В этой статье поговорим о том, как организовать циркуляцию горячего водоснабжения в загородных домах и коттеджах. Если вы так же, как и наши инженеры, устали от водянистых статьей копирайтеров, ничего не смыслящих в теме, тогда милости просим! Эта экспертная статья написана специалистами и будет полезна как владельцам загородной недвижимости, которые хотят самостоятельно спроектировать систему горячего водоснабжения (ГВС), так и профессионалам в данной сфере.
Важно! В статье затронута тема рециркуляции ГВС именно в частных домах, в квартирах циркуляцию мы не делаем, поэтому и не упоминаем.
При рециркуляции вода в трубах системы горячего водоснабжения (ГВС) течет по кругу от бойлера к точкам водозабора, потом возвращается по обратной трубе к бойлеру. В водонагревателе остывшая вода подогревается. Благодаря этому теплую воду не нужно ждать при открытии крана, даже если кран расположен на большом расстоянии от нагревательного оборудования.
Из статьи вы узнаете:
- Зачем делать рециркуляцию;
- Минусы системы с рециркуляцией;
- О эксплуатационных расходах на циркуляцию ГВС в частном доме;
- О схемах рециркуляции через бойлер косвенного нагрева;
- Какая должна быть температура горячей воды в системе и бойлере;
- Как избавиться от бактерий легионнеллы в ГВС и сохранить свое здоровье;
- Как сделать систему циркуляции ГВС, если уже есть двухконтурный газовый котел;
- О правильной схеме циркуляции через электрический водонагреватель;
- Как подключить полотенцесушитель к системе горячего водоснабжения: параллельная и последовательная схемы;
- О вариантах разводки труб по дому при рециркуляции;
- Какие гидравлические расчеты необходимы при подборе циркуляционного насоса;
- Как организовать циркуляцию горячей воды в доме своими руками.
Напоминаем, что если вы хотите сделать систему наружного и внутреннего водоснабжения, а также систему отопления, вы можете обратиться к нам. Мы оказываем эти услуги в Москве и Санкт-Петербурге (а также по Московской и Ленинградской областям), а также в близлежащих регионах России.
Рециркуляция или циркуляция горячего водоснабжения – как правильно?
Определимся с понятиями: рециркуляция – это многократное, полное или частичное возвращение жидкости, которая позволяет поддерживать и регулировать температуру в системе. Циркуляция – это движение теплоносителя по замкнутому кругу без его расхода. Поэтому, когда говорят «рециркуляция» чаще всего имеют в виду водоснабжение, а когда «циркуляция» – систему отопления.
В своей деятельности мы так же замечаем, что про рециркуляцию ГВС чаще говорят применительно к частным домам, а про циркуляцию – к многоквартирным (в системах ЖХК). В данной публикации мы будем использовать и то, и другое название, сути это не меняет.
Для чего нужна система рециркуляции горячей воды в частном доме
Есть несколько правил, которые нужно соблюдать при организации горячего водоснабжения. Подробно о них мы говорили в статье «Горячая вода в частном доме: как провести, схемы, монтаж своими руками» (ссылка). Здесь мы затронем одно из самых важных:
От нагревателя воды до точки водозабора (крана) должно быть не более 5-ти метров. Иначе при отсутствии забора воды в течение какого-то времени та остывает в трубах, и ее приходится долго ждать после открытия крана. Пользоваться такой системой будет некомфортно.
Однако не всегда это правило можно соблюсти. Например, техническое помещение с установленным бойлером может располагаться далеко от санузла или в доме может быть несколько туалетов, расположенных в разных концах дома и/или на разных этажах здания. В небольших загородных домах и на дачах только с одним санузлом (в котором обычно расположен бойлер) проживающие нередко сталкиваются с дискомфортом при использовании мойки, которая может располагаться в другом конце здания.
Совет! Уменьшить скорость остывания воды в трубах поможет их утепление. Самыми распространенными утеплителями, применяемыми в частном домостроении, являются «чулки» из вспененного полиэтилена. Например, типа «Стенофлекс» или «Энергофлекс» с толщиной 9 или 13 мм.
Для сокращения времени ожидания горячей воды в частных домах используют варианты:
- Расположить несколько водонагревателей, например, в каждом санузле и на кухне, ближе к точкам водоразбора (к сантехприборам).
- Организовать рециркуляцию горячей воды.
Первый вариант подойдет, только если вы используете электрические бойлеры. При использовании бойлера косвенного нагрева (работающим в паре с котлом отопления) так не получится: он один и обычно располагается в котельной.
Основное преумущесто второго способа с рециркуляцией ГВС можно понять по рисунку:
Разводка ГВС в доме с рециркуляцией и без
Чтобы организовать рециркуляцию горячей воды в частном доме, нужен водонагреватель и насос для циркуляции. Можно использовать бойлер косвенного нагрева, а можно – электрический водонагреватель.
Преимущества циркуляции горячей воды в частном доме
Преимущества рециркуляция горячей воды:
- Снижается расход воды, ведь вы не ждете, пока вода пробежит. В частных домах с автономным водоснабжения это приводит к уменьшению потребления электроэнергии подающим насосом – скважинным или колодезным, а в домах с центральным – снижаются коммунальные платежи по счетчику.
Мнение эксперта! Некоторые исследования показывают, что мы недооцениваем значения потерь. За год семья из 3-х человек пропускает объем до 16 м3 в ожидании, когда пойдет горячая вода.
- ГВС удобнее пользоваться – вода бежит сразу горячая. Это более комфортно, так как в кране постоянная температура, меньше риска получить ожоги, постоянно проверяя воду на температуру.
Важно! Ситуация усугубляется тем, что при открытии крана пользователи часто не ждут, когда по трубопроводу протечет остывшая вода, а сразу регулируют температуру на смесителе – то есть открывают горячую воду на полную. Но когда от бойлера до крана дойдет вода, произойдет резкий скачок температуры, при котором можно получить ожоги. Особенно когда в водонагревателе настроена температура выше 60⁰C. Пользователи так делают, когда объема бака нагревателя недостаточно. Правильный порядок действий при отсутствии циркуляции ГВС следующий: сначала пропустить горячую воду и через несколько секунд (1-2 секунды на 1 пог м трубопровода) настроить температуру на смесителе.
- Можно организовать запас горячей воды с бОльшей температурой в бойлере (смотри схему с термостатическим клапаном), чем в трубопроводе. Это позволит иметь увеличенный запас тепловой энергии в водонагревателе такого же объема.
- Можно установить полотенцесушитель, который будет работать и зимой и летом. Его монтируют на обратную трубу, которая идет от последней точки водозабора до котла.
Такой полотенцесушитель работает не только зимой, но и летом, когда отопления в доме отключено. Конечно, можно сделать и «тупую» рециркуляцию, при которой движение теплой воды идет не через полотенцесушитель, а замыкается с последним по отдаленности прибором, использующим горячую воду.
Совет! В ванне можно поставить электрический полотенцесушитель даже при отсутствии рециркуляции системы ГВС. Он включается с кнопки, когда необходимо.
Как подключить полотенцесушитель через рециркуляцию ГВС – упрощенная принципиальная схема
Недостатки системы ГВС с рециркуляцией горячей воды
Первый минус системы с рециркуляцией ГВС: больше труб и соответствующей трубопроводной арматуры и фитингов – на этапе монтажа это дополнительные расходы. Также нужно учесть, что такие системы делают только при возможности спрятать трубы, например, в стяжке пола или в коробе из гипсокартона. Иначе по дому потянется целый пучок трубопроводов. Поэтому планируйте водоснабжения еще на этапе строительства дома или при его капитальном ремонте.
Второе – некоторых наших клиентов смущает еще один электроприбор в системе – циркуляционный насос. Но тут пугаться не стоит, он очень надежный и малошумный, прослужит вам без аварий несколько лет. Но даже при его поломке можно пользоваться теплой водой – не будет работать только рециркуляция.
Третье: нужно учитывать затраты на электроэнергию, потребляемую насосом циркуляции, и ниже мы рассчитаем расходы на него за месяц. Спойлер: они копеечные.
Также будут дополнительные расходы на подогрев остывающей воды в трубах. Конечно, тепловая энергия в трубах теряется и так, но с рециркуляцией этот процесс происходит постоянно. Насколько это существенно? Ниже разберемся.
Совет! Для снижения расходов можно использовать либо программируемые насосы, либо таймер, который отключает насос в периоды простоя – чаще всего в ночное время. Подробно о выборе циркуляционного насоса системы рециркуляции по параметрам и функциям будет ниже в этом материале.
Расчет финансовых затрат на эксплуатацию системы рециркуляции
Функционирующая система рециркуляции потребует:
- Электроэнергию для насоса циркуляции;
- Энергию на подогрев воды, циркулирующей по трубопроводам.
С первым пунктом все относительно просто: для небольших частных домов подойдут насосы, мощность которых всего несколько Ватт. Их диапазон P никогда не выходит за 28 Вт.
Максимальные расходы за месяц в рублях можно вычислить по формуле:
руб/ месяц,
где T – ваш тариф ЖКХ за 1 кВт. Мы взяли 5,38 руб – это установленный одноставочный тариф для Ленинградской области на первое полугодие 2023 года. Для Московской области в СНТ тариф 5,05 руб, в ИЖС – 6,73 руб).
Далее рассчитаем потери энергии на теплоотдачу трубопровода ГВС. Для примера возьмем частный жилой дом 10 на 10 метров. Представим, что по его периметру проложена металлопластиковая труба на подачу горячей воды с наружным диаметром 20 мм и 20-ти метровый рециркуляционный трубопровод с наружным диаметром 16 мм. Данный пример мы будем использовать и для гидравлического расчета системы.
Теплопотери трубопровода в системе зависят от разницы температур трубопровода и внешней среды, а также от наличия теплоизоляции, ее материала (коэффициента теплопроводности) и ее толщины. Для примера допустим, что температура горячей воды в системе 60⁰С, а температура в помещении 20⁰С, итого разница в 40 градусов.
Данные по теплопотерям трубопровода либо берутся из таблиц (такие есть у производителей, в частности Valtec), либо считаются по формуле из СП 41-103-2000. В Интернете легко найти онлайн-калькуляторы.
Для вас мы уже произвели расчеты:
Теплопотери для трубы 20 мм из нашего примера составят 15.72 Вт/пог м, а для трубы 16 мм – 13,72 Вт/пог м. Утечки тепла с трубопровода без изоляции 20 мм составят 96 Вт/м. Разница очень существенная, поэтому трубопроводы обязательно утепляем. Данные расчеты нам потребуются дальше при подборе циркуляционного насоса для системы ГВС.
Итого получаем общие теплопотери системы:
Ватт или примерно 0,6 кВт
При расчете затрат на подогрев воды (если используется электрический водогрей) смело умножаем полученные данные на тариф и на количество часов и дней в месяце (КПД у него близкий к 100 процентам). Получаем:
руб/мес
Если используется газовый котел с бойлером косвенного нагрева, то 1 кВт тепловой энергии будет стоить примерно 0,71 руб. Итого:
руб/месяц
Общие затраты на рециркуляцию в месяц составят при электрическом бойлере:
2324+108=2432 руб.
При бойлере косвенного нагрева в паре с котлом на магистральном газе:
307+108=415 руб.
В том числе по этой причине система рециркуляции в дачных домах делается в основном через бойлер косвенного нагрева и при наличии относительно недорого источника тепла – твердого топлива (уголь, дрова) или магистрального газа.
Справедливости ради отметим, что в отопительный сезон тепло от остывания труб ГВС обычно выделяется в помещение – но за исключением тех редких случаев, когда они прокладываются по чердакам и подвалам. Благодаря этому она идет на отопление дома и уменьшает коммунальные расходы на обогрев здания.
Какой бойлер косвенного нагрева выбрать
Бойлер косвенного нагрева (БКН), или сленговое название «косвенник», – накопительная емкость, вода в которой нагревается с помощью спирального трубопровода (змеивика) с горячим теплоносителем от котла. Работает только в связке с системой отопления дома.
Устройство бойлера косвенного нагрева в разрезе
В бойлерах косвенного нагрева чаще всего есть специальный патрубок для подключения трубопровода рециркуляции. Он врезан в верхнюю часть бойлера, так что при рециркуляции верхние нагретые слои не перемешиваются с холодными нижними, как это происходит с обычными электрическими водонагревателями. Также требуется меньше арматуры для его обвязки. Рекомендуем подбирать бойлеры именно с отдельным выводом на рециркуляцию.
Всего в таких бойлерах 3 входа для водоснабжения:
- для подачи холодной воды;
- отбора горячей;
- подключения циркуляционного трубопровода.
Подбор бойлера по объему
Зависит от количества жильцов. Для семьи из 2-3 человек рекомендуем ставить бойлер на 75-100 литров. Для 4-5 пользователей – до 150 литров. Если в вашей семье любят пользоваться ванной, то лучше взять бойлер от 200 литров. Тут еще учитываем, что зачастую в небольших косвенниках до 100 литров патрубок рециркуляции отсутствует. Для выбора можно пользоваться следующей табличкой, но учитывайте, что для водонагревателей, работающих с котлом отопления, берут объем с запасом.
Выбор объема водонагревателя. Данные таблицы справедливы и для электрического водонагревателя и для бойлера косвенного нагрева
Выбор бойлера для водоснабжения частного дома
Также обратите внимание на наличие ТЭНа (трубчатый электронагреватель). В некоторых бойлерах установлен ТЭН, однако в большинстве нагревательный элемент в комплект поставки не входит, но есть посадочное место для его доустановки. Устройства с ТЭНом называют бойлерами комбинированного нагрева – в летний период они нагревают воду от электричества, а не от котла. ТЭН работает по термостату, который включает нагревание, только когда вода остынет до определенной температуры.
Обычно ТЭНы ставят, если бойлер работает в паре с твердотопливным котлом. Так как в теплое время года его обычно не топят.
На что еще обратить внимание при выборе бойлера:
- наличие места (трубки) для установки температурного датчика (NTC);
- материал изготовления.
Если штатное место под установку датчика NTC для подключения к котлу отопления отсутствует, можно выйти из положения с помощью лайфхака. Выньте температурный индикатор – он обычно находится на фронтальной стороне водонагревателя и имеет прямой контакт с баком. Далее засуньте датчик NTC между теплоизоляцией и стенкой резервуара, затем установите штатный на место. Выглядит это, как костыли, так как из под термометра водонагревателя будет торчать электрический провод, но проблему решит.
Изготавливают внутренний бак из нержавеющей стали или из обычной углеродистой стали с покрытием эмалью. Нержавейка дороже, и считается, что она служит дольше. Но при воде с примесями она все равно может заржаветь, особенно на сварочных швах. Так что в большинстве случаев в частных домах мы ставим бойлеры с эмалированным баком. Ни одного случая протечки нам не известно, а занимаемся мы отоплением более 10 лет (с 2012 года).
Какие бойлера косвенного нагрева мы рекомендуем?
Напольный бойлер косвенного нагрева Stout на 100 литров (SWH-1110-000100) – 43 174 руб.
Напольный бойлер косвенного нагрева Drazice (OKC 100 NTR) – от 62 640 руб.
Данные бойлеры с патрубком рециркуляции и возможностью установки электрических тэнов.
При выборе бойлера обращайте внимание на максимальную температуру воды. Например, у Stout это 65 градусов, а у Drazice 77 градусов. При реализации схемы с термостатическим клапаном это может быть важно.
Важно! Цены даны на начало 2023 года и могут измениться. Мы не предлагаем бойлеры по этой стоимости, только приводим пример цен. Для уточнения актуального прайса обращайтесь к нашим менеджерам.
Какой котел подойдет для дома с циркуляцией ГВС
Можно использовать любой отопительный котел, к которому подключается косвенник. Рекомендуем использовать котел на газу, электричестве либо на жидком топливе, например, дизеле. Многие модели данных котлов имеют автоматику управления горением и отлично приспособлены для работы с бойлерами косвенного нагрева.
Также часто используют твердотопливные котлы. Они не очень удобные, в большинстве нет автоматики для работы с бойлерами, нагревают воду они только когда топятся. Преимущества данных видов котлов в дешевом топливе.
Есть еще интересный вид твёрдотопливных котлов – пеллетные. Там автоматизирована подача топлива, есть система управления горением. Но такие котлы достаточно дороги - от 250 тыс. руб. Сами пеллеты бывают различные по качеству. С плохими такие котлы затухают. Из-за этих проблем большого распространения они не получили.
Подробнее поговорим о газовых котлах, так как есть нюансы их использования для систем ГВС с рециркуляцией.
Одноконтурные или двухконтурные газовые котлы
Газовые котлы делятся на два вида: одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурными называются котлы, имеющие один теплообменник, который работает на нагрев теплоносителя для системы отопления и/или нагрева (загрузки) БКН, без функции проточного нагрева воды.
А котлы с возможностью раздельного нагрева и теплоносителя, и воды называются двухконтурными. Нас прежде всего интересует какой котел лучше всего подойдет для организации системы горячего водоснабжения с рециркуляцией.
Так выглядит изнутри газовый одноконтурный котел с выходами на бойлер косвенного нагрева (БКН)
Если ваш частный дом не превышает 200 кв.м., то вам подойдет настенный котел мощностью до 24 кВт. Мы рекомендуем брать российские марки NevaLux, BaltGas, Лемакс, Термекс. На них сейчас более адекватные цены. В качестве альтернативы можно рассмотреть и зарубежные Ariston (есть завод во Всеволожске), Baxi, Buderus, Kiturami и Navien, если найдете хорошие скидки.
Это все настенные модели. Есть еще напольные котлы, их производит российский завод Жуковский.
ВАЖНО! ПРИ СВЯЗИ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ДОМА С СИСТЕМОЙ ВОДОСНАБЖЕНИЯ В КАЧЕСТВЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ВОДУ ИЛИ ПРОПИЛЕНГЛИКОЛИЕВЫЙ АНТИФРИЗ. ИЗБЕГАЙТЕ ЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ ПРИ ДВУХКОНТУРНОЙ СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ И ГВС, ОН МОЖЕТ ОТРАВИТЬ ВОДУ ПРИ ПРОТЕЧКЕ ТЕПЛООБМЕННИКА.
Чтобы сделать рециркуляцию горячей воды в частном доме, выбирайте одноконтурный котел с уже установленным патрубком для бойлера. В котел встроен трехходовой клапан с сервоприводом, который открывает подачу теплоносителя в водонагреватель по показаниям датчика температуры.
Вот схема его работы, а также схема подключения бойлера:
Схема подключения БКН с контуром рециркуляции к одноконтурному газовому котлу
Совет! При планировании на этапе строительства сразу выбирайте именно такой вариант газового котла. Он как мы поймем ниже лучше всего сочетается с БКН и системой циркуляции ггорячей воды.
В двухконтурном газовом котле обычно есть 2 теплообменника: один работает на отопление, другой на ГВС. Важный момент, что происходит это не одновременно, а попеременно. То есть когда вы открываете кран с горячей водой, то отопление работать перестает, и котел усиленно нагревает вводу как газовая проточная колонка. Это так называемый 100% приоритет. За данную функцию отвечает встроенный датчик потока. Если есть водоразбор в системе ГВС и вся энергия идет на нагрев воды до выставленной температуры. Технически это происходит так: клапан переключает подачу нагретого теплоносителя с системы отопления на теплообменник ГВС, в котором происходит передача тепла воде.
Чтобы у вас в кране появилась горячая вода, должно произойти много процессов. Пошагово это выглядит так:
- Вы открыли кран, и пошла остывшая вода из трубопровода горячей воды;
- В котле сработал датчик потока;
- Он переключил клапан (на все уйдет не меньше секунды) подачи котловой воды на теплообменник ГВС;
- Разгорелось пламя, обеспечивающее нагрев теплоносителя;
- Нагрелся теплообменник ГВС и тепло передалось воде;
- Вода прошла по всем трубам до сантехприбора.
Схема отопления и ГВС с двухконтурным котлом – очень экономичный вариант. С ним, однако, есть проблемы: невозможно подключить рециркуляцию и много горячей воды вы не получите.
Важно! Если просто подключить рециркуляцию к такому котлу, то работать это не будет, так как горячая вода для нее подогревается постоянно и есть поток воды, создаваемый циркуляционным насосом, – котел просто не будет работать на систему отопления дома!
К минусам данных котлов можно отнести:
- Невозможно напрямую сделать рециркуляцию горячей воды;
- Долгая перенастройка при изменении потока жидкости через него (кто жил в домах с газовой колонкой, тот поймет);
- При большом расходе (несколько точек водозабора) еле теплая вода;
- Резкие скачки температуры и связный с ними дискомфорт от использования.
В основном двухконтурные котлы выбирают из экономии - ему нужен бойлер косвенного нагрева. Но потом люди задаются вопросом, как исправить ситуацию и как подключить к такому котлу бойлер с рециркуляцией горячей воды.
Двухконтурный газовый котел и бойлер косвенно нагрева
Подключить одно к другому не получится, связка не будет работать адекватно. Хотя в интернете и на форумах можно найти схемы подключения, где контур ГВС используется в качестве теплоносителя для нагрева санитарной воды в емкости. Суть в том, чтобы насос загружал бойлер, только когда последний остынет ниже определенного порога.
Но есть одна проблема, которую нельзя таким образом разрешить. Все двухконтурные газовые котлы нагревают воду максимум до 60⁰C (это установленное ограничения у всех производителей)! Но этого мало, бойлер должен прогреваться сильнее. Почему – мы подробно рассказываем ниже.
Да и чем меньше разница температуры, тем быстрее идет передача тепла. Так что бойлер при «хитром» подключении удается нагреть на 50-55⁰C, не более. Причем по мере приближения к заданному значению температуры воды котел начинает тактовать – постоянно включаться и выключаться. Происходит это из-за того, что температура на выходе и обратке ГВС будет отличается всего на 1-2 ⁰C. Соответственно при включении даже на минимальную мощность (для котла на 24 кВт это примерно 8 кВт) вода нагреется очень быстро до выставленной температуры и котел отключится, а с приходом новой порции жидкости, снова включится. И так далее.
Еще тонкий технический нюанс: на форумах можно обсуждения, что если теплообменник ГВС не битермический (совмещенный), а отдельный (пластинчатый), то можно сделать так:
- Заглушить или вовсе оставить не подключенным контур ГВС.
- Использовать только контур отопления, к которому подключить БКН, таким образом «превращая» двухконтурный котел в одноконтурный.
Нашим инженерам тоже приходила в голову такая идея. В теории звучит неплохо, но на практике не работает. Без давления воды в контуре ГВС современные двухконтурные котлы просто встают в ошибку. Чтобы ее убрать, потребуется вмешательство в электрическую схему котла, нужно будет отключить соответствующие датчики. А это минус гарантия от производителя. Причем не факт, что схема удастся. В общем, мы рекомендуем так не делать.
Битермический теплообменник двухконтурного газового котла. С таким теплообменником котлу не нужно переключаться между режимами отопления и ГВС. Соответственно горячая вода уже нагрета в теплообменнике и пойдет быстрее.
Совмещенные теплообменники дешевле в производстве и горячую воду ждать чуть меньше, котлы с такими теплообменниками более компактны и них меньше электрики. Самый известный производитель подобных котлов фирма Baxi. Но с ними есть 2 серьезные проблемы:
- Горячая вода в теплообменники нагревается до температуры теплоносителя, а она может быть и выше 60 градусов. То есть при открытии крана сначала идет холодная вода, а затем сразу «кипяток» - можно получить, как минимум, неприятные ощущения или, как максимум, термические ожоги.
- Они более чувствительны к качеству воды- часто образуется накипь в кольце ГВС и теплообменник всего за 2-3 года может потечь.
Подключение бойлера косвенного нагрева к котлу без автоматики
Когда на котле нет автоматики управлением горением и заранее не предусмотрено подключение бойлера, то применяются схемы:
Рисунок подключения бойлера косвенного нагрева к котлу отопления с использованием трехпропускного клапана с сервоприводом с просторов интернета. На схеме ошибка: циркуляционный насос должен располагаться на трубопроводе между входом в котел и подключением обратки от бойлера.
Если у котла нет автоматики, термореле можно подключить к сервоприводу трехходового вентиля. Когда приходит сигнал от датчика, клапан открывает поток теплоносителя на бойлер. Второй вариант: термореле отвечает за включение насоса, подающего теплоноситель в водонагреватель.
Итак, с подключением БКН и выбором котла разобрались, вернемся теперь к тонкостям организации системы горячего водоснабжения с циркуляцией.
Простая схема циркуляции воды через бойлер косвенного нагрева без патрубка рециркуляции
Если на бойлере нет входа под рециркуляцию, то ничего страшного, «обратка» подключается на подвод холодной воды как указано на схеме:
Схема подключения рециркуляции к бойлеру косвенного нагрева с 2-мя патрубками
Обязательное правило при создании рабочей схемы рециркуляции и обвязки водонагревателя – это установка двух обратных клапанов. Первый на подведении трубопровода холодной воды в бойлер, второй – на рециркуляцию. Его ставят обычно после насоса.
Первый не дает воде вытечь из бойлера, второй – «передавить» циркуляционный насос. Важно, чтобы вода не пошла по петле рециркуляции в противоположную сторону. Это может происходить из-за того, что напор в системе и напор, созданный насосом циркуляции, не сопоставимы. Так как давление отключения скважинного/колодезного насосов – 2,8 атм (до 30 метров водного столба), а насоса рециркуляции – не более 4-х метров (чаще 1-1,2 метра).
Не забудьте и о предохранительном клапане. Для системы ГВС частного дома он идет прямо в комплекте к водонагревателю, рассчитан на 6 атм (не путайте с краном для слива бойлера!). В небольших бойлерах встречаются совмещенные клапаны – обратный и предохранительный, два в одном. Если давление повышается, клапан отрывается и сбрасывает воду. Почему вообще повышается давление? Тут поможет физика: при нагревании вода, хоть и незначительно, но расширяется, поэтому лишний объем нужно куда-то деть. В этом и помогает клапан. Ставится он на подводящий трубопровод между обратным клапаном и вводом в бойлер.
На схеме выше также обратите внимание на схему обвязки насоса циркуляции. Для быстрой смены или обслуживания насоса рециркуляции он обязательно отсекается двумя кранами с быстроразъёмными соединениями сгонами. Их еще называют «американками».
Шаровой кран Pro Aqua со сгоном
Важно! Сгоны должны быть направлены к насосу! При закрытии кранов должна перекрываться система водоснабжения. Это позволит использовать горячую воду при выходе из строя насоса и во время его замены, правда, без рециркуляции.
Наши инженеры при проектировании не забывают про них. Знаем, что в некоторых компаниях этим пренебрегают с целью экономии. Однако потом это приводит к неудобствам в эксплуатации и бОльшим расходам. Такими же быстроразъемными соединениями мы обвязываем и сам бойлер.
Минусом данной схемы рециркуляции в частном доме является то, что температура воды в бойлере и в системе ГВС одинаковые. Это при том, что оптимальные температуры горячей воды в водогрее и в трубопроводе в теории различаются.
Оптимальная температура нагрева бойлера и ГВС в частном доме
Некоторые люди предпочитают настраивать комфортную температуру сразу в бойлере, отчасти чтобы избежать ожогов, отчасти чтобы не переплачивать за перегрев. Но есть нюанс: в водонагревателе температуру нельзя опускать ниже 60⁰C, иначе в баке образуются опасные для человека бактерии легионеллы. При этом 60⁰C – минимальное значение, лучше выставить погорячее – до 70-75⁰.
Легионеллы – это патогенные бактерий, которые вызывают тяжелую пневмонию. Большие колонии данных микроорганизмов выглядят как слизь на стенках трубопровода и бака водонагревателя. При большом их количестве в системе ГВС вода источает неприятный запах, «протухает». Это связано с низкой температурой нагрева бойлера: активнее всего это бактерии размножаются именно в теплой воде при температуре 25-45 градусов. При температуре 60 градусов они погибают примерно за 30 минут – 1 час, а при температуре 70 градусов – почти мгновенно. В холодной воде (около 5-8°С) они сохраняются до нескольких месяцев, но плохо размножаются, поэтому в системах ХВС практически не заводятся.
При всем при этом для системы ГВС лучше, чтобы вода была теплой, а не горячей. Предпочтительная температура ниже 60 градусов: 45-55 ⁰С. Это идеальное значение: вода не холодная и обжечься при неправильной регулировке смесителя практически невозможно. Таким образом получается противоречие, которое нужно решить.
Мнение эксперта! Кстати, некоторые производители котлов имеют специальную настройку «антилеггионелла». Работает это так - при выставленной температуре в бойлере, например, 55°С, периодически (обычно раз в неделю) котел поднимает температуру в бойлере на уровень 65 градусов на несколько часов.
Перейдем к следующей схеме обвязки бойлера с циркуляцией, которая позволяет постоянно поддерживать температуру в бойлере выше 60°С, а в системе водоснабжения – ниже.
Схема подключения рециркуляции воды в частном доме через бойлер косвенного нагрева с термостатическим клапаном
Данный метод обвязки бойлера косвенного нагрева имеет ряд неоспоримых преимуществ перед простой схемой рециркуляции.
Чертеж подключения циркуляции горячей воды с помощью термостатического клапана через бойлер с патрубком рециркуляции
Обратите внимание на трехходовой клапан с терморегулятором. Температура на нем настраивается. Необходимо выставить настройки так, чтобы диапазон 45-55⁰С попадал в середину диапазона регулировки. Также при выборе учитывайте резьбу подключения.
Клапан (вентиль) термостатический Stout (SVM-0110-166020) с регулируемым диапазоном 35-60°С
Данный клапан не использует в конструкции электрических элементов. Смешение потоков регулируются за счет линейного расширения термостатического элемента.
Совет! Обычно для таких целей используем клапан с регулировкой 30-65°С или 45-65°С. Диаметр резьбы для частных домов – 3/4”, для коттеджей – 1”. Фирмы, представленные на российском рынке на начало 2023 года: Stout (дешевле) или Esbe.
Принцип действия и устройство термостатического смесительного клапана: 1 - ручка настройки выходной температуры; 2 - термовставка, обеспечивающая смещение клапана для достижения нужной температуры на выходе; 3 - пружина вентиля; 4 - сам клапан.
Важно! Обязательно выбирайте клапан для ГВС (а не только для отопления). Такие клапаны делаются из латуни, из которой не вымываются тяжелые металлы. Он безопасен для использования в системе питьевого водоснабжения. Об этом должно быть прямо написано в технической документации к нему.
С одной стороны на термостатический смесительный клапан мы подаём холодную воду, с другой – горячую из бойлера. Затем он в автоматическом режиме открывает проход таким образом, чтобы на выходе получалась выставленная температура. Большинство клапанов снабжено защитой от ошпаривания. Если заданной температуры достичь невозможно, вентиль полностью перекроет подачу горячей воды в систему.
К преимуществам схемы можно отнести:
- Комфортная не перегретая вода с постоянной температурой на смесителе. Больше не нужно мучиться с тонкими настройками! Это позволит избежать ожогов и дискомфорта при неправильной регулировке или при резком изменении водоразбора в системе.
- Полотенцесушитель не перегрет и меньше работает на отопление ванной комнаты. Что не создает дискомфорта летом.
- Экономия тепловой энергии. В начале статьи мы говорили о том, что рециркуляция потребует дополнительных затрат из-за постоянного остывания воды в трубах. Однако если разница температур между водой в трубе и внешней средой минимальна, то энергии на поддержание температуры в трубах тратится меньше.
- Больший запас теплой воды. В бойлере можно выставить температуру повыше до 75-80 градусов, то запаса тепла будет больше при том же объеме.
Эту схему мы рекомендуем и при подключении косвенника к системам отопления, в которых жидкость может быть перегрета. Твердотопливные котлы с автоматикой, например, перекидывают тепло на бойлер, когда теплоноситель нагревается до закипания – так они избегают аварии. Получается, что тепло в бойлер идет даже тогда, когда вода и без того горячая. Также перегрев возможен при использовании солнечного коллектора.
Но как и куда нужно установить смесительный вентиль, чтобы он работал? Рассмотрим две схемы. Первая:
Не совсем верная схема подключения рециркуляции со смесительным вентилем. На этой схеме бледно-красная труба – это петля трубы рециркуляции. Направление потоков горячей и холодной воды показаны стрелочками соответствующего цвета. При работе насос толкает воду в бойлер, тем самым выталкивая горячую воду из него. Горячая вода идет до трехходового клапана с терморегулятором и там смешивается с водой из трубы рециркуляции.
Основные принципы построения таких схем:
- На вход со стороны холодной воды в клапан мы подаем и саму холодную воду (ХВС), и подключенную к ней через тройник трубу рециркуляции;
- На вход со стороны горячей воды подаем нагретую воду из бойлера;
- Циркуляционный насос должен направлять воду как в бойлер, так и в термостатический клапан.
Эти 3 правила позволяют правильно смешать воду в клапане во время водозабора и при его отсутствии.
На рисунке выше есть участки, где потоки разнонаправлены, что нехорошо. Работать как-то будет, но возможны шумы и небольшие гидроудары в начале потребления воды. Так что лучше за основу брать вторую схему:
Правильная схема подключения горячего водоснабжения с рециркуляцией с термостатическим клапаном к бойлеру
Некоторые авторы советуют устанавливать балансировочные вентили, как на плане, и дают рекомендации по их настройке. Мы не используем в данной схеме регулирующую арматуру, это увеличивает гидравлическое сопротивление системы, повышает сложность и цену монтажа. Вся настройка и смешивание горячей и холодной воды происходит на клапане – для этого он и предназначен. По опыту такая система работает отлично и без балансировки потока между линиями через бойлер и контуром рециркуляции.
Отметим, что можно использовать термостатический клапан в системах горячего водоснабжения и без рециркуляции. Некоторые производители бойлеров (например, ACV), даже предлагают готовые комплекты арматуры и фитингов для организации такого подключения:
Комплект подключения бойлера с термостатическим клапаном без рециркуляции от производителя ACV
Схема циркуляции в системе ГВС с электрическим бойлером и двухконтурным газовым котлом
Рабочее и простое решение – отправить горячую воду из двухконтурного газового котла в электрический водонагреватель и только затем в систему ГВС. Но тут важно не перестараться и не нагородить «огород» как на схеме ниже:
Сложная схема циркуляция ГВС с применением двухконтурного котла и электроводонагревателя
Основа этой схемы – термореле водонагревателя. Оно контролирует и включает насос загрузки через ГВС котла, когда вода в трубах остывает. Тут аж две петли циркуляции: одна через котел и бойлер (загрузка бойлера и поддержание температуры в нем), а другая через бойлер и систему горячего водоснабжения. Красная линия – это провод, который соединяет термореле с насосом рециркуляции. Также на схеме установлен трехходовой термостатический клапан. Это хорошее решение, но практической пользы именно в такой конфигурации от него никакой. Все опять упирается в максимальную температуру. Максимальная температура нагрева воды на двухконтурном котле при этой схеме – 60°C. Циркуляционный насос включается, когда вода в бойлере остынет на 5°-10°C, чтобы избежать тактования. То есть температура в бойлере будет около 50-55 °C. Это комфортная температура для использования, НО создается среда для размножения легионеллы.
Еще минусы такой схемы:
- Не позволяет в электрическом бойлере достигнуть бОльшей температуры, чем в системе;
- Приводит к частому переключению котла на подогрев воды (дом будет в эти периоды без отопления);
- Так как термореле подключено к помпе циркуляции, электрические ТЭНы бойлера не задействованы;
- В системе задействован еще один насос (лишний, на наш взгляд).
Также такая схема запутана и требует специальных навыков при ее реализации и коммутации приборов.
Выгода одна – не расходуется электроэнергия на нагрев воды. Электрический водонагреватель играет роль только аккумулирующей емкости. Такой вариант можно использовать, только если есть очень сильный дефицит выделенной мощности на участок. В иных случаях не рекомендуем данную схему. Давайте теперь рассмотрим более простую и удачную компоновку:
Простая последовательная схема рециркуляции через элетробойлер, подключенный к двухконторному газовому котлу.
Бойлер в схеме стоит после котла, соединение последовательное, из водонагревателя вода подается в систему. В этой компоновке все хорошо:
- Котел переключается на ГВС, только когда есть водоразбор в системе;
- Электробойлер встроенной автоматикой нивелирует все скачки температуры воды,
- В системе всегда имеется запас горячей воды;
- Можно использовать водонагреватель небольшого объема – хватит и 30-50 литров. Вода успеет нагреться, так как будет поступать уже теплая;
- Бойлер работает на поддержание и увеличение температуры, поэтому тратит малое количество электроэнергии;
- Контур циркуляция ГВС подключен к водонагревателю, а не к котлу, что предотвращает его частые включения.
Обратите внимание, на рисунке есть байпасная линия для летнего периода, когда можно пользоваться только электрическим бойлером.
Водонагреватель, как и в схеме выше, можно подключить через термостический смесительный клапан, и выставить температуру выше 60 градусов. Прогревать санитарную воду до заданного значения будет ТЭН водонагревателя.
Подробную схему организации рециркуляции через электрический водонагреватель со всеми необходимыми фитингами смотрите ниже.
Схема рециркуляции горячей воды через электрический бойлер
Данная схема практически ничем не отличается от подключения бойлера косвенного нагрева без патрубка рециркуляции. Вот рисунок, показывающий расположение фитингов и арматуры:
Простейшая схема рециркуляции горячей воды через электрический бойлер: 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 – точки водозабора
Как видно на картинке, у электрического водогрея два отвода – для горячей воды и холодной. На патрубок подачи холодной воды ставят разъемное соединение с накидной гайкой и группу безопасности для бойлеров. Затем монтируют тройник и шаровые краны. Один подключают к трубе ХВС, другой к обратной трубе петли рециркуляции. При объеме водонагревателя свыше 100 литров после обратного клапана на подвод холодной воды, через тройник, подключают расширительный бак ГВС.
Холодная вода в бойлер подается только при открытии кранов, в остальное время горячая вода циркулирует по трубам. Данный вариант вполне рабочий. Но как мы уже говорили, эта схема не прижилась в народе потому, что водонагреватель расходует дорогую электроэнергию, а косвенник использует энергию от котла (чаще всего от сгорания газа или твердого топлива). Так выходит дешевле.
Также есть решения с установкой нескольких электрических бойлеров в доме.
Расширительный бак на систему горячего водоснабжения частного дома с рециркуляцией
Нужен или не нужен? Этот вопрос часто возникает у наших клиентов и может возникнуть и при чтении этой статьи. На одних схемах он есть, на других – нет. Все привыкли видеть его в системе отопления, но не в системе ГВС. В частных жилых домах и на дачах обычно ставят электрические водонагреватели для ГВС, там есть обратный и предохранительный клапан, но нет гидробака. Почему? Давайте разберемся, выясним, в каких случаях его нужно ставить и куда, какой выбрать объем.
Когда нужно устанавливать расширительный бак
В процессе нагревания жидкость в водонагревателе расширяется, давление в закрытой системе растет, и ее часть сбрасывается через специальный предохранительный клапан. Например, при нагреве от 10 до 60⁰C вода расшириться на 1,68%. Если это небольшие объемы, то можно обойтись и без расширительного бака, достаточно предохранительного клапана – обычно с него падает только несколько капель воды. И для отвода этой жидкости в канализацию можно использовать силиконовую трубку. Однако если жидкости в бойлере и трубопроводе ГВС много, то клапан от частых срабатываний может быстро выйти из строя. В этом случае и устанавливают расширительный бак.
Совет! Установите расширительный бак для ГВС при объеме водонагревателя более 100 литров.
Где нужно устанавливать расширительный бак для горячего водоснабжения
Как перед бойлером, так и после – особой разницы нет. Однако мы рекомендуем придерживаться схемы установки перед бойлером, выше предохранительного/обратного клапана. Все потому, что резина мембраны прослужит дольше, если будет соприкасаться с холодной водой.
Установка расширительного бака для системы ГВС
Какой расширительный бак подойдет для горячего водоснабжения
Подойдут только специально предназначенные для ГВС расширители! Они обычно белого цвета, от синих гидроаккумуляторов отличаются более высокой рабочей температурой, а от красных для отопления – наличием пищевого сертификата. Горячую воду обычно не пьют, но, если установить в систему водоснабжения бак для отопления, она может неприятно пахнуть резиной.
Производителей баков много, наиболее известные: Wester, Stout, Valtec и другие.
При выборе обращайте внимание на максимальную рабочую температуру. Для бака ГВС лучше чтобы рабочая температура по паспорту была от 100⁰C.
Расчет объема расширительного бака для горячего водоснабжения с циркуляцией
Мы рекомендуем устанавливать расширительные баки объемом в 5-10% от объема бойлера. Точная цифра зависит от способа разводки водоснабжения и ёмкости системы. Можно ориентироваться на следующие показатели: при коллекторной разводке – 10% от объема бойлера, при тройниковой – 5%.
Расчет давления в расширительном баке для ГВС
Система ГВС в частном доме с установленным расширительным баком – расчет давления воздуха
Давление в баке зависит от давления ХВС в системе. Например, это 3 бара как на схеме. Обычно стандартные настройки автоматики автономной системы водоснабжение находятся в этом диапазоне. Отнимает 0,2 бара и получаем 2,8 бара. Такое давление и должно быть предварительно закачано в бак. Тогда в норме мембрана расширительного бака чуть натянута, что благотворно сказывается на ее сроке службы.
Если вам все эти схемы и расчеты кажутся сложными и непонятными, обращайтесь к нашим специалистам – они все рассчитают за вас.
Давление накачивается в бак с помощью автомобильного компрессора с манометром. На баке обязательно есть ниппель как на автомобильных покрышках, раз в несколько месяцев на пустом баке рекомендуется это давление проверять и при необходимости подкачивать.
Внутренняя разводка труб при циркуляции горячей воды в частном доме
Частые вопросы при разводке воды в частном доме своими руками:
- Как развести трубы по дому;
- Какая схема разводки лучшая по соотношению цена/эксплуатационные характеристики, а также по комфорту;
- Какие трубы использовать для рециркуляции.
Диаметр трубы для рециркуляции
Для вычисления диметров трубопровода горячего водоснабжения с рециркуляцией необходим гидравлический расчет системы, о котором речь ниже. Для чего используются внутренние (!) диаметры трубопроводов, так называемые условные диаметры (Ду) или условные проходы.
Важно! Трубопровод рециркуляции всегда должен быть на 1-2 типоразмера меньше, чем подающий горячую воду трубопровод. Например, если подача горячей воды идет по металлопластиковой трубе 26 мм, то обратная трасса делается трубой 20 мм или 16 мм.
Чтобы не вдаваться здесь в серьезные расчеты, скажем, что в небольших частных домах на практике наружный диаметр (по которому ориентируется большинство наших клиентов и читателей) подающей трубы ГВС из бака на 200 литров при использовании металлопластиковых труб составляет 20 мм, труба рециркуляции соответственно 16 мм. В более больших системах в коттеджах это может быть 26 и 20 мм соответственно.
Вот примерное соотношение диаметров подающего и циркуляционного трубопроводов:
|
Внутренний диаметр подающего трубопровода, мм |
Внутренний диаметр циркуляционного трубопровода, мм |
|
20 |
12-15 |
|
25 |
12-15 |
|
32 |
12-15 |
|
40 |
20 |
Таблица соотношения диаметров подающего и циркуляционного трубопроводов. Напоминаем, что указаны значения Ду в мм
Если делают коллекторную разводку (с рециркуляцией через каждую точку), то обычно на подачу и обратку используют одни и те же трубы с наружным диаметром 16 мм – но это если используют металлоплатиковую трубу или трубу из сшитого полиэтиллена PEX.
У полипропиленовых труб за счет большей толщины стенки условный проход (Ду) меньше, и следует брать трубы с бОльшим внешним диаметром. Соответственно 32-25 мм для подачи ГВС, и для циркуляционного возвратного трубопровода 20-25 мм.
Важно! Для ГВС используйте полипропиленовые трубы только с армированием либо алюминием либо стекволокном. Неармированный полипропилен при большом тепловом расширении сильно деформируется.
Тут приводим примерное соответствие ДУ труб и диаметров резьбовых соединений (чтобы не было расширения и заужения потока):
|
Диаметр резьбы, дюйм |
Металлопластик |
Сшитый полиэтилен PEX |
Полипропилен армированный |
|||
|
Наружный диаметр |
Внутренний диаметр |
Наружный диаметр |
Внутренний диаметр |
Наружный диаметр |
Внутренний диаметр |
|
|
1/2" |
16 |
12 |
16 |
11,6 |
20 |
13,2 |
|
3/4" |
20 |
16 |
20 |
14,2 |
25 |
16,6 |
|
1" |
26 |
20 |
25 |
18 |
32 |
21,2 |
|
1 1/4" |
32 |
26 |
32 |
23,2 |
40 |
26,6 |
Таблица соответствия диаметров труб на горячее водоснабжения из различных материалов Ду и резьбе фитингов
Самая тонкая стенка – у металлопластиковой трубы, чуть толще у сшитого полиэтилена, а самая толстая – у полипропилена. Для специалистов скажем, что это табличка крайне условная. Есть трубы с разной толщиной стенки, армированные, с максимальным давлением (обозначается как PN- и далее число атмосфер). Но для примерной ориентировки достаточно данной таблицы. Она дает понимание, что металлопластиковая труба 16 мм примерно соответствует по внутреннему диаметру трубе 20 мм из полипропилена, а фитинги на эти трубы берем с резьбой 1/2”.
В таблицу отмечены металлопластиковые трубы с максимальным давлением 16 атм (маркировка PN16) и полипропиленовые трубы с армированием стекловолокном PN 25. Именно такие трубы чаще всего используют при самостоятельном монтаже, так как с ними легче работать, чем с теми, что армированы алюминием.
Выбор материала трубопровода оставляем за пользователями. Это дело вкуса. Однако скажем, что при монтаже своими руками удобнее работать с металлопластиком. При скрытой разводке или заливке в стяжку это идеальный вариант. После загибание она сохраняет свою форму, благодаря чему специальные держатели не нужны. Металлополимерная труба продается примерно по той ж цене, что и полиэтиленовая. Полипропилен чуть дешевле, но его нельзя заливать в стяжку. Дело все в том же линейном расширении, которое есть даже у армированного материала. В итоге на пайке он может потечь, а добраться до протечки будет проблематично. А соединения точно будут, так как полипропилен практически не гнётся, как минимум потребуются углы подъема из пола к сантехприборам. Данный материал можно применять, когда трубопровод прокладывают открыто или зашивают другими отделочными материалами (например, гипсокартоном).
Мнение эксперта! Лично видел системы, где полипропиленовые трубы залиты в полусухую стяжку. Могу сказать так: до поры до времени работает. Мы же в своей работе стараемся минимизировать соединения в стяжке. Идеальный вариант – никаких соединений, только сплошной кусок трубы от коллектора до прибора.
Из минусов металлопластиковых труб – нельзя допускать разморозки системы водоснабжения. Они не устойчивы к этому из-за толстого слоя алюминия в конструкции. Трубы из сшитого полиэтилена худо-бедно выдерживают разморозку, но оборудование, фитинги, арматура – нет. Однако выбирать материал трубы, исходя из того, что она может замерзнуть, – странно.
Тройниковая разводка труб с рециркуляцией ГВС
Проще всего сделать рециркуляции при тройниковой схеме разводки – то есть при последовательном подключение сантехприборов от одной трубы. Однако эта схема применяется обычно только для домов с небольшим количеством точек водозабора.
Тройниковая схема разводки воды в доме с рециркуляцией. Для организации рециркуляции после дальнего сантехприбора ставите тройник и ведете магистраль рециркуляции к насосу
Схема тройниковой разводки с рециркуляцией
В данной схеме все хорошо, но нужно ждать (хоть и не долго), когда вода поднимется от магистральной трубы до прибора. Для повышения комфорта от использования системы тройники можно расположить ближе к водорозеткам (на подъеме к прибору) или вовсе использовать на горячую воду специальные розетки с рециркуляций. Например, вот такие:
Водорозетка для рециркуляции ГВС Valtec
Еще их называют проходными, так как их можно использовать как показано на этой картинке
Они бывают под все типы металлополимерных труб – 16 мм, 20 мм и 25 мм (редко).
Если в доме не много точек водозабора, один санузел и кухня, то данная схема отлично подойдет. Если в доме несколько санузлов, то нужно рассматривать другие схемы разводки трубопроводов, а именно сделать коллекторную или комбинированную разводки.
Коллекторная разводка с рециркуляций через каждую точку
Самая дорогая в реализации схема, но лучшая с точки зрения эксплуатационных характеристик.
При ней от основной трубы до каждой точки водозабора идет отдельная труба. Без рециркуляции выглядит так:
Схема коллекторная разводки в частном доме без рециркуляции
Особенность данной схемы в том, что потребуется три коллектора – на ГВС, на ХВС и на рециркуляцию. Их обычно устанавливают в котельной или техническом помещении. От коллекторов ГВС и ХВС протягивают трубы к каждой точке водозабора, затем на трубу подведения горячей воды непосредственно перед сантехприбором ставят тройник (либо используют сразу специальную водорозетку). От тройника тянут трубу до коллектора рециркуляции. Коллектор рециркуляции связывается с коллектором горячей воды через насос и обратный клапан.
Это позволяет обеспечить правильное гидравлическое подключение всех приборов и обеспечивает постоянную горячую воду в каждом водоразборном кране – не надо ждать, когда нагреется ветка. Система сложна в проектировании и первоначальной настройке, но комфортна в эксплуатации.
Важно! При коллекторной разводке нужно устанавливать коллектора с балансировочными вентилями.
Дублирующий коллектор для рециркуляции с балансировочными кранами
Балансируют эту систему так, чтобы расход рециркуляции был выравнен по всем контурам. Задача «придушить» самые короткие ветки, искусственно увеличив их гидравлическое сопротивление. А более длинные наоборот нужно открыть на полную. На практике это делается с помощью тепловизора либо с помощью тактильных ощущений. Где расход через петлю меньше, там вода будет проходить дольше и остывать больше. То есть регулируем таким образом, чтобы температура обратки везде была примерно одинаковой.
Подача горячей регулируется по расходу: открываем все краны в системе одновременно и смотрим, чтобы поток воды был равный.
Необходимость балансировки – это минус данной системы. Также среди минусов большой расход труб, необходимость в более производительном циркуляционном насосе. Так что самым оптимальным вариантом для частных домов будет использование комбинированных систем разведения трубопроводов, именно их мы и используем на практике в большинстве случаев.
Варианты комбинированных разводок ГВС с рециркуляций
Первый вариант комбинированной разводки: в техническом помещении установлен коллектор с балансировочными вентилями, от коллектора идут трубы по помещениям (санузлам, кухне и прочему), к которым тройниками подключены приборы. Посмотрите на классную схему разводки труб с рециркуляцией:
Чертеж комбинированной разводки горячей воды с рециркуляцией и два варианта подключения полотенцесушителя к системе циркуляции ГВС
Второй вариант такой: если в вашем доме несколько санузлов, которые находятся далеко друг от друга, не обязательно вести по всему дому километры труб. Можно в каждом помещении сделать свой коллектор и через них пустить циркуляцию воды. Однако так придется некоторое время после открытия крана ждать воду – пока та не пробежит расстояние от горячего коллектора до сантехприбора. Мы в компании называем такой способ разводки рециркуляцией через местные коллекторы. Данную схему используем в двух- или трехэтажных частных домах (200 и более кв.м) и коттеджах.
Схема рециркуляции по помещениям через местные коллекторы в санузлах
На картинке правильно показана установка балансировочного вентиля. Для регулирования расходов по контурам более короткую ветку нужно будет «поджать». Можно соединить коллекторы также последовательно друг за другом. Но тогда потребуется труба большего диаметра, так что именно представленный на рисунке вариант оптимален.
Мнение эксперта! Когда в проекте есть разветвление контуров рециркуляции через тройники или коллектор, нельзя забывать о регулирующей арматуре. Иначе вода будет циркулировать через контур с наименьшим гидравлическим сопротивлением. Точнее поток жидкости распределится обратно пропорционально гидравлическому сопротивлению контуров. Берем за правило: если контуров по схеме несколько, то ставим на каждое ответвление вентили для регулирования потока. На одно самое длинное можно не ставить – оно всегда будет открыто.
Запорный регулировочный вентиль Valtec
Важно! Не используйте для балансировки системы шаровые краны. Они предназначены исключительно для перекрытия трубопровода. Имеют два положения: полностью открыто либо полностью закрыто. В полуоткрытом состоянии они быстро выходят из строя. Также из-за конфигурации текущая жидкость часто издает гидравлические шумы.
Подключение рециркуляции ГВС через полотенцесушитель
На чертеже проекта, который мы рассматривали выше, отлично видны варианты подключения полотенцесушителя к циркуляции горячей воды. Их существует два:
- Последовательное подключение, при котором змеевик монтируют после последнего сантехприбора и через него идет вся рециркуляция.
- Парралельное – на полотенцесушитель идет отдельный контур от коллектора ГВС, а обратка приходит на коллектор рециркуляции.
Последовательная схема требует меньше труб и арматуры при ее создании, но при необходимости нельзя будет отключить полотенцесушитель. Если отключение нужно предусмотреть, то при такой схеме нужно отсечь краны полотенцесугителя и сделать байпасную линию.
Подключение полотенцесушителя с байпасной линией и кранами с возможностью перекрытия при последловательном подключении
Параллельное подключение с отдельными выходами проще перекрывать и регулировать, чтобы не перегревать ванную комнату. Оба варианта имеют право на существование. Плюсы и минусы каждого решения мы обсуждаем до проектирования и расчета сметы.
Совет! При коллекторной разводке труб по дому всегда подписывайте контуры, чтобы из котельной было легче управлять потребителями. Допустим, перекрыть линию рециркуляции через полотенцесушитель в туалете мастер-спальни. Правильнее всего сразу при разведении трубопроводов вешать на вентили соответствующая бирки или подписывать трубопроводы.
Подбор насоса циркуляции в системе ГВС – гидравлический расчет системы рециркуляции горячей воды
Вода при рециркуляции не течет по трубам сама по себе, ее гоняет циркуляционный насос. Мощность у него небольшая, всего несколько десятков ватт. Насосы для циркуляции отопления производительнее. При покупке не перепутайте их, обычно изготовитель или продавец указывают сферу применения в характеристиках.
В теории есть схема рециркуляции без насоса, так называемая естественная или гравитационная циркуляция ГВС, но она имеет больше недостатков, чем достоинств. На практике ее никто не использует. Основные причины две. Первая это то , что не обеспечить разводку труб с требуемыми уклонами в частном доме- горячая труба должна приходить сверху проходить водорозетку и собираться снизу в трубу обратки. Вторая - разница температур не большая, чтобы обеспечить движение воды по системе ГВС. Принудительная циркуляция, то есть с помощью насоса, лучше и всегда прогнозируема.
Отличия насосов для ГВС и отопления:
- В производительности. Насосы для систем отопления более мощные.
- В материалах корпуса. Чугун у отопительных, латунные и из нержавейки для воды.
- В температуре теплоносителя. В системах отопления теплоноситель нагревается до 90-95°С, в ГВС – не более 65°С.
Важно! Нельзя использовать насосы с чугунным корпусом для рециркуляции горячего водоснабжения. Из-за того, что вода в системе водоснабжения постоянно используется, обновляется и содержит кислород, чугунный корпус будет ржаветь.
Рециркуляционный насос Valtec для систем ГВС – в своей работе мы их часто применяем
Технические характеристики циркуляционного насоса для ГВС
В этой табличке обратите внимание на производительность и на напор. Перед покупкой насоса вам нужно просчитать гидравлическое сопротивление всей линии и объем, который необходимо прокачать.
И тут начинается самый технический блок данной статьи. Если расчеты даются вам с трудом, лучше его пропустить.
Гидравлический расчет петли рециркуляции ГВС и расчет рабочей точки насоса
Для подбора помпы надо найти рабочую точку системы, а именно рассчитать напор и производительность. В нашем случае система замкнутая и закрытая, а не тупиковая, так что в качестве напора будет выступать гидравлическое сопротивление системы.
Важно! Если рециркуляцию поднимают по стояку на второй этаж, некоторые дилетанты в расчетах значения напора учитывают высоту подъема. Не нужно так делать! Замкнутая система уравновешена: с одной стороны на насос давит столб жидкости, который спускается по контуру рециркуляции, а с другой насосу надо толкать воду на второй этаж. Эти две силы полностью уравновешивают друг друга и циркуляционному насосу нужно преодолеть только гидравлические сопротивление на трение в трубопроводах и фитингах.
Есть разные методы расчета системы циркуляции, мы покажем одну из них.
Сначала рассчитаем проток Vc
. Нужно, чтобы разница температуры на выходе не превышала установленного значения. Для небольших систем, с которыми мы сталкиваемся в частных загородных домах, эту разницу принимают за 2-3 градуса, для многоквартирных домов это 7-10⁰С. То есть горячая вода должна протечь по трубопроводу достаточно быстро, чтобы не успеть остыть.
Проток рассчитываем по формуле:
л/час или 0,25 м3/час,
где ρ=1 кг/л – плотность воды;
, Вт – теплопотери трубопроводов (мы их рассчитывали выше) ветви рециркуляции;
=1,2 Вт*ч/(кг*K) – удельная теплоемкость воды;
= 2⁰ K – разница температуры подачи и рециркуляции.
Краткая справка! К – единица измерения, означающая градус Кельвина. 1⁰С = 1⁰ K. Но Кельвин всегда положительный и начинается от абсолютного нуля, что соответствует 273 градусам Цельсия.
Если в системе есть разветвления на несколько контуров, то считаем потоки по каждой ветки отдельно, а затем складываем. Получаем общий проток, который идет через насос.
Далее рассчитываем потери давления в системе. Расчет напора всегда производим по самой длинной ветке. В нашем примере у нас одна ветка. Для потерь давления на сгибах и стыках применяем повышающий коэффициент k=1,2..1,4. Мы обычно в своих расчетах применяем k=1,3.
В нашем примере мы брали металлопластиковые трубы. Для расчета скорости движения и потерь давления пользовались справочными данными из СП 40108–2004. В таблице Б.1 в приложении Б можно посмотреть скорость течения в трубопроводе и потери давления.
|
|
Длина L, м |
Наружный/ внутренний диаметр, мм |
Скорость потока, V м/с |
Потери давления, |
|
Линия 1 (подача) |
20 |
20/16 |
0,37 |
137 |
|
Линия 2 (рециркуляция) |
20 |
16/12 |
0,63 |
490 |
, Па/м п.Таблица потерь давления по трубопроводу подачи и рециркуляции горячего водоснабжения
Не забудьте проверить, чтобы скорость течения воды не превышала установленных параметров. Чем больше скорость, тем сильнее шум в трубах, это нужно учитывать. Максимально она не должна превышать 0,5 м/с для медных труб и 1 м/с для труб из металлопластика или полипропилена. В нашем расчете мы укладываемся в требуемые параметры. Если у вас скорость получилась выше, то надо взять трубу большего диаметра.
Чтобы вычислить давление, которое должен создавать насос, общие потери напора в трубопроводе умножаем на k=1,3 и добавляем потери на фитингах, клапанах и прочей арматуре в Паскалях:
Потери давления на арматуре определяются по формуле
где R — потери на местном сопротивлении, измеряются в метрах водного столба;
V — скорость жидкости, м/с;
g — ускорение свободного падения = 9,8 м/с2;
ξ — коэффициент местного сопротивления, это табличная величина.
Давайте вычислим общее потери давления:
Имеем 2 шаровых крана на ветке рециркуляции (обвязывают насос) с ξ=0,1-0,15, получаем ξ=0,125;
Имеем 2 шаровых крана на трубу 20 мм (обвязывают бойлер) с ξ=0,1-0,15, получаем ξ=0,125;
Также есть обратный клапан Ду (располагается на нашей схеме за насосом рециркуляции, на трубе 16 мм). Тут наибольшие потери напора – ξ=2,7.
Итого выходит:
То есть потери на клапане и шаровых кранах менее 0,1 метра. При беглых расчетах системы мы вычисления не делаем, а берем среднее 
= 0,1 м, в сложных системах – 0,2 м.
Суммируем и переводим все из паскалей в метры водяного столба, получаем напор, который должен давать наш насос:
Итак, для данной системы подходит насос с рабочей точкой 
, м3/ч, 
м. Для анализа обязательно используем напорно-расходный график насоса. Обычно он есть в техническом паспорте на оборудование.
Например, смотрим насос Wilo Star-Z Nova:
Напорно-расходная характеристика насоса рециркуляции выше данной точки, так что насос справится со своей задачей
Подобранный насос мощнее, чем необходимо, но ненамного. Если точка сместится в сторону большего расхода, возрастет сопротивление в системе. Нужно учесть, что слишком производительный насос – тоже плохо, так как увеличится скорость движение воды, из-за чего могут возникнуть гидравлические шумы.
Сложные случаи в больших коттеджах наши инженеры проектируют в специальной программе. Расчеты проекта для небольших частных домов делаем вручную по описанной методике, основываясь на средних значениях.
Если вы сомневаетесь, правильно ли все посчитали, обращайтесь в нашу компанию. Наши специалисты помогут с расчетами и подбором оборудования, а также с монтажом систем под ключ.
На какие еще характеристики обратить внимание при выборе циркуляционного насоса для водоснабжения частного дома
При выборе насоса обращайте внимание на следующие дополнительные характеристики:
- Уровень шума. В отзывах также ищите, насколько тихо работает насос. Комфортнее жить с бесшумными насосами.
- Наличие встроенного обратного клапана.
- Уровень потребления электроэнергии. Одни насосы более энергоэффективны, чем другие.
- Известность и репутацию бренда.
- Гарантии. Читайте отзывы о том, как работают сервисные центры производителей. У некоторых они работают безобразно – например, мы уже писали о плохих сервисных центрах Dab.
- Наличие частотного преобразователя. Это очень хорошая вещь, но увеличивает стоимость товара. Что он делает: при отсутствии протока в системе (например, при водоразборе горячей воды в системе) насос автоматически замедлится, тем самым обеспечивая низкое потребление энергии и долгий срок службы ротора и электромотора.
- Наличие температурного датчика. Когда идет активное использование воды, и она не успевает остыть в трубах, то постоянно ее «гонять» нет смысла. С таким датчиком насос будет включаться, когда вода в трубах остынет. Но можно использовать отдельное тепловое реле для контроля включения помпы рециркуляции. Обойдется это дешевле.
- И, конечно, стоимость. По нашему опыту качественные китайские помпы работают прекрасно. Прямой корреляции цены с качеством не наблюдается. Циркуляционные насосы в принципе служат по несколько лет и достаточно надежны.
Некоторые модели насосов запоминают ваш распорядок дня (то есть периоды, когда расход воды есть, а когда нет), и в ночное время, когда вы спите, насос автоматически отключает рециркуляцию, а не работает круглосуточно. Это позволяет сильно экономить на электричестве. Такие модели, конечно, дороже, однако со временем они окупаются.
Программируемый насос для горячего водоснабжения Grundfos UP 15-14 BA P с датчиком температуры на водопроводную трубу
Совет: как сэкономить на электроэнергии при рециркуляции ГВС
Программируемые насосы удобные, но достаточно дорогие. Плюс они в основном европейских производителей (Wilo, Grundfos и другие) и с их поставками сейчас есть трудности. Чтобы сократить потребление электроэнергии или топлива, циркуляционный насос можно подключить через обычный лепестковый таймер (иначе механическое реле времени). Самые простые устройства стоят от 500 руб.
Розетка с таймером, один лепесток соответствует 15 минутам
Реле отключит систему, например, в ночное время или на то время, когда вас нет дома - вы уезжаете на работу. Также его можно запрограммировать так, чтобы насос работал не постоянно, а с некоторой периодичностью. Так энергии расходуется меньше, но и вода не успевает остыть.
Чтобы система водоснабжения было энергоэффективной и экономичной, закажите расчеты системы водоснабжения с рециркуляцией в частном доме. Специалисты нашей компании предоставляют такую услугу – звоните по номеру телефона в шапке сайта или оставьте заявку онлайн.
Какие инструменты и оборудование понадобятся для монтажа
Оборудование для организации циркуляции воды в частном доме:
- Котел системы отопления и бойлер косвенного нагрева или просто накопительный электрический водонагреватель;
- Насос циркуляционный для системы ГВС;
- Обратные клапаны;
- Шаровые краны с американками;
- Трубы, рекомендуем металлопластиковые;
- Трехходовой смесительный клапан;
- Фитинги и переходники;
- Другая запорная-регулирующая арматура.
Инструменты для монтажа:
- Инструмент (ножницы) для обрезки труб;
- Разводной ключ;
- «Шведки»;
- Пресс-клещи;
- Сантехнический лен и паста.
Мы рекомендуем использовать дедовский метод герметизации резьбовых соединений и забыть о фум-лентах. В рекламе говорят, что фторопластовый уплотнительный материал подходит новичкам. Это не так – с ним обращаться тяжелее. Чтобы правильно намотать лен, достаточно посмотреть пару видеороликов – и все получится.
Важно! Перед заливкой стяжки систему опрессовывают. Это обязательно. Опрессовку производят либо воздухом, либо водой. Лучше всего дать «отстояться» системе хотя бы ночь, запомнив давление на манометре – оно не должно упасть. Это нужно для определения неявных течей. Заливку стяжки производят только с трубами под давлением.
Как сделать рециркуляцию в частном доме своими руками? Правила монтажа разводки при рециркуляции ГВС
Правило №1: Берите металлопластиковые трубы
Используйте для внутренней разводки металлопластиковые трубы. Если у вас небольшой дом до 150 кв.м, берите наружный диаметр от 20 мм для основной трубы (для точности нужен расчет) и 16 мм* для трубы подачи к сантехприборам и рециркуляции.
*Единственное исключение из этого правила в частном домостроении, это душевые с большими лейками для создания тропического дождя. Там вполне может потребоваться трубопровод большего диаметра. Требуются расчеты.
Пресс-клещи для труб
Важно! Используйте только пресс-фитинги для соединения металлопластиковых труб. Обжимные (цанговые) фитинги на горячей воде со временем текут и требуют подтягивания. Прятать их в стены или заливать в стяжку запрещается.
Лайфхак: если вы решили выполнить монтаж своими силами, пресс-клещи не обязательно покупать, их можно взять в аренду.
Правило №2: Теплоизолируйте трубы
Труба ГВС вместе с обраткой может быть довольно длинной, и важно, чтобы весь путь от бойлера до точек водозабора и обратно вода сохраняла высокую температуру. Поэтому обязательна теплоизоляция.
Для этого используют теплоизоляцию из вспененного полиэтилена или каучука (второе лучше, но дороже). Их размещают вплотную к фитингам и проклеивают металлизированным скотчем.
Правило №3: На монтаж берите времени с запасом
Рециркуляцию обычно делают в больших коттеджах, поэтому на монтаж уходит до 1 недели. Для сравнения: наша компания в небольшом частном доме устанавливает водоснабжение без циркуляции под ключ за 1-2 дня. Если монтировать своими руками, то времени уйдет больше.
Правило №4: Монтируйте оборудование в правильной последовательности
Важное правило – насос рециркуляции монтируют на обратную трубу. В противном случае подача воды к потребителям пойдет через насос, раскручивая его еще быстрее и преодолевая его сопротивление. Насос так быстро сломается, а в кранах не будет напора.
Частые вопросы про рециркуляцию горячей воды
Нужно ли ставить обратный клапан перед насосом?
Некоторые «эксперты» говорят, что не нужно, так как при правильном подборе диаметров вода не потечет по циркуляционному трубопроводу. Мол, на обратном клапане теряется много давления. Это чушь. Потери давления выше 0,06 м – то есть меньше 1/10 метра водяного столба. Это немного даже для самых маломощных насосов.
При открытии крана система перестает быть закрытой, и вода стремится под давлением выйти через кран. У нее всего два пути: один через подачу горячей воды, другой через кольцо рециркуляции. Она пойдет по обоим. Давление 1-1,2 метр водного столба создаст циркуляционный насос плюс будут гидравлические потери. По грубым расчетам разница по давлению составит 2 метра.
Давайте упростим ситуацию для примера и проведем умозрительный эксперимент: у нас есть 2 крана – один на первом этаже, другой на втором. Открываем их одновременно и понимаем, что вода потечет и из одного, и из другого. Эта ситуации с точки зрения гидродинамики схожа с системой рециркуляции с обратным клапаном: и там, и там есть подъем на второй этаж (около 2-х метров) и преодоление большего сопротивления. Без клапана насос водоснабжения передавит циркуляционный, будет раскручивать его в другую сторону. На насосе будет клацанье и другие шумы. Работа в таком режиме приведет к преждевременному выходу его из строя.
Важно! Всегда устанавливайте в систему обратный клапан после насоса рециркуляции.
Какой способ разводки трубопровода с рециркуляцией вы порекомендуете для частного дома?
Зависит от системы и плана дома. В основном используем комбинированные. Например, в техническом помещении ставим коллектор, который управляет контурами, а от трубопровода подключаем потребителей тройниками. При правильном выборе диаметров трубы перепадов давления на сантехприборах не будет. В реальной жизни в каждом санузле одновременно бывает не более 1-2 человек, поэтому редко открывают несколько кранов, подключённых к одной ветке трубопровода. Однако все зависит от планировки вашего загородного дома и конфигурации системы, а также желания и финансов. Конечный вариант определяется только на замере с нашим инженером.
Какие бренды насосов для рециркуляции вы рекомендуете?
Лидеры рынка – это Wilo и Grundfos. Однако из-за ситуации с санкциями цена на них завышена. Также не ясна ситуация с гарантийными обязательствами. Если рассматривать варианты подешевле, то обратите внимание на помпы китайского происхождения: Valtec, Zota и другие. Но они попроще с точки зрения настроек и автоматизации.
В некоторых схемах видны воздухоотводчики, насколько они обязательны?
В небольших системах рециркуляции горячей воды смысла их ставить нет – пузырьки воздуха выйдут через сантехприборы, воздушная пробка не образуется. Но они не помещают. В загородных домах с диаметром трубопровода от 20 мм устанавливайте их в верхней точке системы. Например, в котельной после вывода из бойлера или над дверным проемом (если его приходится обходить). В этих точках скапливается воздух, который может помешать работе насоса.
Автоматический воздухоотводчик Стаут
Нужно ли использовать расширительный бак перед водонагревателем?
При объеме бойлера больше 100 литров – обязательно. При объеме менее – на усмотрение. Мы всегда ставим, если система с рециркуляцией.
Какой объем должен быть у расширительного бака?
Можно ориентироваться на следующие цифры: минимум 5% от объема бойлера при тройниковой разводке и 10 % от объема бойлера при коллекторной разводке.
Какое давление в баке ГВС должно быть?
Отнимите у максимального давления в системе ХВС 0,2 и получите нужное значение. Замерять давление нужно 1 раз в квартал и при необходимости подкачивать воздух в баке автомобильным насосом через соответствующий ниппель. Делается это только на пустом баке.
Цены на организацию системы рециркуляции горячей воды под ключ
Итак, вы прочитали до конца, как спроектировать и собрать такую систему самому. Но вот вопросы, которые у вас могли остаться:
- Стоит ли доверить все профессионалам?
- И во сколько обойдется система циркуляции горячей воды в частном доме?
Ниже мы привели основные работы и материалы:
|
Оборудование и материалы* |
||||
|
Обратный клапан 1/2" ВР |
шт. |
1 |
349 |
349 |
|
Фитинг резьбовой – ниппель 1/2" НР |
шт. |
2 |
64 |
128 |
|
Насос циркуляционный для ГВС 220 В (50 Гц), 1/2" ВР VSB.004.15.0 |
шт. |
1 |
6 233 |
6 233 |
|
Кран шаровой с полусгоном (бабочка) 1/2" ВР-НР |
шт. |
2 |
494 |
988 |
|
Монтажные работы* |
||||
|
Монтаж и подключение насоса |
компл |
1 |
2 000 |
2 000 |
|
Монтаж и подключение системы рециркуляции ГВС |
компл |
1 |
4 750 |
4 750 |
Прайс на работы по монтажу и основные материалы для системы ГВС с рециркуляцией в нашей компании.
*актуальные цены уточняйте у наших менеджеров
Основная стоимость складывается из цены на установку и обвязку бойлера косвенного нагрева, его подключения к отопительному котлу. То есть организация системы с рециркуляции обойдется относительно недорого, а вот комфорт от ее использования бесценен, им можно наслаждаться долгие годы.
Так что не ждите, заказывается систему рециркуляции ГВС, а также систему водоснабжения и отопления под ключ в нашей компании.
-
Система водоснабжения с накопительной емкостью: расчет объема, схемы и правила монтажа своими руками, варианты подключения
В этом материале вы найдете правильные схемы системы водоснабжения частного дома с накопительной емкостью, советы по установке и антипримеры вариантов монтажа водопровода с баком – то есть как делать не надо.
-
Горячая вода в частном доме: как провести, схемы, монтаж своими руками
Горячее водоснабжение – это то, к чему мы привыкли и без чего не можем жить. В частном доме с горячей водой сложно. В этом материале мы расскажем вам, как обеспечить дачу или дом горячей водой, на что обратить внимание при монтаже, какое оборудование выбрать.
-
Водоснабжение дачи: устройство, схемы и инструкции по монтажу водопровода своими руками
В этой статье мы расскажем о водопроводе и дадим пошаговую инструкцию, как организовать водоснабжение на даче своими руками.
Виталий Седунов,
генеральный директор компании «Загород»,
автор книги «7 ошибок при выборе и монтаже септика»
Комментарии