Труба ГВС проходит мимо каждого потребителя горячей воды и возвращается к бойлеру.
Саму трубу желательно брать 25-го диаметра. Гарантированно хватит для нормальной работы даже пары одновременно открытых кранов, и даже немного останется запас на косяки (не сильно страшные) при пайке. Отводы от трубы к каждому потребителю - 20 диаметром. Чем короче отводы, тем лучше. В идеале вообще есть проходные установочные углы (т.е. с двумя входами для трубы), но это не обязательно.
Полотенцесушители подключаются аналогично радиаторам в однотрубной системе, т. е. или низ-низ, или верх-низ, но что бы подача шла вверх (т.е. учитываете направление движения горячей воды).
Вся ветка ГВС обязательно теплоизолируется, смысл в том, что бы доставить горячую воду до крана, а не греть по пути всё что попадается. Аналогично однотрубке в отоплении никаких заужений на байпасе полотенцесушителей не делается.
По полотенцесушителям есть некоторые требования к качеству. Вода (в отличие от отопительной) может содержать растворенный газ, соот-но полотенчики должны всё это уметь пережить. Т. е. всякий левак из китайского картона в ГВС ставить не стоит, у него больше шансов устоять в обычном отоплении, там вода менее агрессивная. На полотенцесушители очень желательно поставить отсечные краны. Бывают в продаже и угловые, и прямые, и без ручки/маховика - под шлиц или шестигранник. Тут уже вопрос эстетики, что сумеете найти в продаже. Как вариант использовать п/пропиленовые краны для скрытой (в штробе) установки. На поверхности остается только дефлектор и колпачек прикрывающий шток.
Обратку (после всех потребителей) можно пустить 20-й трубой. Она не участвует в водоснабжении, только в рециркуляции, а там и скорость и объем воды не очень большие.
К насосу обязательно ставится обратный клапан. Это нужно что бы при открытии кранов вода шла по подаче ГВС, а не в противоток насосу по обратке.
Подойдет-ли обычный циркуляционник - без понятия, нужно смотреть параметры и сравнивать с рециркуляционными насосами. Обычные циркуляционные, как и таймеры/термостаты на рециркуляцию никогда не ставил, поэтому ничем помочь не смогу.
Саму по себе трассу рециркуляции нужно проектировать и монтировать так, что бы воздух мог куда-то выходить, т. е. или в краны (при открытии оных), или в группу безопасности, или в полотенцесушитель (и соот-но через Маевских удалялся). Так же обратите внимание на положение клапана и насоса. Воздух под ними не должен оставаться, т. е. так же должен выводиться куда-то. Сам по себе воздух в системе не страшен, при открытии кранов он или выйдет, или не будет мешать, а вот работе насоса (именно в режиме рециркуляции, а не водоснабжения) он может очень даже мешать.
Поймите правильно - чего? Сферического коня в вакууме? Не зная/видя объекта? Могу, конечно наглядно изобразить всё то, что сказал ранее, но по месту, при бездумной реализации, может и не заработать. Дьявол, он как известно, кроется в деталях.
В систему горячего водоснабжения частного дома входят: нагреватель для воды, трубопровод, имеющий запорную арматуру и смесители, а так же зачастую насос для рециркуляции горячей воды. Нагреватели воды отличаются по мощности, устройству, источнику питания. Наиболее практичными являются газовые нагреватели воды, причем и емкостные, и проточные. Также имеются нагреватели воды косвенного нагрева, то есть те, которые функционируют благодаря теплу, какое отдает котел отопительный или электрический.
Чтобы обеспечить наличие горячей воды в кране в частном доме существует несколько возможностей.
Есть возможность выбрать проточный, либо накопительный нагреватель воды, который будет работать от отопительного котла, либо автономно от него. Можно выбрать газовый водонагреватель, либо тот, который работает на электричестве, также можно выбрать варианты на твердом топливе.
Проточный водонагреватель, работающий на газу, принято называть газовой колонкой.
Установка системы водоснабжения горячей воды в частном доме либо коттедже, прежде всего, предполагает установку водонагревателя.
Монтаж системы горячего водоснабжения с использованием двухконтурного газового котла
В случае, когда число водоразборных точек частного дома не велико, и предполагается одновременное использование исключительно умывальников, тогда лучше всего выбрать двухконтурный котел с проточным нагревом воды. Подобные котлы способны производить горячей воды до двадцати литров в минуту. Именно этот вариант самый простой и экономичный.
Для того чтобы смонтировать данную систему горячего водоснабжения, довольно сделать подвод трубы с холодной водой и на выходе из котла уже можно будет получать горячую воду. Необходимо учитывать то, что за определенное время горячая вода будет остывать в трубопроводе и поэтому, для того, чтобы с крана полилась горячая вода, надо будет ждать какое-то время.
Монтаж системы с использованием двухконтурного котла со встроенным бойлером
По сравнению с вариантом, описанным ранее, этот тип ГВС дает возможность получить намного лучший по стабильности нагрев и он на порядок удобнее для получения горячей воды.
Этот вариант дает возможность постоянно иметь в резерве от сорока до шестидесяти литров горячей воды. Но данная система, кроме преимуществ имеет и свои минусы:
- Крупные габариты и вес.
- Большие затраты топливных ресурсов для того, чтобы поддержать стабильную температуру воды в бойлере.
- Большая цена.
Подобные системы используются довольно не часто.
Рециркуляция через бойлер косвенного нагрева
Одноконтурный котел с внешним бойлером косвенного нагрева – это наиболее оптимальный вариант организации рециркуляции, который достаточно часто используют в условиях довольно интенсивного потребления горячей воды. В такой связке и используют обычно рециркуляцию горячей воды
Такая система дает возможность одновременного использования двух или большего числа душевых, ванной, джакузи. В собственных домах обычно устанавливают бойлер косвенного нагрева, имеющий объем от ста до тысячи литров.
В подобной системе нагрев воды происходит благодаря прохождению через бойлер, бак большого размера, имеющий трубчатую спираль. По спирали бойлер проходит циркуляция теплоносителя отопительной системы, которая таким образом и производит нагревание воды в бойлере. В данной системе, в отличие от вариантов проточного или накопительного водонагревателя, отопительный котел функционирует круглогодично.
У большинства бойлеров косвенного нагрева бак сделан из эмалированной стали. А отдельные модели премиум класса имеют внутренний бак материал, которого – нержавеющая сталь.
Рециркуляция системы горячего водоснабжения ГВС.
Рециркуляция горячей воды устроена следующим образом:
Горячая вода из накопительного бака, бойлера, идет по внутреннему трубопроводу к кранам наряду с холодной водой. И даже учитывая то, что трубы горячей воды обязательно имеют теплоизоляцию, через восемь, десять часов, если ею не пользоваться, вода в трубах охлаждается.
При условии же, что кран от бойлера находится на большем расстоянии, например на верхнем этаже, то для того, чтобы полилась горячая вода, ее нужно спускать около пяти минут.
Если нет желания все время спускать воду из крана, то следует выбрать систему с рециркуляцией горячей воды. Подобная система имеет трубопроводы подачи и обратки, но система очень удобная и комфортная.
Циркуляция горячей воды в бойлере
Для движения воды от бойлера по трубам и в обратную сторону применяют циркуляционный насос ГВС, запрещается применять насос для отопительной системы. Насос постоянно подключен к сети и расходует мало электроэнергии, примерно сто Ватт в час.
Работа насоса не оказывает никакого влияния на то, с какой скоростью вытекает из крана вода. Он только обеспечивает ее движение от бойлера и обратно.
В системе с рециркуляцией ГВС, последовательно в цепь трубопровода присоединяют полотенцесушитель. Такое подключение обеспечивает нагрев полотенцесушителя, даже когда отключена система отопления в помещении, но система ГВС включена.
Определенные модели бойлеров укомплектованы электронагревательным тэном. Это очень удобно в случае, когда отключен газ или проводится профилактика котла, поскольку тогда этот бойлер способен функционировать как накопительный электронагреватель воды.
Трубопровод, подающий холодную санитарную воду в бойлерную систему, должен подсоединяться через группу безопасности, которая должна быть оснащена:
- Отсекающим краном.
- Обратным клапаном.
- Предохранительным клапаном.
- Расширительным баком системы горячего водоснабжения, при этом он должен иметь необходимый объем.
В том случае, если летом нет надобности в нагревании полетенцесушителя, то следует произвести отключение циркуляционного насоса от электрической сети, а также перекрыть шаровый кран на циркуляционном трубопроводе. Монтируя систему горячего водоснабжения, нужно иметь ввиду, что все сантехнические приборы, потребляющие горячую воду, должны быть подсоединены к ветке подачи горячего водоснабжения, при этом полотенцесушитель и циркуляционный насос монтируются на трубопроводе обратки. Если систему не смонтировать, таким образом, то при пользовании горячей водой, будет нагреваться полотенцесушитель и воздух в комнате, где он расположен.
Система с циркуляцией горячей воды и бойлером является наиболее удобной и комфортной для пользователей, но при этом она на порядок больше стоит, чем простая система.
Сооружение автономной сети отопления гравитационного типа выбирают, если нецелесообразно, а иногда и невозможно установить циркуляционный насос или подключиться к централизованному электроснабжению.
Такая система обходится дешевле в обустройстве и полностью независима от электричества. Однако ее работоспособность во многом зависит от точности проектирования.
Чтобы система отопления с естественной циркуляцией функционировала бесперебойно, необходимо рассчитать ее параметры, правильно установить компоненты и обоснованно выбрать схему водяного контура. Мы поможем в решении этих вопросов.
Мы описали главные принципы работы гравитационной системы, привели советы по выбору трубопровода, обозначили правила сборки контура и размещения рабочих узлов. Отдельное внимание мы уделили особенностям проектирования и функционирования одно- и двухтрубной схемам отопления.
Процесс движения воды в контуре отопления без применения циркуляционного насоса происходит в силу естественных физических законов.
Понимание природы этих процессов позволит грамотно для типовых и нестандартных случаев.
Галерея изображений
Максимальная разность гидростатического давления
Основное физическое свойство любого теплоносителя (воды или антифриза), которое способствует его движению по контуру при естественной циркуляции – уменьшение плотности при увеличении температуры.
Плотность горячей воды меньше, чем холодной и поэтому возникает разница в гидростатическом давлении теплого и холодного столба жидкости. Холодная вода, стекая к теплообменнику, вытесняет горячую вверх по трубе.
Движущей силой воды в контуре при естественной циркуляции является перепад гидростатического давления между холодным и горячим столбами жидкости
Отопительный контур дома можно условно разделить на несколько фрагментов. По «горячим» фрагментам вода направляется вверх, а по «холодным» – вниз. Границами фрагментов являются верхняя и нижняя точка системы отопления.
Главной задачей при моделировании воды является достижение максимально возможной разницы между давлением столба жидкости в «горячем» и «холодном» фрагментах.
Классическим для естественной циркуляции элементом водяного контура является коллектор разгона (главный стояк) – вертикальная труба, направленная вверх от теплообменника.
Коллектор разгона должен иметь максимальную температуру, поэтому его утепляют на всей протяженности. Хотя, если высота коллектора не велика (как для одноэтажных домов), то можно не проводить утепление, так как вода в нем не успеет остыть.
Обычно систему проектируют таким образом, чтобы верхняя точка коллектора разгона совпадала с верхней точкой всего контура. Там устанавливают выход на или клапан для отвода воздуха, если используют мембранный бак.
Тогда длина «горячего» фрагмента контура является минимально возможной, что приводит к уменьшению теплопотерь на этом участке.
Также желательно, чтобы «горячий» фрагмент контура не сочетался с длительным участком, транспортирующим остывший теплоноситель. В идеале нижняя точка водяного контура совпадает с нижней точкой теплообменника, помещенного в устройство нагрева.
Чем ниже в системе отопления расположен котел, тем меньше гидростатическое давление столба жидкости в горячем фрагменте контура
Для «холодного» сегмента водяного контура тоже есть свои правила, увеличивающие давление жидкости:
- чем больше теплопотери на «холодном» участке отопительной сети , тем ниже температура воды и больше ее плотность, поэтому функционирование систем с естественной циркуляцией возможно только при значительной теплоотдаче;
- чем больше расстояние от нижней точки контура к подключению радиаторов , тем больше участок столба воды с минимальной температурой и максимальной плотностью.
Чтобы обеспечить выполнение последнего правила, часто печь или котел устанавливают в самой нижней точке дома, например, в подвале. Таким размещением котла обеспечивают максимально возможное расстояние между нижним уровнем радиаторов и точкой входа воды в теплообменник.
Однако высота между нижней и верхней точками водяного контура при естественной циркуляции не должна быть слишком большой (на практике не более 10 метров). Печь или котел, нагревают только теплообменник и нижнюю часть коллектора разгона.
Если этот фрагмент незначителен относительно всей высоты водяного контура, то падение давления в «горячем» фрагменте контура будет несущественным и процесс циркуляции не будет запущен.
Использование систем с естественной циркуляции для двухэтажных строений вполне оправдано, а для большей этажности будет необходим циркуляционный насос
Минимизация сопротивления движению воды
При проектировании системы с естественной циркуляцией необходимо учитывать скорость движения теплоносителя по контуру.
Во-первых , чем быстрее скорость, тем быстрее будет происходить передача тепла по системе «котел – теплообменник – водяной контур – радиаторы отопления – помещение».
Во-вторых , чем быстрее скорость жидкости через теплообменник, тем меньше вероятность ее закипания, что особенно важно при печном отоплении.
Закипание воды в системе может обойтись очень дорого – стоимость демонтажа, ремонта и обратной установки теплообменника требует много времени и средств
При водяном отоплении с естественной циркуляцией скорость зависит от следующих факторов:
- разницы давления между фрагментами контура в нижней его точке;
- гидродинамического сопротивления отопительной системы.
Способы обеспечения максимальной разницы давления были рассмотрены выше. Гидродинамическое сопротивление реальной системы не поддается точному расчету по причине сложной математической модели и большого числа входящих данных, точность которых трудно гарантировать.
Тем не менее, существуют общие правила, соблюдение которых позволит уменьшить сопротивление отопительного контура.
Основным причинами снижения скорости движения воды являются сопротивление стенок труб и присутствие сужений из-за наличия фитингов или запорной арматуры. При небольшой скорости потока сопротивление стенок практически отсутствует.
Исключение составляют длинные и тонкие трубы, характерные для отопления с помощью . Как правило, для него выделяют отдельные контуры с принудительной циркуляцией.
При выборе типов труб для контура с естественной циркуляцией придется учитывать наличие технических сужений при монтаже системы. Поэтому использовать при естественной циркуляции воды нежелательно по причине соединения их фитингами, со значительно меньшим внутренним диаметром.
Фитинги металлопластиковых труб несколько сужают внутренний диаметр и являются серьезной преградой на пути воды при слабом напоре (+)
Правила выбора и монтажа труб
Уклон магистрали обратки делают, как правило, по ходу движения охлажденной воды. Тогда нижняя точка контура будет совпадать с входом обратной трубы в теплогенератор.
Самая распространенная комбинация направления уклона подающей и обратной труб для удаления воздушных пробок из водяного контура с естественной циркуляцией
При небольшой площади в контуре с естественной циркуляцией необходимо не допустить попадания воздуха в узкие и горизонтально расположенные трубы этой обогревательной системы. Необходимо поставить устройство удаления воздуха перед теплым полом.
Однотрубные и двухтрубные схемы отопления
При разработке схемы отопления дома с естественной циркуляцией воды возможно проектирование как одного, так и нескольких отдельных контуров. Они могут существенно отличаться друг от друга. Вне зависимости от длины, количества радиаторов и других параметров, их выполняют по однотрубной или двухтрубной схеме.
Контур с использованием одной магистрали
Систему отопления с использованием одной и той же трубы для последовательного подвода воды к радиаторам называют однотрубной. Самым простым однотрубным вариантом является отопление металлическими трубами без использования радиаторов.
Это наиболее дешевый и наименее проблемный способ решения обогрева дома при выборе в пользу естественной циркуляции теплоносителя. Единственный значимый минус – внешний вид громоздких труб.
При самом экономном с радиаторами отопления, горячая вода последовательно протекает через каждое устройство. Здесь необходимо минимальное количество труб и запорной арматуры.
По мере прохождения остывает, поэтому последующие радиаторы получают воду более холодную, что необходимо учитывать при расчете количества секций.
Простая однотрубная схема (вверху) требует минимального количества монтажных работ и вложенных средств. Более сложный и затратный вариант внизу позволяет отключать радиаторы без остановки всей системы
Самым эффективным способом подключения приборов отопления к однотрубной сети считается диагональный вариант.
Согласно этой схеме контуров отопления с естественным типом циркуляции горячая вода поступает в радиатор сверху, после охлаждения отводится через расположенный внизу патрубок. При прохождении подобным образом нагретая вода отдает максимальное количество тепла.
При нижнем подключении к батарее как входного патрубка, так и выходного, теплоотдача существенно уменьшается, потому что нагретому теплоносителю надо пройти максимально длинный путь. Из-за значительного остывания в подобных схемах не используются батареи с большим количеством секций.
«Ленинградка» характеризуется внушительными теплопотерями, которые необходимо учитывать при расчете системы. Плюс ее в том, что при использовании запорных вентилей на входном и выходном патрубке приборы выборочно можно отключать для ремонта без остановки отопительного цикла (+)
Отопительные контуры с подобным подключением радиаторов получили название « «. Несмотря на отмеченные потери тепла, им отдают предпочтение в обустройстве систем квартирного отопления, что обусловлено более эстетичным видом прокладки трубопровода.
Существенным недостатком однотрубных сетей является невозможность отключить одну из секций отопления без прекращения циркуляции воды по всему контуру.
Поэтому обычно применяют модернизацию классической схемы с установкой « » для обхода радиатора с помощью ответвления с двумя шаровыми кранами или трехходовым краном. Это позволяет регулировать подачу воды к радиатору, вплоть до полного его отключения.
Для двух и более этажных строений применяют варианты однотрубной схемы с вертикальными стояками. В этом случае распределение горячей воды более равномерное, чем при горизонтальных стояках. К тому же вертикальные стояки менее протяженные и лучше вписываются в интерьер дома.
Однотрубную схему с вертикальной разводкой успешно применяют при обогреве двухэтажных помещений с использованием естественной циркуляции. Представлен вариант с возможностью отключения верхних радиаторов
Вариант с применением обратной трубы
Когда одну трубу используют для подачи горячей воды к радиаторам, а вторую – для отвода охлажденной к котлу или печи, такую схему отопления называют двухтрубной. Подобную систему при наличии радиаторов отопления используют чаще, чем однотрубную.
Она более дорогая, так как требует монтажа дополнительной трубы, но имеет ряд значимых преимуществ:
- более равномерное распределение температуры подаваемого к радиаторам теплоносителя;
- проще выполнить расчет зависимости параметров радиаторов от площади отапливаемого помещения и необходимых значениях температуры;
- эффективней регулировка подачи тепла к каждому радиатору.
В зависимости от направления движения охлажденной воды относительно горячей, подразделяют на попутные и тупиковые. В попутных схемах движение охлажденной воды происходит в том же направлении, что и горячей, поэтому длина цикла для всего контура совпадает.
В тупиковых схемах, охлажденная вода движется навстречу горячей, поэтому для разных радиаторов длины циклов оборота теплоносителя отличаются. Так как скорость в системе небольшая, то и время нагрева может существенно отличаться. Те радиаторы, у которых длина цикла круговорота воды меньше, будут нагреты быстрее.
При выборе тупиковой и попутной схем отопления исходят в первую очередь из удобства проведения обратной трубы
Существует два типа расположения подводки относительно радиаторов отопления: верхняя и нижняя. При верхней подводке труба, подающая горячую воду, располагается выше радиаторов отопления, а при нижней подводке – ниже.
При нижней подводке возможно удаление воздуха через радиаторы и отсутствует необходимость проведения труб поверху, что хорошо с позиции дизайна помещения.
Однако без коллектора разгона перепад давления будет гораздо меньше, чем при использовании верхней подводки. Поэтому нижнюю подводку при отоплении помещений по принципу естественной циркуляции практически не применяют.
Выводы и полезное видео по теме
Организация однотрубной схема на основе электрокотла для небольшого дома:
Работа двухтрубной системы для одноэтажного деревянного дома на основе твердотопливного котла длительного горения:
Использование естественной циркуляции при движении воды в отопительном контуре требует точных расчетов и технически грамотного выполнения монтажных работ. При выполнении этих условий система отопления будет качественно нагревать помещения частного дома и избавит хозяев от шума насоса и зависимости от электроэнергии.
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.
Сети горячего водоснабжения (ГВ) имеют много общего с сетями холодного водоснабжения. Сеть горячего водоснабжения бывает с нижней и верхней разводкой. Сеть горячего водоснабжения бывает тупиковой и закольцованной, но, в отличие от сетей холодного водопровода, кольцевание сети необходимо для сохранения высокой температуры воды.
Простые (тупиковые) сети ГВ применяют в небольших малоэтажных зданиях, в бытовых помещениях промышленных зданий и в зданиях со стабильным потреблением горячей воды (бани, прачечные).
Схемы сетей горячего водоснабжения с циркуляционным трубопроводом следует применять в жилых зданиях, гостиницах, общежитиях, лечебных учреждениях, санаториях и домах отдыха, в детских дошкольных учреждениях, а также во всех случаях, когда возможен неравномерный и кратковременный отбор воды.
Обычно сеть горячего водоснабжения состоит из горизонтальных подающих магистралей и вертикальных распределительных трубопроводов-стояков, от которых устраивают поквартирные разводки. Стояки горячего водоснабжения прокладывают как можно ближе к приборам.
Рисунок 1. Схема с верхней разводкой подающей магистрали: 1 - водонагреватель; 2 - подающий стояк; 3 - распределительные стояки; 4 - циркуляционная сеть
Кроме того, сети горячего водоснабжения подразделяются на двухтрубные (с закольцованными стояками) и однотрубные (с тупиковыми стояками).
Рассмотрим некоторые из большого числа возможных схем сетей горячего водоснабжения.
При верхней разводке магистралей сборный циркуляционный трубопровод замыкается в виде кольца. Циркуляция воды в трубопроводном кольце при отсутствии водоразбора осуществляется под действием гравитационного напора, возникающего в системе из-за разницы плотности охлажденной и горячей воды. Охлажденная в стояках вода опускается вниз в водонагреватель и вытесняет из него воду с более высокой температурой. Таким образом происходит непрерывный водообмен в системе.
Тупиковая схема сети (рис.2) имеет наименьшую металлоемкость, но из-за значительного остывания и нерационального сброса остывшей воды применяется в жилых зданиях высотой до 4-х этажей, если на стояках не предусмотрены полотенцесушитель и протяженность магистральных труб мала.
Рисунок 2. Тупиковая схема горячего водоснабжения: 1 - водонагреватель; 2 – распределительные стояки
Если же протяженность магистральных труб велика, а высота стояков ограничена, применяют схему с закольцованными подающей и циркуляционными магистралями с установкой на них циркуляционного насоса (рис. 3).
Рисунок 3. Схема с закольцованными магистральными трубопроводами: 1 - водонагреватель; 2 - распределительные стояки; 3 - диафрагма (дополнительное гидравлическое сопротивление); 4 - циркуляционный насос; 5 - обратный клапан
Наибольшее распространение получила двухтрубная схема (рис. 4), в которой циркуляция по стоякам и магистралям осуществляется с помощью насоса, забирающего воду из обратной магистрали и подающего ее в водонагреватель. Система с односторонним присоединением водоразборных точек к подающему стояку и с установкой полотенцесушителей на обратном стояке представляет собой наиболее распространенный вариант подобной схемы. Двухтрубная схема оказалась надежной в эксплуатации и удобной для потребителей, но для нее характерна высокая металлоемкость.
Рисунок 4. Двухтрубная схема горячего водоснабжения: 1 - водонагреватель; 2 - подающая магистраль; 3 - циркуляционная магистраль; 4 - циркуляционный насос; 5 - подающий стояк; 6 - циркуляционный стояк; 7 - водоразбор; 8 - полотенцесушители
Для снижения металлоемкости в последние годы стали использовать схему, в которой несколько подающих стояков объединяются перемычкой с одним циркуляционным стояком (рис. 5).
Рисунок 5. Схема с одним объединяющим циркуляционным стояком: 1 - водонагреватель; 2 - подающая магистраль; 3 - циркуляционная магистраль; 4 - циркуляционный насос; 5 - водоразборные стояки; 6 - циркуляционный стояк; 7 - обратный клапан
Недавно появились схемы однотрубной системы горячего водоснабжения с одним холостым подающим стояком на группу водоразборных стояков (рис.6). Холостой стояк изолирован и устанавливается в паре с одним водоразборным или в секционном узле, состоящим из 2-3 закольцованных водоразборных стояков. Основное назначение холостого стояка - транспортирование горячей воды из магистрали в верхнюю перемычку и далее в водоразборные стояки. В каждом стояке происходит самостоятельная дополнительная циркуляция за счет гравитационного напора, возникающего в контуре секционного узла из-за остывания воды в водоразборных стояках. Холостой стояк помогает правильному распределению потоков в пределах секционного узла.
