горячее водоснабжение в частном доме варианты
Горячее водоснабжение в доме (ГВС)
Существует два основных способа приготовления горячей воды. Первый, — вода нагревается во время движения по нагревателю и подается на водоразбор. Такой нагреватель называется проточным.
Второй способ — нагревается большой объем воды в теплоизолированной емкости, затем постепенно расходуется. Такой нагреватель называется накопительным. Источником энергии обычно являются газ, электричество или разогретый теплоноситель из системы отопления.
Проточный – большой пиковой мощности
Проточный нагреватель должен быть сравнительно мощным, чтобы обеспечивать нужный расход горячей воды в кране. Для лейки душа необходима мощность не менее 10 кВт, для наполнения ванной — от 15 кВт, для двух кранов горячего водоснабжения — от 20 кВт.
Нагревать воду электрическим проточным нагревателем не дешево. К тому же нужно трехфазное подключение (свыше 6 кВт) и специальное разрешение на большую мощность.
Оптимально для обеспечения несколько кранов, установить на каждый из них компактный электрический проточный нагреватель. При этом ставится защита от их одновременной работы, чтобы не перегрузить сеть.
Более дешевый вариант — нагревание воды с помощью газа. Используются газовая колонка, или второй контур котла отопления. Мощности подобных аппаратов может хватить на два крана, а горячая вода получается дешевле.
Недостатки проточного
При проточной схеме нагреватель должен располагаться как можно ближе к крану, чтобы меньше сливать воды, пока не пойдет горячая. Рекомендуемое расстояние — не больше 5 метров. Но в любом случае будет перерасход воды и энергии. Подобный недостаток характерный и для накопительного нагревателя.
Еще один недостаток проточной схемы ГВС (горячего водоснабжения) — невозможность забрать немного горячей воды. У каждого аппарата своя минимальная мощность. Поэтому при малом расходе воды он просто не включается.
В результате также происходи перерасход воды и энергии.
Скачки давления в системе вносят дискомфорт, так как меняют температуру воды на выходе.
В торговых точках чтобы продать малоподходящий проточный электрический нагреватель, просто указывают, что он выдает столько-то литров воды при такой температуре, например, +50 градусов, что на первый взгляд приемлемо. Но не указывается, с какой температуры нагревается вода. Ключевой характеристикой такого аппарата является разность нагрева температур. Ведь холодная вода обычно +6 — +10 градусов, а не +15 или +20.
Накопительная система нагрева воды
Главное достоинство электрического накопительного бака мощностью 1,5- 2,0 кВт в том, что его можно установить везде, в любом доме и квартире, где есть электропитание 220 В. Его объем обычно 25 — 150 литров (ходовой объем 50 — 100 литров). Вода в нем нагревается постепенно до заданной температуры, а при заборе возможен большой расход, снижение температуры происходит постепенно.
Дешевле нагревать воду газовым накопительным нагревателем с маломощной горелкой (до 3 кВт). Дело в том, что на такой нагреватель не нужен специальный дымоход. Но устанавливаться может только по согласованию с горгазом, вероятно по отдельному проекту. Обеспечивается воздухом из помещения (с системой вытяжки).
Недостатки накопительных
Бойлер косвенного нагрева – стабильная система ГВС
Преимущество бойлера косвенного нагрева в том, что для нагрева используется энергия системы отопления, которой много, и она обычно не дорогая. Поэтому горячей воды может быть много, температура ее стабильна, вода дешевле.
Бойлер косвенного нагрева представляет из себя накопительную емкость на 100 — 300 литров. Нагрев осуществляется спиральным трубопроводом, по которому движется разогретый до 80 — 90 градусов теплоноситель.
Системы отопления создаются таким образом, что при остывании воды горячего водоснабжения ниже порогового значения, к примеру +50 градусов, котел переключается на нагрев бойлера. При этом выдает повышенную температуру работает на полную мощность, нагревая ГВС до верхнего порогового значения, к примеру, +60 градусов. После чего опять переключается на отопление.
С буферной емкостью – наибольший запас энергии
В буферной емкости все наоборот, — применяется емкость большого объема, около 1 тонны или больше заполнена теплоносителем, а нагреваемая вода движется по спирали, т.е. происходит прямоточный нагрев. Но при открытии дополнительных кранов ее температура меняется незначительно, так как конструкция имеет большой резерв по количеству передаваемой энергии.
Температура горячей воды будет такой же, как у теплоносителя системы отопления. Иногда это не подходит, поэтому в схему водоснабжения включается и смесительный узел для уменьшения температуры…
Буферной емкостью снабжаются в основном системы отопления с твердотопливными котлами. Как и почему используется буферная емкость
Другие особенности нагрева воды отоплением
Бойлером часто снабжаются одноконтурные газовые или жидкостные котлы. Какой котел выбрать — одноконтурный или двухконтурный
Другой особенностью системы является возможность создания постоянной циркуляции воды по кольцевому трубопроводу водоснабжения. Тогда, при открытии крана сразу же получаем горячую воду. Остывание воды не считается потерей энергии, ведь она расходуется на отопление дома.
Еще имеется возможность экономить — дополнительная спираль нагрева размещается в бойлере и подключается к солнечному коллектору. Энергия солнца называется даровой, расход на солнечные коллектора в данном случае окупается. Это дает возможность подогревать воду летом, если энергии не хватает — подключается котел.
Бойлер послойного нагрева
Основные недостатки обычной прямоточной системы отопления с газовым нагревателем (вторым контуром котла) или электрическим решают с помощью установки бойлера послойного нагрева. Одного или нескольких на каждый кран. Он представляет собой теплоизолированную емкость, в которую подача горячей воды осуществляется сверху. С этого же уровня осуществляется и ее забор.
Такой бойлер дает возможность одномоментно получать много горячей воды стабильной температуры. С ним можно забрать и «чуть воды», а также обеспечить наименьший спуск холодной. В качестве такого промежуточного накопителя можно использовать и обычный нагревательный бойлер.
Ошибка – неправильное подключение бойлера ГВС
Одна из распространенных ошибок при создании системы горячего водоснабжения в доме, — подключение бойлера косвенного нагрева к второму контуру двухконтурного котла. Этот контур сам по себе предназначен для приготовления горячей воды, поэтому имеет ограничение максимальной температуры в +60 градусов, чтобы не происходило термических ожогов.
Соответственно разогреть воду в бойлере косвенного нагрева до нужной температуры он не в состоянии, так как требуемая температура теплоносителя должна быть+80 град. В результате котел работает в аварийном режиме, а вода не нагревается. Подключать такой бойлер можно только к отопительному контуру… Кстати подключить бойлер косвенного нагрева можно и к твердотопливному котлу.
Подробней, схема включения бойлера косвенного нагрева с твердотопливным котлом
Сейчас наиболее комфортным и экономичным решением по созданию системы горячего водоснабжения является установка бойлера косвенного нагрева, там, где это возможно сделать. Остальные схемы ГВС можно считать вынужденными решениями, которые диктуются обстоятельствами, например, экономией при создании…
Система ГВС частного дома — что это, виды и типовые схемы
В доме всегда должно быть уютно, и одним из факторов, обеспечивающих комфорт, является горячее водоснабжение.
ГВС — системы горячего водоснабжения, предназначены для подогрева холодной воды, поступающей из труб холодного водоснабжения (ХВС). На сегодняшний день, в зависимости от того, каким способом происходит нагрев, различают две системы горячего водоснабжения:
Применение проточного водонагревателя
В этом случае устанавливается проточный водонагреватель ГВС, который обеспечивает горячее водоснабжение дома. Такие водонагреватели могут быть нескольких типов:
Схема их работы заключается в том, что сразу после подачи воды начинается ее нагрев, это происходит очень быстро. Чтобы за небольшое время получить воду высокой температуры, необходимо ограничивать поток в системе водоснабжения. Температура на выходе будет напрямую зависеть от напора водопровода.
Чтобы можно было качественно обеспечивать одну точку забора нагретой водой, мощность такого оборудования должна быть достаточно высокой. Например, для принятия душа хватит 10 кВт, а чтобы наполнить ванну, необходимо не меньше 18 кВт. Если же вы планируете, что система горячего водоснабжения одновременно будет обеспечивать несколько точек, то следует брать прибор, мощность которого от 28 кВт.
Для обеспечения небольшого дома, когда теплую воду для ГВС берут из двухконтурного котла, его мощность можно брать и меньше. Здесь все зависит от того, какое количество воды вам требуется, и, зная эту величину, вы сможете правильно рассчитать мощность оборудования.
Недостатки схемы горячего водоснабжения с поточным водонагревателем:
Все это увеличивает расход потребления воды, электроэнергии и нагрузку на канализацию.
Несмотря на наличие недостатков, такая схема горячего водоснабжения является достаточно популярной в связи с небольшой стоимостью оборудования. К тому же, оно имеет небольшие размеры, что упрощает его монтаж.
Чтобы было комфортно использовать данную схему нагрева воды, можно сделать следующее: поставить нагреватели возле каждой точки забора. Однако если вы их включите все одновременно, то нагрузка на электрическую сеть коттеджа будет очень высокой, порядка 30-35 кВт, что может вывести ее из строя. Поэтому целесообразно рассмотреть и другие виды систем ГВС.
Системы накопительного типа
Бойлер и циркуляция системе водоснабжения
Бойлер — это бак, который имеет хорошую теплоизоляцию и большие размеры. Обычно в бак встроены электрический нагреватель и трубчатый теплообменник, который подключен к котлу. Практически постоянно вода нагревается за счет котла. ТЭН включается, когда котел отключен или когда требуется большое количество горячей воды. Такая схема работы ГВС называется бойлером косвенного нагрева, это закрытая система.
При необходимости горячая вода уходит из верхней части бойлера, после этого снизу поступает холодная, которая снова нагревается. Современные бойлеры оснащают еще и солнечным нагревателем, для этого в нижнюю их часть вставляют дополнительный теплообменник. Вода нагревается при помощи солнечной энергии, а если ее недостаточно, то для дополнительного нагрева используется котел или ТЭН.
Бойлер послойного нагрева
Данный тип построения системы горячего водоснабжения становится очень популярным. В этой схеме нет теплообменника, а вода нагревается, проходя через проточный нагреватель. Принцип работы следующий: сначала тратится горячая вода сверху, на ее место снизу поступает холодная вода, насос прогоняет воду через нагреватель проточного типа.
Потребитель практически сразу получает горячую воду и не надо ждать, пока нагреется вода во всем бойлере, как в предыдущем типе водонагревателя. Такое решение позволяет приобретать бойлер для ГВС меньшего размера и брать нагреватель меньшей мощности, при этом комфорт пользователя не уменьшается.
Система с циркуляцией воды
Использование бойлера позволяет сделать так, чтобы горячая вода в водопроводе циркулировала. Места, где отбирают воду из ХВС, подключают к кольцевому трубопроводу, при этом длина каждого участка не должна превышать 2 метра. В этой системе водоснабжения используется маломощный насос с небольшими габаритами.
Если сделать уклоны, то вода может циркулировать и без помощи насоса. Такое решение позволяет подавать воду к точкам забора постоянно, и ее можно брать из нескольких мест одновременно, это открытая система ГВС.
Рекуперация тепла от стоков канализации
Чтобы экономить расходуемую энергию, которая тратится на горячее водоснабжение в частном доме, существуют различные способы. После использования теплая вода часто просто стекает в канализацию. Чтобы этого не происходило, используют систему рекуперации, то есть возврата части энергии из канализационных стоков снова в систему ГВС.
Перед тем как попасть в бойлер, вода идет в теплообменник, в который также направляются стоки из канализации. Они начинают взаимодействовать, но между собой не смешиваются. Это позволяет обеспечить поступление в бойлер уже теплой воды, поэтому на ее нагрев тратится меньше энергии. Хотя это и более сложная система, но она позволяет экономить энергию, что является весьма актуальным вопросом.
Особенностью процесса рекуперации является то, что его можно использовать как с проточным, так и с накопительным нагревателем.
Советы специалистов
Если вы организуете горячее водоснабжение в частном доме, то лучше всего остановить выбор на системе с бойлером, емкость которого составляет 100 литров и более.
Если вы проживаете в загородном доме периодически или у вас недостаточно средств, можно организовать водоснабжение через проточный водонагреватель ГВС. Это удобно, когда источников забора воды мало и они расположены рядом.
Можно использовать двухконтурный газовый котел, так как все оборудование в нем уже вмонтировано. Если мощность котла до 30 кВт, то для его установки не нужно выделять отдельное помещение.
При использовании газовой колонки или газового котла, между ними и местом забора воды желательно поставить накопительный электронагреватель. Это позволит стабилизировать процесс подачи нагретой воды. Будет достаточно емкости бака до 30 литров, в нем постоянно будет запас горячей воды.
Если вода нагревается до температуры 54 градуса, в оборудовании начинают образовываться соли. Чтобы остановить этот процесс, надо стараться нагревать ее до меньшей температуры.
Если жесткость воды большая, то использовать для водоснабжения нагреватели проточного типа не рекомендуется, так как трубопроводы будут быстро забиваться. В таком случае лучше установить водонагреватель накопительного типа косвенного нагрева.
Если постоянно нагревать бойлер до температуры меньше 60 градусов, то в нем могут развиваться вредные бактерии, поэтому периодически необходимо выполнять нагрев до 70 и более градусов.
Как сделать 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.
Основные виды ГВС
По принципу своего действия систему горячего водоснабжения делят на:
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.
Горячее водоснабжение: Проточная система
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:
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.
Выбор проточного водонагревателя
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.
Система с накопительным бойлером
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.
Бойлер с проточным нагревателем
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.
Газовые бойлеры
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.
Размер бойлера
При этом необязательно чтобы сам объем бойлера был таким. Достаточно чтобы его производительность перекрывала потребности в семьи в горячей воде.
Система с циркуляцией
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.
Система с рекуператором и солнечным коллектором
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.
Полезные советы
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.