки» в бойлер. Если система состоит из нескольких контуров горячей воды, то они подключаются параллельно, т.е. отходят от подающей трубы и возвращаются через термостатические клапаны в общую обратную трубу, которая, проходя циркуляционный насос, подключается к бойлеру.

Поддержание оптимальной температуры в циркуляционных контурах может быть обеспечено также и циркуляционными насосами, работой которых управляет термостат. Когда температура воды в циркуляционном контуре выходит на заданный уровень, термостат отключает насос, и включает его, когда температура воды упадет на несколько градусов.

Управление насосом может осуществляться и программируемым таймером, причем данная схема встречается довольно часто. Ее преимущество в том, что циркуляция в контуре ГВС происходит только в период ее использования. Например, насос может отключаться на ночь, когда все в доме спят. Однако такой вариант есть смысл выбирать, если семья живет по определенному сложившемуся режиму, что, впрочем, нередкость. Экономия энергии в данном случае наивысшая. Обычно системы с таймером также позволяют осуществлять управление насосом в ручном режиме. Например, если в какой-то праздник горячая вода будет использоваться ночью, то достаточно включить насос и циркуляция будет проходить в непрерывном режиме.

Ручное управление насосом в принципе весьма надежно, но есть неудобства, поскольку приходится заранее включать насос, а потом не забывать отключать его. Рекомендуется при ручном управлении дополнительно оснащать выключатель насоса еще и таймером отключения. Однако и в таком случае нередко будут возникать ситуации, когда кто-то из жильцов забывает включить насос и спускает всю воду из труб.

В настоящее время горячее водоснабжение является неотъемлемой частью жизни большинства людей на планете. Без него не обходятся ни в одной квартире и жилом доме. Обустройство ГВС представляет собой непростой процесс, более того существует несколько видов подключения систем. В данной статье мы рассмотрим все системы горячего водоснабжения, расчёт и типы водонагревателей.

Вне зависимости от вида ГВС осуществляется подключение совокупности оборудования, которые предназначены для нагрева воды и распределения её по различным водозаборным точкам. В данном оборудовании нагревается вода до необходимой температуры, после чего с помощью насоса происходит подача в дом и по трубопроводу. Различают открытую и закрытую систему горячего водоснабжения.

Открытая система

Открытая система ГВС отличается наличием теплоносителя, циркулирующего в системе. Горячая вода поступает непосредственно из централизованной отопительной системы. Качество воды из крана и отопительного оборудования ни чем не отличается. В результате получается, что люди используют теплоноситель.

Открытая система названа так, ввиду того что подача горячей воды осуществляется из открытых кранов отопительной системы. Схема ГВС многоэтажного дома предусматривает применение открытого типа. Для частных домов этот тип является слишком затратным.

Следует знать, что экономия средств открытой системы происходит, за счёт не надобности водонагревательных устройств для нагрева жидкости.

Особенности открытой ГВС

При монтаже открытой ГВС необходимо учитывать принцип действия. Открытая ГВС бывает двух видов в зависимости от типа циркуляции и транспортирования теплоносителя к радиаторам. Различают открытые системы с естественной циркуляцией и с использования в данных целях насосного оборудования.

Естественная циркуляция осуществляется таким образом: открытая система исключает наличие избыточного давления, поэтому в самой высокой точке оно соответствует атмосферному, а в самой низкой показатель немного выше за счёт гидростатического действия столба жидкости. Благодаря небольшому напору происходит естественная циркуляция теплоносителя.

Принцип естественной циркуляции достаточно прост, благодаря разной температуре теплоносителя и соответственно разной плотности и массе, остывшая вода с низкой температурой и большей массой вытесняет горячую воду с меньшей массой. Так по-простому объясняется существование самотёчной системы, которую также называют гравитационной. Основной плюс такой системы абсолютная энергонезависимость, если параллельно работающие котлы для отопления не задействуют электричество.

Важно знать! Самотёчные трубопроводы делают с большим уклоном и диаметром.

Если естественная циркуляция невозможна, применяется насосное оборудование, которое повышает скорость протекания теплоносителя по трубопроводу и уменьшает время прогрева помещения. Циркуляционный насос производит движение теплоносителя со скоростью 0,3 — 0, 7 м/с.

Преимущества и недостатки открытой системы

Открытая ГВС всё ещё актуальна, благодаря в первую очередь энергонезависимости и других преимуществ:

1. Простота заполнения открытой ГВС и спуска воздуха. Нет необходимости в контроле высокого давления и спускать дополнительно воздух, так как спуск осуществляется автоматически при наполнении через открытый расширительный бак.
2. Простота осуществления подпитки. Поскольку не нужно следить за максимальным давлением. Также есть возможность доливать воду в бак даже ведром.
3. Система вне зависимости от протечек исправно функционирует, так как рабочее давление не большое и наличие таких неполадок на него не влияет.

Среди недостатков отмечают необходимость контролировать уровень воды в резервуаре и постоянное пополнение его.

Закрытая система ГВС

Закрытая система основана на таком принципе: осуществляется забор холодной питьевой воды из центрального водопровода и нагрев её в дополнительном теплообменнике. После нагрева производится подача её по водозаборным точкам.

Закрытая система подразумевает отдельную работу теплоносителя и горячей воды, также она отличается наличием обратного и подающего трубопровода, которые используются для кольцевой циркуляции воды. Такая система обеспечит нормальный напор даже при одновременном использовании душа и раковины. Среди плюсов системы также отмечают простоту регулирования температуры горячей жидкости.

ГВС может быть циркуляционным и тупиковым. Тупиковая система состоит только из подающих вод труб, способ присоединения которых такой же как и в первом случае.

Преимуществом закрытой ГВС является снижение затрат за счёт обеспечения стабильной температуры. Есть возможность монтажа полотенцесушителя. В закрытой ГВС необходимы водонагреватели, виды которых мы рассмотрим далее.

Виды водоподогревателей

Все водоподогреватели классифицируют так:

1. Проточные устройства. Такие нагреватели греют воду в постоянном режиме, не оставляя запаса. Поскольку вода отличается большой теплоёмкостью, для постоянного нагрева её требуется увеличенный расход энергии. Помимо этого фактора, проточный нагреватель должен моментально приводиться в рабочее состояние: при включении подавать горячую воду, при выключении — прекращать нагрев. К традиционным проточным нагревателям относят газовую колонку.
2. Накопительные устройства. Отличаются медленным нагревом определённого объёма воды, при котором зачастую потребляется 1 КВт/час. Горячая жидкость используется по необходимости. Накопительные нагреватели срабатывают моментально после открытия крана, однако мощность намного меньше. Среди недостатков таких устройств также отмечают большие размеры, чем больше объём, тем габаритнее устройство.

Расчёт и рециркуляция ГВС

Расчёт систем горячего водоснабжения зависит от таких факторов: число потребителей, примерная частота пользования душем, число санузлов с ГВС, некоторые технические характеристики сантехнического оборудования, необходимая температура воды. Посчитав все эти показатели можно определить требуемый суточный объём горячей воды.

Рециркуляция воды в системе горячего водоснабжения обеспечивает обратную подачу жидкости с дальней точки водозабора. Она необходима при расстоянии от нагревателя до дальней водозаборной точки более 3 метров. Рециркуляция используется при помощи бойлера, а в случае при невозможности его применения, пускается напрямую через котёл.

Система горячего водоснабжения может двух видов, которые используются в зависимости от заданных параметров. В открытой системе применяется отопительный котёл, а в закрытой — водоподогреватель. В некоторых случаях необходимо дополнительно организовывать рециркуляцию воды. Предварительно перед монтажом и закупкой оборудования важно осуществить расчёт горячего водоснабжения.

Трубопровод для горячего централизованного водоснабжения нельзя сделать по схеме холодного водопровода. Эти трубопроводы тупиковые, то есть они заканчиваются на последней точке водоразбора. Если сделать горячий водопровод в многоквартирном доме по той же схеме, то вода ночью, когда ей пользуются мало, остынет в трубопроводе. Кроме того, может быть такая ситуация, например, жители пятиэтажки, расположенные на одном стояке, днем ушли на работу, вода в стояке остывает и вдруг кому-то из жильцов на пятом этаже понадобилась горячая вода. После включения крана придется сначала слить из стояка всю холодную воду, дождаться теплой, а потом горячей воды - это чрезмерно большой расход. Поэтому трубопроводы горячего водоснабжения делают закольцованными: вода нагревается в котельной, тепловом узле или бойлерной и подается по подающему трубопроводу к потребителям и возвращается назад в котельную по другому трубопроводу, который в этом случае называют циркуляционным.

В централизованной системе горячего водоснабжения прокладку трубопроводов в доме выполняют с двухтрубными и однотрубными стояками (рис. 111).

Рис. 111.Схемы разводки горячего водоснабжения в централизованных системах

Двухтрубная система горячего водоснабжения состоит из двух стояков, один из которых подает воду, другой отводит. На отводящем циркуляционном стояке размещают отопительные приборы - полотенцесушители. Воду все равно нагрели и подали потребителям, а будут они ей пользоваться или нет и в какое время, неизвестно, так чего добру пропадать, пусть эта вода греет полотенцесушители и воздух в сырых, по определению, ванных комнатах. Кроме того, полотенцесушители служат П-образным компенсатором для температурного удлинения труб.

Однотрубная система горячего водоснабжения отличается от двухтрубной тем, что в ней все циркуляционные стояки (в пределах одной секции дома) объединили в один и назвали этот стояк «холостым» (нет у него потребителей). Для лучшего водораспределения к отдельным точкам потребления воды, а также в целях сохранения одинаковых диаметров по всей высоте здания в однотрубных системах горячего водоснабжения стояки закольцовывают. При кольцевой схеме для зданий высотой до 5 этажей включительно диаметры стояков принимают 25 мм, а для зданий от 6 этажей и выше - диаметром 32 мм. Полотенцесушители в однотрубной разводке ставят на стояки подачи, а это означает, что при слабом нагреве воды в котельных она может дойти до дальних потребителей остывшей. Горячую воду будут не только разбирать ближние потребители, но она еще и будет остывать в их полотенцесушителях. Для того чтобы вода не остывала и доходила горячей до удаленных потребителей в полотенцесушители врезают байпас.

Двух- и однотрубные системы горячего водоснабжения могут быть сделаны и без полотенцесушителей, но тогда эти приборы должны быть подключены к системе отопления. При этом в летний период полотенцесушители работать не будут, а в зимний - общие затраты на горячее водоснабжение и отопление возрастут.

Для обеспечения воздухоудаления из системы трубы прокладывают с уклоном не менее 0,002 к вводу трубопровода. В системах с нижней разводкой воздух удаляют через верхний водоразборный кран. При верхней разводке воздух удаляется через автоматические воздухоотводчики, устанавливаемые в верхних точках систем.