Рециркуляция воды в системе горячего водоснабжения: цели и варианты реализации

Алгоритм работы бойлера косвенного нагрева

БКН в разрезе.

БКН по виду похож на обычный электрический накопительный электрический бойлер, да и задачи у них идентичные, а вот алгоритм работы несколько отличается. В БКН вода для ГВС нагревается

• накопительный бак для воды заключенный в теплоизоляцию и кожух;
• встроенный змеевик для циркуляции теплоносителя;
• стержень из магния;
• патрубок подпитки из системы водоснабжения;
• патрубок подачи ГВС.

Это базовая комплектация бойлера косвенного нагрева. Принцип работы заключается в том, что котел нагревает теплоноситель и пропускает его по змеевику, который находится в накопительном баке. Змеевик контактирует с водой в емкости и отдает ей свое тепло. Температура воды растет и давление в баке тоже.

Поэтому подключение бойлера косвенного нагрева выполняется с применением термодатчиков. Когда вода нагрелась, датчик подает сигнал на насос или трёхходовой клапан (в зависимости от схемы подключения бойлера косвенного нагрева) и циркуляция в змеевике прекращается. Обратный процесс происходит, когда вода остывает.

Рециркуляция ГВС в частном доме: схема обвязки водонагревателя

При большом расстоянии от бойлера до точки забора воды может потребоваться рециркуляция ГВС. Она необходима для постоянного перемещения жидкости в контуре горячего водоснабжения.

Для чего необходима рециркуляция

Трубопровод горячего водоснабжения может иметь различную длину. Если точка забора расположена на большом расстоянии от бойлера, то при открывании крана горячая вода пойдёт не сразу. Необходимо будет подождать некоторое время, пока из трубопровода не вытечет холодная жидкость.

Рециркуляция ГВС может быть и через теплый пол и полотенцесушитель

В частных домах расстояние от места расположения бойлера до точки забора воды может быть достаточно большим. Это делает использование системы горячего водоснабжения некомфортным и приводит к нерациональному расходованию воды. Для поступления горячей воды в момент открывания крана необходима постоянная её циркуляция.

Рециркуляция ГВС представляет собой принудительное перемещение жидкости в контуре горячего водоснабжения с помощью насоса.

Следует учитывать, эффективность возможна только при использовании бойлера накопительного типа. Проточные водонагреватели включать в систему рециркуляции нецелесообразно.

Насос периодически перекачивает жидкость. При этом теплоноситель не выходит за пределы контура и возвращается в накопительную емкость. Это позволяет постоянно поддерживать необходимый показатель температуры жидкости в трубопроводе.

Схема рециркуляции

Изготовление контура, в котором будет постоянно поддерживаться температура воды, возможно при строительстве или глубокой модернизации системы ГВС.

Схема рециркуляции выполняется следующим образом:

1. Прокладка трубопровода. Схема предусматривает замкнутый контур. Труба прокладывается через нужные помещения к дальней точке и обратно к бойлеру.
2. Подключение точек забора воды. Монтаж предусматривает последовательное включение точек водозабора в систему. В дальнем месте потребления воды труба не заканчивается, а возвращается к водонагревателю.
3. Включение в контур насоса. Он необходим для принудительной циркуляции теплоносителя. Лучше включить насос и установить запорное устройство в схему на промежутке, где вода поступает не к потребителям, а к накопительной емкости. Это позволит при необходимости отключить принудительную циркуляцию.

Схема рециркуляции. Источник фото: tolyatty.blizko.ru

Правила монтажа

Чтобы выполнить монтаж рециркуляции горячего водоснабжения, необходимо наличие определенных знаний. Можно обратиться за помощью к квалифицированным специалистам.

При монтаже своими руками необходимо придерживаться нескольких правил:

1. Правильно рассчитать объём водонагревателя. Недостаточный размер накопительной емкости приведет к попаданию в контур воды из трубопровода ХВС. При расчете объема бойлера учитывается количество людей, проживающих в доме.
2. Использовать в обвязке водонагревателя обязательные элементы, рекомендуемые заводом изготовителем. Для безопасного использования бойлера может потребоваться монтаж определенных элементов обвязки. Часто производители поставляют такие элементы в комплекте с водонагревателем.
3. Утеплить трубопровод. Для уменьшения теплопотерь при циркуляции теплоносителя в контуре горячего водоснабжения следует нанести на трубы слой теплоизоляции. Можно использовать полиэтиленовую теплоизоляцию для труб. Утеплению в обязательном порядке подлежат и фитинги.
4. Использовать насос для рециркуляции ГВС. В отличие от помп, предназначенных для перемещения жидкости в системе отопления, диаметр резьбовых соединений рециркуляционных насосов предназначен для соединения с фитингами систем водоснабжения.

Отключение системы

В некоторых случаях возникает необходимость отключить принудительную циркуляцию жидкости. Это может быть связано с сезонными явлениями, отсутствием людей в доме и т.п.

Для прекращения принудительной циркуляции нужно отключить насос и перекрыть запорный кран на обратной стороне трубопровода.

Насос и запорный кран на обратке

Включение системы осуществляется в обратной последовательности. Существует возможность автоматизировать процесс.

Для этого можно установить насос со встроенным таймером или подключить помпу к отдельно стоящему управляющему устройству.

Таким образом можно включать циркуляцию в нужное время суток на определенный промежуток времени. Рециркуляция ГВС нужна для комфортного использования накопительного водонагревателя и экономного расходования воды.

Рекомендуемые производители оборудования для отопления дома

Большинство застройщиков предпочитает оборудовать дом так, чтобы сразу, одним махом установить отопление и обеспечить потребности жильцов в горячей воде. Это правильный подход. Главное, определиться с желаниями и возможностями. Разумеется, речь идёт об основном элементе системы отопления и горячего водоснабжения частного дома — котле.

Предлагаем ознакомиться Не выжимает стиральная машина ардо

Наиболее оптимально выглядит схема отопления дома с двухконтурным котлом, собранная своими руками, и по затратам на оборудование, и по оплате топлива.

Сегодня рынок предлагает не один десяток моделей, работающих на угле, дровах или топливных брикетах

Основные затраты, которые понесёт владелец, — стоимость источника энергии: газ, электричество, твёрдое топливо или жидкое (дизельное). Самыми экономичными являются твёрдотопливные котлы, к сожалению, обладающие существенным недостатком: через каждые 8–10 часов нужна перезагрузка. Для автономной работы они не предусмотрены. Имеются варианты с частичной автоматизацией (подача топлива, регулировка тяги), но и это не решает проблему в корне.

Самыми дорогими с точки зрения пользователя считают электрические агрегаты, зато в процессе эксплуатации — просто сказка. При выборе электрического котла следует убедиться, что с его включением не возникнет перегрузки в электросети, или учесть его мощность при проектировании электроснабжения в доме.

Когда дом расположен в газифицированном населённом пункте или имеется возможность дотянуть газовую трубу до подворья, оптимальный выбор — установка двухконтурного газового котла. Степень автоматизации современных газовых котлов обеспечивает надёжную эксплуатацию с минимальным контролем со стороны человека.

Электрический бойлер прост в эксплуатации, имеет сравнительно небольшую стоимость

Самый распространённый вариант обеспечить горячее водоснабжение частного дома своими руками — установка электрического бойлера выбранной ёмкости. То есть отопление — отдельно, горячая вода — отдельно.

Когда имеется природный газ, устанавливают газовую колонку, желательно самую современную модель, чтобы запальник сам включался. Проточная горячая вода из колонки выходит дешевле, чем согреваемая в накопителе-бойлере.

Vaillant — немецкий производитель отопительного оборудования, история которого берёт начало в 1974 году

Список производителей отопительного оборудования и водонагревателей почти безграничен, около 500 брендов из разных стран. Только в России насчитывают более 150 компаний, чьи модели уже много лет служат в частных домах. Практически в каждом регионе есть свой производитель или его представительство.

Самого лучшего производителя (бесспорного лидера) выбрать невозможно. Но можно рассмотреть продукцию таких всемирно известных компаний (если финансовая сторона вопроса не интересует), как Vaillant, Viessmann, Buderus, Bosch, Ferroli, Ferroli, Ariston. Когда время терпит, можно потратить несколько месяцев на мониторинг предложений и приобрести котёл или водонагреватель от одного из известных производителей с хорошей скидкой.

Среди российских производителей на слуху Жуковский машиностроительный завод, завод Конорд, , ООО «Сигнал-Теплотехника» и некоторые другие. По надёжности и долговечности это оборудование не уступает заграничным аналогам, но стоит значительно меньше. Кроме того, обслуживание проще за счёт разветвлённой сети сервисных центров.

Его длина не может превышать 30 м. Впрочем, если не соблюдены требуемые уклоны при монтаже системы, длина не будет иметь значения, придётся врезать циркуляционный насос или переделывать систему полностью.

При разводке труб отопления важно учесть следующее: чем дальше от котла батарея, тем меньше температура воды в ней

Она не предусматривает регулировку нагрева отдельно взятой батареи или отключения одной, например, в случае протечки и ремонта.

Альтернативой может послужить так называемая «Ленинградка», в которой на каждую батарею устанавливают байпас и регулирующий вентиль

Двухтрубная система

Поскольку двухтрубную систему отопления индивидуального дома устраивают не на две-три небольшие комнатки, а с целью прогрева внушительного сооружения, без принудительной циркуляции добиться ее нормальной теплоотдачи не удастся Там, где создают тёплый умный дом, часто устанавливают бойлер косвенного нагрева, использующий проходящую через него горячую воду. Он встраивается в общую систему.

Устройство бойлера косвенного нагрева сходно с устройством водонагревателя прямого типа

Рециркуляция ГВС без обратки

Да, такое возможно. Для этого циркуляционный насос монтируется в самой последней точке, например, под раковиной. Холодный трубопровод используется в качестве временной возвратной линии. Холодная и горячая линии соединяются через насос.

Другой вариант — это монтаж клапана с термостатом под раковиной, а насоса на выходе от водонагревателя. Когда температура падает, термостат открывает клапан, вода возвращается обратно в бойлер. При этом насос лучше установить на определенное время работы.

Такой вариант рециркуляции гвс проще для модернизаций, так как не нужно добавлять трубу.

Реализация

Как реализуется циркуляция в системе горячего водоснабжения многоквартирного дома?

Здесь стоит сделать небольшое лирическое отступление.

Вода в системе ГВС должна иметь температуру не ниже 60 градусов по шкале Цельсия. При наличии центрального отопления вода может подаваться напрямую из тепловой сети. Такая схема теплоснабжения называется открытой (с отбором теплоносителя).

Открытое теплоснабжение: элеваторный узел с отводами, через которые запитано домовое ГВС

Новейший СП 30.13330.2016 прямо указывает, что отбор горячей воды из теплосети нежелателен, поэтому современные дома следует по возможности проектировать с закрытым теплоснабжением (без отбора теплоносителя). Вода для нужд ГВС отбирается из системы хозяйственно-питьевого водоснабжения и нагревается в водо-водяных, паро-водяных теплообменниках (они утилизируют тепловую энергию теплоносителя) или в локальных водонагревателях (бойлерах, колонках, котлах с дополнительным теплообменником и т.д.).

Водо-водяной теплообменник в составе современного теплового пункта

Открытое теплоснабжение

Горячая вода в системе с открытым теплоснабжением отбирается через врезки в прямую и обратную нитки элеваторного узла.

Так устроен отопительный элеватор

Врезки ГВС находятся между входной запорной арматурой элеваторного узла и собственно водоструйным элеватором. Как правило, система горячего водоснабжения с циркуляцией в доме с открытым теплоснабжением врезана в элеваторный узел в четырех точках — по две на каждой нитке.

Врезки на одной нитке разделены между собой дросселирующими («подпорными») шайбами с отверстием, диаметр которого должен быть приблизительно на один миллиметр больше, чем у  сопла элеватора.

Подпорные шайбы обеспечивают перепад между врезками ГВС в одну нитку теплосети

Температура подачи и обратки в течение года заметно меняется: она минимальна летом и максимальна в пик зимних холодов.

График температуры теплосети в отопительный сезон

В зависимости от  времени года и текущей температуры теплоносителя циркуляция горячей воды в системе водоснабжения может быть организована тремя способами:

1. Из прямой нитки в обратную. Эта схема образует в элеваторном узле байпас, который гасит перепад на элеваторе, поэтому она используется только вне отопительного сезона;
2. Из подачи в подачу. Перепад давления между врезками (порядка 0,2 кгс/см2) создает дросселирующая шайба. Схема собирается в элеваторном узле в межсезонье, при достаточно низкой температуре подачи;
3. Из обратки в обратку. В этом режиме ГВС функционирует в холодное время года, когда температура теплоносителя на подающей нитке превышает 70-75 градусов.

Закрытое теплоснабжение

Гидростатическое давление в контуре ГВС дома с закрытым теплоснабжением всегда равно давлению внутри водопровода  ХВС. Перепаду, приводящему воду в движение, взяться просто-напросто неоткуда. Именно поэтому такая система циркуляционного горячего водоснабжения использует циркуляционные насосы.

Насос для рециркуляции воды с сухим ротором

Разводка в многоквартирном доме

Как должно разводиться  горячее водоснабжение с циркуляцией в многоквартирном жилом доме? Ответ найдется в уже знакомом нам СП 30.13330.2016.

В доме в пять этажей и выше стояки ГВС должны объединяться в секции из 3-7 единиц. При этом в качестве рециркуляционного используется один стояк, подключенный к обратному розливу ГВС;

Красные трубы — розливы ГВС, подача и обратка

Группа стояков с кольцующими перемычками на чердаке

Поплавковый автоматический воздушник и кран Маевского

• Каждый из закольцованных стояков ГВС должен снабжаться запорной арматурой у основания и на верхнем этаже;
• Система циркуляции горячего водоснабжения допускает присоединение полотенцесушителей к подающему стояку (при условии монтажа кранов перед прибором и байпаса до кранов) или, при должном техническом обосновании, к циркуляционному стояку.

Врезка прибора в стояк подачи ГВС

Энергопотребление этого прибора — 100 Вт

Преимущества циркуляции ГВС и область применения

Достаточно широко распространены ситуации, когда в частных домах вся система водоподготовки объединяется в одном техническом помещении, максимально удалённом от обитаемой зоны. Также часто можно встретить проекты домов, имеющих несколько санузлов, в том числе на разных этажах. Для таких ситуаций характерна значительная протяжённость трубопроводов горячего водоснабжения, что сулит жильцам некоторые неудобства.

Например, при открытии горячей точки водоразбора требуется время, порой немалое, пока вода, проследовав по каналам и отдав им часть собственного тепла, начнёт поступать из крана при номинальной температуре. Это не только вызывает определённые неудобства при каждом использовании санузла, но также приводит к перерасходу воды, которая на многих объектах частного строительства служит стратегическим ресурсом.

Проблему решает узел рециркуляции, поддерживающий постоянный проток в системе ГВС. Благодаря этому горячая вода поступает из крана сразу после открытия, к тому же её температура может быть точно отрегулирована вне зависимости от режима работы нагревательного прибора.

Узлами рециркуляции могут быть укомплектованы те системы, в которых за нагрев воды отвечает накопительный нагреватель, бойлер косвенного нагрева или второй контур котла. При использовании проточных газовых и электрических нагревателей их гораздо разумнее переместить ближе к точкам водоразбора.

Нужно отметить, что рециркуляция ГВС подразумевает совершенно иную топологию системы. Поэтому реализация такой идеи возможна только в процессе строительства, ну или как минимум капитального ремонта. При попытках доработать имеющийся сантехнический комплекс с целью организовать рециркуляцию, вряд ли получится обойтись малой кровью.

Насосный узел и обвязка

Схема компоновки узла рециркуляции может отличаться в зависимости от используемого водогрейного и насосного оборудования. Например, конструкцией некоторых бойлеров косвенного нагрева предусмотрен третий отвод из верхней трети ёмкости для подключения возвратной трубы рециркуляции. Если такого отвода нет, обратный поток подключается через тройник к патрубку подачи холодной воды.

Пример схемы обвязки бойлера косвенного нагрева с рециркуляцией ГВС: 1 — котёл отопления; 2 — группа безопасности котла с расширительным баком; 3 — циркуляционный насос системы ГВС; 4 — группа безопасности бойлера с расширительным баком; 5 — потребители горячей воды; 6 — радиаторы отопления; 7 — бойлер косвенного нагрева; 8 — циркуляционный насос бойлера; 9 — обратные клапаны; 10 — циркуляционный насос системы отопления; 11 — сетчатый фильтр грубой очистки

Если взять в качестве примера стандартный электрический водонагреватель с двумя отводами, то на патрубке подачи холодной воды сначала устанавливается разъёмное соединение с накидной гайкой и группа безопасности для бойлеров. Ниже монтируется тройник, на два свободных отвода которого устанавливают шаровые краны. Один из них предназначен для подключения к магистрали ХВС, другой — для обратной трубы петли рециркуляции.

Схема рециркуляции ГВС с накопительным бойлером: 1 — накопительный водонагреватель; 2 — кран для подсоса воздуха при сливе бака; 3 — группа безопасности; 4 — обратные клапаны; 5 — циркуляционный насос; 6 — недельно-суточный таймер; 7 — потребители горячей воды

Таким образом, подача холодной воды в систему происходит только при снижении давления от открытия водоразбора, в остальных случаях горячая вода циркулирует по замкнутой петле, включающей весь объём бойлера.

Это главный недостаток водонагревательных приборов, конструкция которых не предусматривает их использование в системах ГВС с рециркуляцией. При такой схеме подключения бойлер не будет как положено отдавать 2/3 своего объёма с неизменно высокой температурой, ведь при подпитке весь объём жидкости будет равномерно охлаждаться.

Что касается самого насоса, для этих целей ведущими производителями сантехнического оборудования (Wilo, Grundfos) разработаны целые серии приборов. Их основное отличие от стандартных циркуляционных насосов — резьбовые патрубки для подключения такого же типоразмера, который обычно используется в бытовых системах водоснабжения — под резьбу 1/2″ или 1/4″.

Схемы обвязки бойлера косвенного нагрева

Рециркуляционная схема ГВС с бойлером косвенного нагрева.

При монтаже бойлера косвенного нагрева нужно грамотно сделать его обвязку. В принципе в контуре он расценивается как обычный отопительный прибор, ничем не отличающийся от батарей отопления. Поэтому по аналогии с радиаторами БКН может устанавливаться на систему с двухтрубной коллекторной разводкой. Особенность обвязки бойлера косвенного нагрева в коллекторной схеме заключается в возможности применения сервоприводов. В этом случае команды на сервопривод будут подаваться встроенным в резервуар термостатом.

Подключение бойлера косвенного нагрева к одноконтурному котлу в двухтрубной системе можно выполнить используя:

• трехходовой клапан;
• обычный тройник + циркуляционный насос.

Трехходовой клапан ставится на магистрали подачи и соединяется со встроенным в БКН датчиком. Насосы общего контура гоняют теплоноситель по системе. В БКН теплоноситель циркулирует до тех пор, пока на трехходовой клапан не поступит сигнал от термостата. После этого клапан закрывает проход воде в змеевик бака, и она течет дальше по трубам. Когда вода остывает, клапан открывается.

Если БКН устанавливается через обычный тройник, то на обратке из змеевика монтируется циркуляционный насос. К такой схеме обвязки прибегают, если мощности насосов общего контура недостаточно. Принцип работы такой же: термостат дает команду на выключение/включение насоса.

Важные моменты:

• на все патрубки устанавливается запорная арматура с американками – БКН должен быть съемным;
• на подаче холодной воды в бак ставится обратный клапан – на случай, если давление холодной воды упадет;
• на подаче горячей воды к точкам потребления устанавливается расширительный бак и группа безопасности.

Схема обвязки бойлера косвенного нагрева с рециркуляцией почти такая же, за исключением того, что подача горячей воды к точкам потребления возвращается обратно в бак. Тройники для отвода воды в точки потребления должны быть максимально близко к смесителям. Давления в баке может быть недостаточно для циркуляции, поэтому, скорее всего, нужен будет насос. Его нужно ставить на обратке, естественно, перед насосом грязевик.

В настоящее время схемы водоснабжения частного дома с горячей водой можно разделить на три типа: стандартная, с принудительной циркуляцией и с использованием коллектора (см. рис. 1).

Рис. 1 Схемы горячего водоснабжения частного дома.

а) стандартная;

б) с принудительной циркуляцией;

в) с использованием коллектора.

Вода при применении в системе водоснабжения коллектора, делится на горячую и холодную. В систему трубопровода горячей воды встраивается водонагреватель. Он в свою очередь бывает накопительным или проточным. Сама разводка делится на два вида: параллельная и последовательная. При проектировании схемы с применением коллектора используется меньше материалов, поэтому стоимость затрат будет ниже. Недостатки данной схемы наблюдаются в следующем – при значительном объеме водозабора в кранах, расположенных близко, напор больше по сравнению с дальними участками.

К тому же до дальних участков подача горячей воды весьма затруднительна, так как она в трубах охлаждается. Что касается материалов, то трубы в ответвлениях к точкам, осуществляющим водозабор, имеют диаметр 16 мм, а основные трубы имеют диаметр в пределах 35-40 мм.

При схеме, использующей принудительную циркуляцию, трубопровод проводится индивидуально к каждой точке водозабора. Данная схема имеет большую популярность по сравнению с предыдущей. Коллектор можно использовать как один, так и несколько. Главным плюсом схемы с принудительной циркуляцией считается одинаковый напор воды в трубопроводах, идущих от коллектора. Также к преимуществам можно отнести и значительное сокращение расстояния от коллектора до точки водозабора, что дает воде меньше остывать и быстрее нагреваться. Также немаловажным преимуществом данного способа является отсутствие соединений труб в междуэтажных перекрытиях, ведь их наличие очень плохо сказывается на ремонтных работах.

Виды и комплектация бойлеров косвенного нагрева

Обвязка БКН через трехходовой клапан.

Что это такое бойлер косвенного нагрева и с принципом его работы мы уже разобрались теперь, посмотрим, какие есть модели, их комплектацию. В самых простых моделях БКН должно быть четыре патрубка (2 на змеевик, 1 для холодной воды, 1 для подачи горячей воды на точки потребления). Такие агрегаты самые дешевые, но лучше воздержаться от их покупки, так как в них нет даже встроенного термостата – это большой минус. Термостат нужен обязательно.

БКН может быть настенным или напольным

Обратите внимание на материал, из которого изготовлен бак. Это может быть нержавейка или обычное железо, покрытое эмалью

Первый вариант лучше и дороже, причем разница весьма существенная. Змеевик делают из стали или латуни.

Необязательные комплектующие:

• встроенный электрический ТЭН;
• патрубок для рециркуляции;
• второй змеевик в баке.

Когда отопление выключено, никакой разницы в том как работает бойлер косвенного нагрева с ТЭНом и обычный бойлер нет. Вода в обоих приборах нагревается электричеством. Кстати, ТЭН в БКН может работать совместно с котлом, если это необходимо.

Наличие патрубка для рециркуляции позволяет создать циркуляционную систему ГВС. Плюс в том, что вода не застаивается в трубах и, открыв кран, сразу польется горячая вода. В то время как в тупиковом контуре ГВС нужно подождать пока сольется остывшая вода из труб от источника (в нашем случае БКН) до крана. Кроме этого, при наличии циркуляционного патрубка БКН можно совместно с контуром ГВС использовать для . Чтобы даже летом, когда отопление выключено, полы в ванной комнате и были теплыми.

Встроенный второй змеевик можно подключать к альтернативному источнику нагрева. Например, к , которая дает бесплатное тепло, отбирая его у солнца. Это неплохое дополнение к основному нагревателю.

Узел водяного тёплого пола.

1. Как работает насосный смесительный узел: Насос забирает горячую сантехническую воду из бойлера через трассу рециркуляции. Чтобы попасть в насос вода сначала проходит через трёхходовой смесительный кран, а дальше, после насоса в подающий коллектор тёплого пола.

Из него, под действием насоса вода растекается по веткам тёплого пола, отдаёт своё тепло цементной стяжке пола. После чего, охлаждённая собирается в обратном коллекторе. Из коллектора она снова попадает в насосный узел, а именно в трёхходовой смесительный кран. Здесь поток воды разделяется. Часть её возвращается в бойлер, где снова нагревается. Другая часть воды в смесительном клапане подмешивается к горячей воде из бойлера всасывается насосом и снова подаётся в тёплый пол. Именно это подмешивание позволяет нам подавать в тёплый пол теплоноситель нужной нам температуры. Насосный смесительный узел тёплого пола легко собрать самому. Кроме имеющегося насоса нам понадобится трехходовой смесительный клапан например ESBE VRG60 11 00 или другой с теми же размерами и той же конструкции.