Циркуляция воды в системе горячего водоснабжения частного дома

Схема обвязки бойлера косвенного нагрева с рециркуляцией

Принцип подключения водонагревателя косвенного нагрева не отличается от обычного бойлера.

Стандартное устройство выглядят так как большие баки и состоят из следующих элементов:

• цилиндрический бак – горизонтальный или вертикальный;
• изоляционное покрытие для сохранения температуры;
• датчики температуры и давления;
• змеевик — теплообменник;
• антикоррозионная защита.

Самое сложное оборудование — это змеевики, которые выполняют из стали или латуни. Они изготавливаются сложной конфигурацией поближе к днищу бака для равномерного нагрева среды. которая поступает в змеевик емкости.
Обвязка БКНсР производится согласно чертежам с учетом индивидуальных характеристик схемы теплоснабжения.

Для создания контура ГВС через бойлер используют 3 стандартные схемы монтажа:

1. Включение в схему трехходового клапана.
2. Размещение циркуляционного насоса с несколькими режимами работы.
3. Обвязка через гидравлическую стрелку.

Трехходовые клапаны применяются с баками повышенного объема, а схема рассчитывается по принципу двухконтурного отопления. Схема с трёхходовым клапаном предусматривает установку 2-х циркуляционных насосов для распределения поступающей среды по потокам на отопление и ГВС и комплектуются термостатами и автоматическими переключателями сред.

Гидравлические стрелки используют на объектах, имеющих больше 2 контуров, например, радиаторы, тёплые полы или ГВС. Можно рециркуляцию воды выполнить по упрощенной схеме подключения бойлера косвенного нагрева, используя полотенцесушитель, для этого его устанавливают в разрыв закольцованного циркуляционного контура с насосом. Он создает напор движения среды по замкнутому контуру, БКНсР в этом случае имеет 3 врезки, 2- для ГВС и одну для подпитки системы.

Схема с рециркуляцией

Если водонагреватель имеет безнасосную схему циркуляции, рециркуляцию выполняют с помощью трехходового термостатического смесителя: ГВС, подогреваясь, циркулирует по замкнутому контуру, по мере расхода, подпитывается холодной водой.

Применение прибора для горячего водоснабжения

Впрочем, разрешить эту ситуацию можно быстро. Потребуется установка рециркуляционного насосного оборудования повышения давления. Даже один такой прибор может в разы улучшить ситуацию с контуром отопления. Касается это как радиаторов, так и бойлера, водных тёплых полов. Надо сказать, что в последнем случае агрегат нужен даже больше, так как для перекачки и отвода воды в контуре тёплого пола нужно прилагать больше сил. Ведь такой трубопровод очень протяженный и имеет малый диаметр труб.

В особенности если рассматриваются трубы в крупном многоэтажном здании, где есть длинные сети, что проходят на большие расстояния. В такой ситуации жидкость от водонагревателя, пусть и мощнейшего, быстро охлаждается и растрачивает свою энергию. В обыкновенном состоянии она может расходовать её так стремительно, что до потребителя согретый до 50-60оС теплоноситель дойдет с температурным режимом минимум на 15оС ниже. Понятно, что такая ситуация недопустима и ее нужно изменить. К счастью, рециркуляция с данными задачами справляется превосходно. Вторая распространенная проблема в трубе ГВС – это непосредственно нехватка давления на горячем контуре. Развивается она достаточно тривиально, и вы точно хоть однажды да сталкивались с подобным явлением. Проследить дефицит давления несложно.

Перед покупкой насоса его следует осмотреть на наличие повреждений и узнать все по поводу предоставляемой гарантии

Водонагреватель, скорее всего, дает достаточное количество жидкости, но само сопротивление трубопровода и его протяженность распределяют её так, что на выходе воды (горячей) недостаточно. Если же монтировать на одной из веток циркуляционный насос для увеличения давления и отвода жидкости, то бойлер сможет давать ее в прежнем режиме, а за счёт повышения давления и общих характеристик трубы она будет доходить до всех конечных потребителей полноценно. Причём обычно хватает просто повысить темпы отвода воды из бойлера.

Сам по себе насос функционирует по простому принципу:

1. Компактный двигатель запускает и крутит ротор, на котором стоит крыльчатка.
2. Крыльчатка нагнетает воду в рабочей камере.
3. Происходит стимуляция передвижения теплоносителя.

Есть и промышленные модели такого оборудования. Они имеют большие размеры и высочайшую мощность, но в остальном почти ничем не отличаются от домашних агрегатов. Такая насосная станция осуществляет специфические задачи, подобрать модель поможет эксперт.

Расчет

Как выполнить расчет горячего водоснабжения с циркуляцией?

Обратимся все к тому же СП 30.13330.2016. Согласно приложению «Б» к своду правил, циркуляционный расход горячего водоснабжения вычисляется по формуле Qц=Qht/(p*c*Dt).

В этой формуле:

• Qц — расход через циркуляционный трубопровод в литрах в секунду;
• Qht — теплопотери контура в ваттах;

Удельная теплоотдача гладкой стальной трубы в зависимости от диаметра и разницы температуры с воздухом

p — плотность воды в кг/м3;

Давайте в качестве примера выполним расчет для следующих упрощенных условий:

• Циркуляционный контур — гладкая труба размером 3/4 дюйма и длиной 50 метров;
• Она нагрета до 75 градусов по Цельсию при температуре окружающего ее воздуха +20°С;
• При прохождении контура горячая вода может охладиться не более чем на 15 градусов.

Предыдущая версия документа отличалась несколько большими допусками по температуре ГВС

Итак:

1. При температуре воды 65°С и воздуха 20°С перепад на поверхности трубы составит 55 градусов;
2. По данным приведенной выше таблицы, теплопотери метра трубы в этих условиях равны 60 Вт/м, что при длине контура в 50 метров и отсутствии теплоизоляции даст общее количество теплопотерь в 3 кВт (3000 Вт);
3. Подставляем данные в формулу: Qц=3000/(1000*4,2*15)=0,047 л/с (0,17 м3/час).

Обеспечение моментальной подачи горячей воды.

Допустим, в доме есть краны горячей воды, которые далеко от бойлера. Например, на другом этаже или через несколько этажей. Или в другом углу дома. Вы открываете кран, и ждёте, пока пройдёт вся холодная вода и наконец-то пойдёт тёпленькая. Если смонтировать рециркуляцию, то есть циркуляционный насос и обратную линию, то получится замкнутый контур, по которому горячая вода будет циркулировать от бойлера до этого далёкого крана и обратно. Таким образом, в любой момент, открывая кран горячей воды, мы сразу же получим горячую воду. Причем, все краны горячей воды могут быть задействованы в эту систему

Упрощенно это выглядит так: Обратите внимание, что трасса рециркуляции не доходит до каждой водорозетки, а только до коллектора горячей воды. Поэтому задержка с поступлением горячей воды все-таки будет, но она будет минимальной

Второй момент: между трассой рециркуляции и коллекторами горячей воды рекомендую ставить по крану. Это позволит проводить работы, например замену смесителей без перекрывания всей системы ГВС и без остановки системы рециркуляции.

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″.

Разбор рециркуляции горячей воды в частном доме – схемы и технологические нюансы

Система отопления частного дома – это несколько вариантов технологических схем, состоящих в основном из нагревательного элемента (котел, печь), трубной разводки, запорной арматуры и отопительных радиаторов. Сам же способ нагрева помещения достаточно прост.

В котле вода нагревается и начинает движение по трубам, действуя по чисто физическим законам, перемещаясь вверх. При этом остывшая вода выталкивается горячей, спускаясь вниз, перетекая в котел. Это и есть цикл движения воды системы отопления.

Сегодня нередко, упрощая схему и увеличивая эффективность ее работы, в систему устанавливают циркуляционные насосы, которые отвечают за такой критерий, как рециркуляция горячей воды в частном доме.

Блок с системой рециркуляции

Сами по себе насосы внутри отопления создают небольшое давление, которое и создает движение горячей воды. Скорость небольшая, но она резко повышает эффективность теплоотдачи, потому что горячая вода, таким образом, равномерно распределяется по всем радиаторам. Поэтому температура во всех комнатах частного дома практически одинаковая.

Внимание! Циркуляционные насосы обязательно устанавливаются на обратке около отопительного котла. Это делается с той целью, что в конструкции насоса присутствуют различного рода уплотнители и манжеты, отвечающие за герметичность соединений его частей

Это делается с той целью, что в конструкции насоса присутствуют различного рода уплотнители и манжеты, отвечающие за герметичность соединений его частей.

Уплотнительные элементы обычно изготавливаются из резины, которая быстро выходит из строя под действием высоких температур. А температура воды в обратке самая низкая в отопительной системе частного дома.

Двухконтурное отопление

Почему необходимо рассмотреть именно двухконтурное отопление, чтобы разобраться в рециркуляции и циркуляции горячей воды в частном доме? Все дело в том, что двухконтурное отопления – это система, которая обслуживает и отопление, и горячее водоснабжение. Чтобы было понятно, о чем идет речь, необходимо подробно разобрать схему на фото ниже.

Схема двухконтурного котла

На схеме четко видно, что от котла отходят сразу два трубопровода горячей воды. Один снабжает ею отопление, второй ГВС. Поэтому в самом котле располагаются два теплообменника, которые соответствуют двум разным контурам.

Не самый эффективный вариант, потому что, чтобы получить горячую воду, к примеру, в ванной, расположенной на втором этаже частного дома, придется сливать достаточно большой объем воды, который охладился и находится в трубе, ведущей к ванной комнате.

Есть другая технологическая разводка, она также двухконтурная, но в ее схему устанавливается бак с водой, который называется бойлером. Сам отопительный котел имеет обычную технологию нагрева с одним теплообменником, то есть, он одноконтурный.

Из него выходит одна труба горячей воды, которая соединяется с теплообменником (змеевиком) бойлера. То есть, проходя по этой конструкции, теплоноситель нагревает воду внутри бака, обеспечивая частный дом горячей водой для бытовых нужд.

От бойлера он дальше поступает в отопительную систему.

Есть схема, где теплоноситель распределяется по двух контурам. То есть, часть его объема уходит напрямую в отопление, другая часть используется для обогрева бойлера. На фото ниже такая технология показана.

Два раздельных контура

Понятно, что в этой схеме говорить о рециркуляции можно лишь в отоплении. Но она опять-таки не самая эффективная по той же причине, имеется в виду подача горячей воды на потребители.

Самой эффективной считается схема, предложенная ниже. В ней четко определены контуры, по которым теплоноситель будет проходить и возвращаться обратно в бойлер или котел.

Это касается и отопительного контура, и ГВС.

Эффективная схема рециркуляция воды в системе отопления и водоснабжения

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.

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.

Схемы организации рециркуляции ГВС

Если электричество отключается, то схема ГВС тут же перестает работать в эффективном режиме.
Это обстоятельство нужно учитывать при рассмотрении различных схем прокладки, чтобы минимизировать расход материалов на организацию петли. Что еще можно сказать по особенностям конструкции? Рекомендую перед воздухоотводчиком поставить клапан — отсекатель, чтобы легко можно было менять при неисправности.
Рециркуляция ГВС может быть относительно легко автоматизирована.
Сегодня производители предлагают бойлеры, в которые устанавливаются ТЭНы. Проблему решает узел рециркуляции, поддерживающий постоянный проток в системе ГВС. Другое дело, когда строится новый дом или проводится его капитальная реконструкция, что позволяет безболезненно смонтировать все линии, которые можно спрятать в стены или пол.
Мы не можем просто соединить ветку на втором этаже с коллектором, который на первом. Самой эффективной считается схема, предложенная ниже. Даже если насос не снабжён встроенным программируемым таймером, ничто не мешает установить отдельное управляющее устройство и отключить работу системы ночью или в отсутствие хозяев.

2. Всесезонная работа полотенцесушителей.

Например, на другом этаже или через несколько этажей. В качестве источника нагрева воды может быть газ, электричество или теплообменник. В остальном такие насосы практически полностью идентичны оборудованию, которое используется в системах отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Есть другая технологическая разводка, она также двухконтурная, но в ее схему устанавливается бак с водой, который называется бойлером. В итоге человеку не придется ждать, пока вода нагреется, пропуская воду на протяжении некоторого времени.

Таким образом, рециркуляция горячей воды через бойлер, проходит при помощи циркуляционного насоса, теплообменника и дополнительного оборудования, которое монтируется в единую систему ГВС. Поэтому в данный контур обязательно устанавливается насос.
Рециркуляция ГВС — расчет рециркуляции ГВС — горячее водоснабжение

Двухконтурное отопление

Почему необходимо рассмотреть именно двухконтурное отопление, чтобы разобраться в рециркуляции и циркуляции горячей воды в частном доме? Все дело в том, что двухконтурное отопления – это система, которая обслуживает и отопление, и горячее водоснабжение. Чтобы было понятно, о чем идет речь, необходимо подробно разобрать схему на фото ниже.

Схема двухконтурного котла

</p>

На схеме четко видно, что от котла отходят сразу два трубопровода горячей воды. Один снабжает ею отопление, второй ГВС. Поэтому в самом котле располагаются два теплообменника, которые соответствуют двум разным контурам. Не самый эффективный вариант, потому что, чтобы получить горячую воду, к примеру, в ванной, расположенной на втором этаже частного дома, придется сливать достаточно большой объем воды, который охладился и находится в трубе, ведущей к ванной комнате.

Есть другая технологическая разводка, она также двухконтурная, но в ее схему устанавливается бак с водой, который называется бойлером. Сам отопительный котел имеет обычную технологию нагрева с одним теплообменником, то есть, он одноконтурный. Из него выходит одна труба горячей воды, которая соединяется с теплообменником (змеевиком) бойлера. То есть, проходя по этой конструкции, теплоноситель нагревает воду внутри бака, обеспечивая частный дом горячей водой для бытовых нужд. От бойлера он дальше поступает в отопительную систему.

Есть схема, где теплоноситель распределяется по двух контурам. То есть, часть его объема уходит напрямую в отопление, другая часть используется для обогрева бойлера. На фото ниже такая технология показана.

Два раздельных контура

</p>

Понятно, что в этой схеме говорить о рециркуляции можно лишь в отоплении. Но она опять-таки не самая эффективная по той же причине, имеется в виду подача горячей воды на потребители. Самой эффективной считается схема, предложенная ниже. В ней четко определены контуры, по которым теплоноситель будет проходить и возвращаться обратно в бойлер или котел. Это касается и отопительного контура, и ГВС.

Эффективная схема рециркуляция воды в системе отопления и водоснабжения

</p>

Рециркуляция ГВС

В ней циркуляционная система горячего водоснабжения четко прослеживается

Обратите внимание, что теплоноситель, проходя по теплообменнику бойлера, возвращается обратно в отопительный котел. Сама же горячая вода из бойлера циркулирует постоянно по водопроводу горячего водоснабжения

Она не стоит на месте, что обеспечивает постоянное ее нахождение внутри подающих труб. Проходя по ним, она охлаждается. Но при включении смесителя или крана вода тут же попадает на них.

Конечно, надо отметить, что это самый затратный вариант двухконтурного отопления, потому что в ней присутствует большая разводка труб. Но она эффективна в том, что не приходится сливать холодную воду, то есть, сливать деньги в канализацию. Тем более, большими будут только первоначальные денежные вложения, которые быстро окупятся.

Разновидности бойлеров

</p>

Есть несколько моментов, которые определяют эффективность работы и отопления, и горячего водоснабжения.

• Понятно, что горячая вода по трубной разводке сама двигаться не будет с учетом ее рециркуляции. Поэтому в данный контур обязательно устанавливается насос. Как было уже сказано выше, место его расположение на обратном контуре рядом с бойлером.
• А вот в отопительную систему устанавливать насос не обязательно. Если правильно соорудить трубную разводку с учетом угла наклона и подающего контура, и обратного, то теплоноситель будет двигаться самотеком. Хотя насос здесь будет нелишним в плане равномерного распределения теплоносителя по всем отопительным батареям.