чем лучше греть воду в частном доме для горячего водоснабжения
Как выбрать электрический водонагреватель
Электрические водонагреватели, изначально предназначенные для частных домов, сегодня все чаще можно встретить и в городских квартирах. Благодаря оставшейся с советских времен практике летних отключений горячей воды, миллионы городских жителей ежегодно оказываются перед выбором: начать закаливаться холодными душами, мыться по старинке ковшиком, кипятя воду на газовой плите, или не мыться вообще.
Или – купить и установить электрический водонагреватель.
Цены на водонагреватели начинаются со вполне доступных сумм, что многих подталкивает в сторону последнего варианта решения проблемы, но поговорка «скупой платит дважды» верна и в этом случае. Малая мощность и небольшой объем дешевого водонагревателя не позволят не то, что принять душ, но даже умыться с комфортом. А простая его конструкция приведет к быстрому выходу из строя.
Поэтому выбирать водонагреватель нужно по его параметрам, хорошо представляя, для чего и как вы его будете использовать. Неплохо также перед выбором узнать жесткость воды – той, которую вы собираетесь греть.
Характеристики электрических водонагревателей
По видуводонагреватели разделяются на накопительныеи проточные.
Накопительные водонагреватели нагревают до заданной температуры некоторый объем воды, который хранится в бойлере и расходуется по необходимости. При расходе нагретой воды в бойлер поступает холодная, температура в бойлере падает, что приводит к автоматическому включению ТЭНа.
Проточные водонагреватели греют протекающий сквозь них поток воды.
Оба вида имеют свои преимущества и недостатки.
Накопительные водонагреватели занимают много места и имеют ограниченный объем бойлера – как только он израсходуется, вода из крана потечет холодная. Мощность их невысока, и греть протекающий поток воды они неспособны. На повторный нагрев всего объема воды может уходить до нескольких часов.
Зато даже самый маленький накопительный водонагреватель можно приспособить для разбора воды несколькими потребителями – пока не закончится накопленная горячая вода, она будет течь с нужным напором из любого крана в квартире.
Проточные водонагреватели просты в монтаже, компактны и могут быть размещены даже прямо над раковиной. Но для быстрого прогрева требуемого в быту потока воды они должны обладать приличной мощностью, что не всегда допустимо.
Так, для принятия душа требуется поток примерно 10л/мин. Чтобы нагревать на 30 градусов воду, текущую с такой скоростью, нагреватель должен иметь мощность около 20 кВт, что сразу делает невозможным использование подобных нагревателей в большинстве квартир и частных домов. Максимально допустимая мощность в квартирах многоквартирных домов – 7 кВт, и это только в домах с электрическими плитами. В домах с газовыми плитами на квартиру выделяется 3-4 кВт, а в домах старой постройки и того меньше.
Объем бака имеет большое значение для накопительных водонагревателей. Чем объем больше, тем больше членов вашей семьи смогут умыться, принять душ или ванну без долгого ожидания прогрева бойлера после предыдущего использования.
Но имейте в виду, что чем больше объем бака, тем больше времени потребуется на его нагрев, так как мощность ТЭНов большинства водонагревателей примерно одинакова и редко превышает 3 кВт.
Внутреннее покрытие бака для горячей воды необходимо для его защиты от коррозии.
Эмалированные баки и баки со стеклокерамическим покрытием сходны по эксплуатационным характеристикам и также обеспечивают неплохую защиту – миф о разрушении защитного слоя под воздействием перепадов температуры – не более чем миф (разумеется, если не наливать в замороженный бак кипящую воду).
Другое дело, что качество покрытия может быть разным и стеклокерамика известного производителя – совсем не то же самое, что стеклокерамика безымянного «китайца».
В остальном же эмаль и стеклокерамика серьезно уступают «нержавейке» только в одном – устойчивости к механическим повреждениям. Сам бак нагревателя, как правило, отделен от корпуса слоем мягкой теплоизоляции, которая может защитить бак от повреждений, но при сильных ударах на покрытии могут появиться микротрещины, в которых впоследствии разовьется коррозия. Поэтому при покупке нагревателя с эмалированным баком надо тщательно осматривать корпус на отсутствие вмятин и впоследствии беречь нагреватель от ударов.
Многие производители для защиты бака от коррозии устанавливают в него магниевый анод, взаимодействующий с кислородом воды и защищающий внутреннюю поверхность бака. Этот элемент защитит бак, даже если покрытие будет повреждено, но он требует периодической замены – раза в 1-2 года, независимо от состояния защитного покрытия.
Если вы хотите, чтобы нагреватель проработал долго и без лишних хлопот, обязательно обратите внимание на наличие «сухого» ТЭНа. Особенно, если у вас жесткая вода – в этом случае «сухой» ТЭН просто необходим.
В обычных моделях ТЭН находится прямо внутри бойлера и непосредственно контактирует с нагреваемой водой. При этом на нем оседает накипь, что может довольно быстро привести к выходу нагревателя из строя, к протечке ТЭНа и к тому, что вся накопленная вода окажется на полу.
Чтобы избежать этого, можно производить периодическую очистку ТЭНа от накипи (2 раза в год при жесткой воде, раз в 1-2 года – при нормальной).
Либо приобрести нагреватель с «сухим» ТЭНом – конструкция такого нагревателя не предусматривает контакта ТЭНа с водой, он находится в металлической колбе или трубке. Разумеется, накипь при этом никуда не девается, она оседает на наружной поверхности колбы. Но из-за большей толщины металла и большей площади соприкосновения с водой это не ведет к быстрому прогару, поэтому нагреватели с «сухим» ТЭНом могут проработать в десятки раз дольше, чем их аналоги с «мокрым» ТЭНом.
Номинальная мощность определяет, как быстро нагреватель будет греть воду. Для накопительного нагревателя – чем больше мощность, тем быстрее прогреется весь бак и из крана снова потечет горячая вода. И если для нагревателя с небольшим баком (15-30 л) разница во времени нагрева у маломощных и мощных нагревателей составляет 10-30 минут, то у объемных нагревателей (80-100 л) разница во времени прогрева уже может составлять несколько часов. Если позволяют проводка и допустимая мощность, имеет смысл вместо одного большого нагревателя на 3 кВт установить два поменьше такой же мощности – это вдвое сократит время ожидания горячей воды, если она вдруг закончилась.
Некоторые нагреватели оборудованы двумя ТЭНами и имеют режим ускоренного нагрева. При поступлении большого объема холодной воды и резкого падения температуры можно включить оба ТЭНа, увеличивая скорость нагрева воды. А в режиме поддержания температуры работает только один ТЭН. Такой режим работы нагревателя снижает нагрузку на сеть. Нагреватели, снабженные автоматикой, способны самостоятельно подключать/отключать второй ТЭН.
Для проточного нагревателя – чем больше мощность, тем больший напор нагретой воды он сможет обеспечить.
Проточный водонагреватель мощностью 3 кВт сможет нагреть «до теплоты» только тоненькую струйку воды – где-то на 1,5 л/мин. Умыться и почистить зубы еще получится, а вот что-то еще – уже нет.
Проточный водонагреватель мощностью 5-7 кВт можно использовать для мытья посуды, но душ будет не очень комфортен – и вода прохладная, и напор слабоват.
В продаже есть проточные нагреватели большей мощности, но, к сожалению, для их установки потребуется отдельная проводка – а иногда и трехфазная. Впрочем, если вы являетесь счастливым обладателем трехфазного питания с большой допустимой мощностью потребления, то установка проточного водонагревателя мощностью 15-20 кВт обеспечит вам горячую воду с нормальным напором в практически неограниченном количестве.
При покупке нагревателя в городскую квартиру – особенно накопительного нагревателя и особенно на нижних этажах – обратите внимание на максимальное допустимое давление воды у выбранного нагревателя. Несмотря на норматив давления в 4 бара, в городских сетях водоснабжения давление может доходить до 7 бар. Следует либо подбирать нагреватель с максимальным допустимым давлением 8-10 бар, либо предусмотреть редуктор давления на его входе.
На максимальную температуру нагрева воды следует обратить внимание, выбирая накопительный нагреватель. Чем выше температура нагрева, тем меньше горячей воды придется смешивать с холодной для достижения теплой. Но в то же время – тем и выше опасность ожога при полностью открытом кране горячей воды.
Водонагреватель – что проточный, что накопительный – несет в себе множество опасностей. Чтобы избежать затопления, поражения электрическим током или ожога горячей водой, обратите внимание на наличие всех элементов безопасности:
— Регулятор (ограничитель) температуры нагрева позволяет задать максимальную температуру воды и избежать ожога при неосторожном открытии крана.
Если краном могут пользоваться дети, а максимальная температура нагрева выше 80°С, регулятор необходим – температуру следует выставить не выше 75-80°С.
— Защита от перегрева отключает ТЭН при опасности закипания воды. Обычно автоматика нагревателя выключает ТЭН намного раньше, но при её поломке только защита от перегрева спасет проточный нагреватель от повреждения ТЭНа, а накопительный нагреватель – от разрыва бака.
— Устройство защитного отключения защищает от утечки электрического тока в нагреваемую воду. Категорически не рекомендуется пользоваться нагревателем, не оснащенным УЗО.
— Предохранительный клапан выполняет функцию обратного клапана, не позволяя воде вытечь из накопительного нагревателя, а так же стравливает лишнее давление.
Поскольку забор воды в накопительном нагревателе осуществляется сверху, а на место горячей тут же поступает холодная вода, бак всегда остается заполненным. При отсутствии обратного клапан и прекращении подачи воды, бак может остаться без воды, что приведет к выходу ТЭНа из строя.
Предохранительный клапан (с отводом) защищает бак от излишнего давления в водопроводе. Однако это не панацея: если давление в системе значительно превышает требуемое, то по трубке всегда будет течь довольно сильный поток воды с ощутимым шумом. Приятного в этом мало, поэтому рекомендуется добавить на входе редуктор давления.
Варианты выбора электрических водонагревателей
Если вам нужен нагреватель, чтобы обеспечить одну точку горячей водой, а проводка позволяет подключать электроприборы с потреблением 5-7 кВт, выбирайте среди проточных водонагревателей. Если вы хотите, чтобы нагреватель обеспечивал возможность принятия душа, обратите внимание на опцию насадки для душа.
Если вы живете в городской квартире и не хотите зависеть от сезонных отключений воды, выбирайте среди накопительных нагревателей объемом до 50 л – этого вполне хватит переждать отключение.
Если вы живете на одном из нижних этажей и у вас всегда прекрасный напор воды, при выборе накопительного нагревателя ориентируйтесь на модели с максимальным давлением воды в 8 бар и выше – это защитит бак нагревателя от гидроударов, вполне возможных во время профилактических работ.
Если проводка не позволяет подключать мощные приборы, но и возиться с подключением и разводкой накопительного нагревателя у вас нет возможности или желания, выбирайте среди маломощных проточных нагревателей – напор, конечно, будет слабым, но это лучше, чем ничего.
Если вы опасаетесь протечек, выбирайте нагреватель с «сухим» ТЭНом и максимальным давлением воды в 8 бар и выше. Наличие магниевого анода на выбранной модели обеспечит дополнительную защиту, но имейте в виду, что его нужно периодически менять.
Если вы живете за городом и вам нужен водонагреватель для обеспечения горячей водой семьи в 2-3 человека, выбирайте среди накопительных нагревателей объемом 50 – 100 л. Для семьи в 4-5 человек объем бака потребуется побольше – 100 – 150 л.
Если же у вас нет никаких ограничений по проводке и потребляемой мощности, можете установить мощный проточный нагреватель и забыть об отсутствии в кране горячей воды.
Горячее водоснабжение частного дома
Другие статьи на эту тему:
Две схемы ГВС загородного частного дома — какую выбрать?
Что нужно сделать, чтобы горячая вода текла сразу же после открывания крана?
В зависимости от способа нагрева воды системы горячего водоснабжения (ГВС) для частного загородного дома подразделяют на:
Схема горячего водоснабжения с проточным водонагревателем
В качестве проточного водонагревателя можно использовать:
Проточный подогреватель воды начинает греть воду в момент начала разбора воды, когда открывают кран горячей воды.
Вся энергия, расходуемая на нагрев, переходит от нагревателя к воде практически мгновенно, за очень короткое время движения воды через нагреватель. Чтобы получить воду необходимой температуры за малый промежуток времени конструкция проточного водонагревателя предусматривает ограничение скорости потока воды. Температура воды на выходе из проточного нагревателя очень сильно зависит от расхода воды — величины струи горячей воды, текущей из крана.
Для нормального снабжения горячей водой только одного рожка в душе мощность проточного водонагревателя должна быть не менее 10 кВт. Наполнить ванную за разумное время можно от нагревателя мощностью более 18 кВт. А если при наполнении ванны или работе душа открыть еще и кран горячей воды на кухне, то для комфортного пользования горячей водой потребуется мощность проточного нагревателя не менее 28 кВт.
Для отопления дома эконом класса обычно достаточно котла меньшей мощности. Поэтому, мощность двухконтурного котла выбирают исходя из потребности в горячей воде.
В конечном итоге, использование проточного водонагревателя в системе ГВС приводит к не обоснованному росту потребление воды и объема стоков канализации, к увеличению расхода энергии на нагрев, а также к недостаточно комфортному пользованию горячей водой в доме.
Систему ГВС с проточным водонагревателем используют, не смотря на её недостатки, по причине сравнительно низкой стоимости и малых размеров оборудования.
Система работает лучше, если отдельный индивидуальный проточный водонагреватель установить возле каждого места разбора воды.
В этом случае удобно устанавливать электрические проточные нагреватели. Однако, такие нагреватели во время разбора воды одновременно в нескольких местах могут потреблять из электросети значительную мощность (до 20 – 30 кВт). Обычно электросеть частного дома на это не рассчитана, да и стоимость электроэнергии высока.
Как выбрать проточный водонагреватель
Основным параметром для выбора проточного водонагревателя является величина потока воды, который он сможет нагреть.
Для комфортного пользования рекомендуется ориентироваться на следующие объемы расхода горячей воды температурой 55 о С в точках разбора:
Пользоваться горячей водой одновременно в душе и умывальнике будет комфортно, если производительность нагревателя будет уже не менее 9 л/мин+4,2 л/мин=13,2 л/мин.
Производители в технических характеристиках обычно указывают максимальную производительность проточного водонагревателя, из расчета нагрева воды на определенную разность температур, dT, например, 25 о С, 35 о С или 45 о С. Это значит, что если температура воды в водопроводе +10 о С, то при максимальной производительности из крана будет течь вода с температурой +35 о С, 45 о С или +55 о С.
Будьте внимательны. Некоторые продавцы в рекламе указывают максимальную производительность аппарата, но «забывают» написать, для какой разности температур она определена. Можно купить газовую колонку производительностью 10 л/мин., но окажется, что при таком расходе она будет нагревать воду только на 25 о С., т.е. до 35 о С. Пользоваться горячей водой с такой колонкой может оказаться не очень комфортно.
Для нашего примера подойдет газовая колонка или двухконтурный котел с максимальной производительностью не менее 13,2 л/мин при dT=45 о С. Мощность газового аппарата при этих параметрах горячей воды будет около 32 кВт.
При выборе проточного водонагревателя обратите внимание на еще один параметр — минимальную производительность, расход л/мин, при которой включается нагрев.
Если расход воды в трубе будет меньше величины, указанной в технических характеристиках аппарата, то водонагреватель не включится. По этой причине, часто приходится расходовать больше воды, чем это необходимо. Постарайтесь выбрать аппарат с как можно меньшей величиной минимальной производительности, например, не более 1,1 л/мин.
Электрические проточные водонагреватели, предназначенные для применения в быту, имеют максимальную мощность нагревателя около 5,5 — 6,5 кВт. При максимальной производительности 3,1 — 3,7 л/мин нагревают воду на dT=25 о С. Один такой водонагреватель устанавливают для обслуживания одной водоразборной точки — душа, умывальника или мойки.
Схема ГВС с накопительным подогревателем (бойлером) и циркуляцией воды
Накопительный водонагреватель (бойлер) представляет собой теплоизолированный металлический бак довольно большого объема.
В нижнюю часть бака водонагревателя чаще всего встраивают сразу два нагревателя – электрический ТЭН и трубчатый теплообменник, подключенный к отопительному котлу (схема подключения бойлера к котлу). Вода в баке большую часть времени подогревается котлом.
Электрический нагреватель включается по мере необходимости, в период остановки котла. Такой бойлер часто называют бойлером косвенного нагрева.
Горячая вода в бойлере косвенного нагрева расходуется из верхней части бака. На её место в нижнюю часть бака тут же поступает холодная вода из водопровода, нагревается теплообменником и поднимается вверх.
В странах Евросоюза системы ГВС в новых домах в обязательном порядке оснащают солнечным нагревателем — коллектором. Для подключения солнечного коллектора в нижнюю часть бойлера косвенного нагрева устанавливают еще один теплообменник.
Схема ГВС с бойлером послойного нагрева
 |
| Схема ГВС с бойлером послойного нагрева и проточным водоподогревателем |
В последнее время набирает популярность система ГВС с бойлером послойного нагрева, вода в котором нагревается проточным водонагревателем. В таком бойлере отсутствует теплообменник, что снижает его стоимость.
Горячая вода расходуется из верхней части бака. На её место в нижнюю часть бака тут же поступает холодная вода из водопровода. Насосом вода из бака прогоняется через проточный нагреватель, и подается сразу в верхнюю часть бака. За счет этого, горячая вода у потребителя появляется очень быстро — не нужно ждать пока прогреется почти весь объем воды, как это происходит в бойлере косвенного нагрева.
Быстрый нагрев верхнего слоя воды, позволяет устанавливать в доме бойлер меньших размеров, а также снизить мощность проточного нагревателя, без ущерба для комфорта.
Бойлер послойного нагрева Galmet SG (S) Fusion 100 L подключают к контуру ГВС двухконтурного котла или к газовой колонке. Бойлер имеет встроенный трехскоростной циркуляционный насос. Высота бойлера 90 см., диаметр 60 см.
Производители выпускают двухконтурные котлы со встроенным или выносным бойлером послойного нагрева. В результате, стоимость и габариты оборудования системы ГВС получаются несколько меньше, чем с бойлером косвенного нагрева.
Вода в бойлере подогревается заранее, независимо от того, расходуется она или нет. Запас горячей воды в баке позволяет пользоваться горячей водой в доме в течении нескольких часов.
Благодаря этому, нагрев воды в баке можно производить довольно длительное время, постепенно накапливая тепловую энергию в горячей воде. Отсюда и еще одно название бойлера — накопительный водоподогреватель.
Большая продолжительность нагрева воды позволяет использовать нагреватель сравнительно небольшой мощности.
Накопительный газовый водонагреватель — бойлер
Накопительные бойлеры, вода в которых нагревается газовой горелкой, менее популярны в системах ГВС частного дома. Устройство в доме систем отопления и ГВС с двумя газовыми аппаратами — газовым котлом и газовым бойлером, получается заметно дороже.
Накопительный газовый водонагреватель — бойлер
Газовые бойлеры бывает выгодно ставить в квартирах с центральным отоплением или в частных домах с отоплением твердотопливным котлом и нагревом воды в системе ГВС сжиженным газом.
Газовые водонагреватели также, как и котлы, выпускаются с открытой камерой сгорания и с закрытой, с принудительным удалением дымовых газов и с естественной тягой в дымоходе.
В продаже имеются накопительные газовые бойлеры, которые не требуют подключения к дымоходу. (Бытовые газовые плиты тоже ведь работают без дымохода.) Мощность газовых горелок таких аппаратов небольшая.
Газовые бойлеры объемом до 100 литров предназначены для крепления на стену. Водонагреватели большого объема устанавливаются на пол.
В водонагревателях применяются разные способы зажигания газа — с дежурным фитилем, электронный на батарейках или гидродинамический поджиг.
В аппаратах с дежурным фитилем постоянно горит маленькое пламя, которое вначале зажигается вручную. Какое-то количество газа бесполезно сгорает в этом факеле.
Электронный поджиг работает от электросети или батарейки, аккумулятора.
Гидродинамический поджиг запускается от вращения турбинки, которая приводится в действие потоком воды при открытии крана.
Как выбрать объем накопительного водонагревателя — бойлера
Чем больше объем накопительного водонагревателя — тем выше комфорт пользования горячей водой в доме. Но с другой стороны, чем больше размеры бойлера, тем он дороже, тем выше затраты на его ремонт и техническое обслуживание, тем больше места он занимает.
Размер бойлера выбирают исходя из следующих соображений.
Принято считать, что объем бойлера, выбранный из расчета 20-30 литров на человека, обеспечит минимально необходимый комфорт пользования горячей водой в доме.
Повышенный комфорт обеспечит бойлер, объем которого выбран из расчета 30 — 60 литров на одного пользователя водой.
Высокий уровень комфорта обеспечит водонагреватель объемом из расчета 60-100 литров на одного проживающего в доме.
Для заполнения ванны необходимо израсходовать почти всю воду из бойлера объемом 80 — 100 литров.
Как выбрать мощность котла для бойлера ГВС
При выборе бойлера необходимо обратить внимание и на мощность нагревательного элемента, который в нем установлен. Например, чтобы нагреть 100 литров воды до температуры 55 о С за 15 минут в бойлере должен быть установлен нагреватель (теплообменник для котла, встроенная газовая горелка или ТЭН) мощностью около 20 кВт.
В реальных условиях эксплуатации температура воды в бойлере равна температуре воды в водопроводе только при первом включении нагрева. В дальнейшем, в бойлере почти всегда находится уже подогретая до некоторой температуры вода. Для догрева воды до необходимой температуры за приемлемое время используют нагревательные устройства меньшей мощности.
Но все-таки лучше проверить, сколько времени займет нагревание воды в бойлере. Это можно сделать, пользуясь формулой:
t = m•cw•(t2 – t1)/Q, в которой:
t – время нагревания воды, секунды (с);
m – масса воды в бойлере, кг (масса воды в килограммах равняется объему бойлера в литрах);
cw – удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/(кг•K);
t2 – температура, до которой должна быть нагрета вода;
t1 – начальная температура воды в бойлере;
Q – мощность котла, кВт.
Пример:
Время нагревания воды котлом мощностью 15 кВт в 200-литровом бойлере от температуры 10°C (принимаем, что вода, поступающая в бойлер, имеет такую температуру) до 50°C составит:
200 x 4,2 x (50 – 10)/15 = 2240 с, то есть около 37 мин.
Схема ГВС с рециркуляцией воды в системе
Использование накопительного водоподогревателя в системе ГВС позволяет организовать рециркуляцию горячей воды в трубопроводах. Все места отбора горячей воды подключены к кольцевому трубопроводу, по которому постоянно циркулирует горячая вода.
Длина участка трубы от каждого места расхода горячей воды до кольцевого трубопровода не должна быть более 2 метров.
Циркуляционный насос системы рециркуляции горячей воды ГВС имеет маленькие размеры и небольшую мощность
Рециркуляцию воды в системе ГВС обеспечивает циркуляционный насос. Мощность насоса невелика, несколько десятков ватт.
Насосы для ГВС, в отличие от насосов отопления, должны иметь максимальное рабочее давление не менее 10 бар. Отопительные насосы часто рассчитаны на максимальное давление не более 6 бар. Другое отличие состоит в том, что насос для ГВС должен иметь гигиенический сертификат, разрешающий применение в системах питьевого водоснабжения.
Вода в системах ГВС постоянно обновляется и содержание кислорода в ней остается достаточно большим. Коррозионная активность горячей воды высокая. К тому же, горячая вода должна соответствовать санитарным требованиям к питьевой воде. Поэтому, для изготовления насосов ГВС применяют стойкие к коррозии цветные металлы или нержавеющую сталь. По этим причинам циркуляционные насосы для ГВС заметно дороже аналогичных для систем отопления.
В некоторых конструкциях трубопроводов ГВС удается создать естественную рециркуляцию воды, без насоса.
В результате циркуляции воды в системе ГВС горячая вода к местам отбора подается постоянно.
В системе ГВС с накопительным подогревателем и рециркуляцией воды режим водоснабжения более стабилен:
Рециркуляционный контур позволяет не только повысить комфортность водоснабжения в удаленных точках дома, но дает возможность подключить к нему контуры теплых полов в отдельных помещениях. Например, в ванной водяной теплый пол будет комфортным круглый год.
В системе ГВС с рециркуляцией воды постоянно расходуется энергия для работы циркуляционного насоса, а также на компенсацию потерь тепла в самом бойлере и в трубах с циркулирующей водой. Для снижения расхода энергии рекомендуется устанавливать циркуляционный насос со встроенным программируемым таймером, который отключает циркуляцию воды в часы, когда она не нужна. Бойлер и трубы с горячей водой утепляют.
Недостатки системы ГВС с двухконтурным газовым котлом или водогрейной колонкой
Тактование двухконтурного котла в режиме отопления
Как известно, двухконтурный газовый котел может обеспечить дом горячей водой и быть источником тепла в системе отопления. Приготовление горячей воды осуществляется в проточном теплообменнике котла. Об общих недостатках системы ГВС с проточным нагревателем читайте в начале этой статьи. Но у газовых аппаратов с проточным нагревателем есть еще одна проблема — это сложность выбора максимальной мощности двухконтурного котла или водогрейной газовой колонки.
Товары для строительства и ремонта
Чаще всего оказывается, что необходимая мощность котла для приготовления горячей воды, значительно больше мощности, необходимой для отопления всех помещений в доме.
Как уже упоминалось в статье выше, для получения горячей воды необходимой температуры и максимальном её расходе, двухконтурные газовые котлы и водогрейные газовые колонки имеют достаточно большую максимальную мощность, около 24 кВт. или более. Котлы и колонки оснащены автоматикой, которая может за счет модуляции пламени горелки уменьшать их мощность до минимальной, равной примерно 30% от максимальной. Минимальная мощность двухконтурного газового котла или колонки обычно равна около 8 кВт. или более. Это минимальная мощность котла, как в режиме ГВС, так и отопления.
Газовая горелка двухконтурного котла или колонки из-за конструктивных особенностей не может стабильно работать с мощностью, меньше минимальной (менее 8 кВт.). В то же время, для работы с системой отопления частного дома или автономного отопления квартиры, котел в режиме отопления очень часто должен выдавать мощностью менее 8 кВт.
Из-за того, что котел не может работать с мощностью ниже минимальной, возникают проблемы с адаптацией (согласованием) двухконтурного котла и системы отопления.
На небольших объектах, с малым потреблением тепла на отопление, котел выдает больше тепла, чем может принять система отопления. В результате несогласованности параметров котла и системы, двухконтурный котел начинает работать в импульсном режиме, «тактовать» — как говорят в народе.
Работа в режиме «тактования» значительно уменьшает ресурс работы деталей котла, заметно снижает КПД.
Тактование газового котла или колонки в режиме ГВС
Для нормального подогрева воды котлом или колонкой, на диаграмме точка пересечения линий температуры и расхода горячей воды (рабочая точка) должна всегда находиться внутри рабочей зоны, границы которой показаны на диаграмме жирной линией. Если режим потребления горячей воды выбран так, что рабочая точка будет находиться в серой зоне, поз. 1 на диаграмме, то котел, колонка будет тактовать. В этой зоне, при маленьком протоке воды, мощность котла, колонки оказывается избыточной, котел, колонка отключается от перегрева, а затем снова включается. Из крана идет то горячая, то холодная вода.
Низкий КПД двухконтурных газовых котлов и колонок
Двухконтурные газовые котлы при работе с максимальной мощностью имеют КПД более 93%, и менее 80% при работе с минимальной мощностью. Представьте, как еще уменьшится КПД, если такому котлу придется работать в импульсном режиме, с постоянным перезажиганием газовой горелки.
Учтите, что двухконтурный котел в течении года большую часть времени работает с минимальной мощностью. Минимум 1/4 часть израсходованного газа будет буквально вылетать бесполезно в трубу. Прибавьте к этому расходы на замену преждевременно изношенных деталей котла. Это будет расплата за установку в доме дешевого оборудования для отопления и ГВС.
Чего хочешь — выбирай
Если мощность двухконтурного газового котла более 20 кВт., выбрана из расчета нагрева максимально необходимого расхода горячей воды, то котел не может обеспечить экономную и комфортную работу в режиме малой мощности отопления и при нагреве воды с маленьким расходом. То же самое можно сказать и о работе водогрейной колонки.
Чаще всего, в доме отсутствует необходимость приготовления больших потоков горячей воды. Для многих людей, намного важнее обеспечить комфортное и экономное пользование горячей водой при малом её расходе.
Для таких экономных хозяев многие производители выпускают двухконтурные газовые котлы и колонки максимальной мощности около 12 кВт. и минимальной меньше 4 кВт. Такие котлы, колонки обеспечат более экономное и комфортное отопление и пользование горячей водой в количестве, достаточном для принятия душа или мытья посуды.
Перед покупкой двухконтурного котла или колонки хозяевам необходимо решить, какой режим потребления горячей воды более выгоден и комфортен — с большим расходом воды или с маленьким. На основании этого решения выбрать мощность котла или колонки. Если хочется и то и другое, то придется выбрать систему ГВС с бойлером.
Многие производители отопительного оборудования выпускают специальные комплекты, котел плюс встроенный или выносной бойлер, именно для таких случаев. Такой комплект оборудования обойдется дороже, но позволит обеспечить увеличенный ресурс работы оборудования, экономию газа и более комфортное пользование горячей водой.
Схема ГВС с рекуператором тепла стоков канализации
В Западной Европе и в мире популярны различные способы экономии энергии при эксплуатации частного дома.
Из дома горячая вода после использования стекает в канализацию и уносит с собой значительную часть тепловой энергии, которую затратили на её подогрев.
Схема рекуперации тепловой энергии стоков канализации в систему ГВС
Для сокращения потерь энергии в доме применяют схему рекуперации (возврата) тепла из канализационных стоков в систему ГВС частного дома.
Холодная вода, прежде чем попасть в бойлер ГВС, проходит через теплообменник. В теплообменник же направляются стоки от санитарно технических приборов.
В теплообменнике два потока, холодная вода из водопровода и горячая вода стоков, встречаются, но не смешиваются. Часть тепла от горячей воды передается холодной. В бойлер ГВС поступает уже подогретая вода.
На схеме, показанной на рисунке, к теплообменнику направляют стоки только тех санитарно-технических приборов, которые работают с протоком горячей воды. Такую схему рекуперации выгодно применять при любом способе нагрева воды — как с бойлером, так и с проточным нагревателем.
Чтобы возвращать тепло из стоков санитарно-технических приборов, которые сначала накапливают горячую воду, а затем спускают её в канализацию (ванна, бассейн, стиральная и посудомоечная машины), применяют более сложную схему с циркуляцией воды между бойлером и теплообменником на время опорожнения этих устройств.
Советы застройщику
Для домов и квартир с постоянным проживанием очень советую использовать систему ГВС с бойлером послойного нагрева и двухконтурным котлом, или с бойлером косвенного нагрева и одноконтурным котлом. Объем бойлера не менее 100 литров. Система обеспечит хороший комфорт пользования горячей водой, экономное расходование газа и воды, а также меньший объем стоков в канализацию. Единственный минус такой системы — это более высокая стоимость оборудования.
При ограниченном бюджете строительства в небольших загородных дачных домах для сезонного проживания можно установить систему ГВС с проточным нагревателем.
Схему ГВС с проточным нагревателем целесообразно использовать в домах с кухней и одной ванной, где источник нагрева и места отбора горячей воды расположены компактно, на небольшом расстоянии друг от друга. К одному проточному подогревателю воды рекомендуется подключать не более трех кранов для разбора воды.
Стоимость такой системы сравнительно невелика, а недостатки эксплуатации в этом случае менее выражены. Двухконтурный газовый котел или газовая колонка занимает мало места. Практически все необходимое оборудование смонтировано в корпусе аппарата. Для установки котла мощностью до 30 кВт или газовой колонки не требуется отдельное помещение.
В системе ГВС с газовой колонкой или двухконтурным котлом стабильность режима подачи воды значительно возрастет, если в схему между нагревателем и точками разбора воды установить буферную емкость — обычный накопительный электроводонагреватель. Особенно рекомендуется устанавливать такой буферный накопительный электроводонагреватель вблизи точек разбора, удаленных от газового аппарата.
В схеме с буферным баком горячая вода от газовой колонки или двухконтурного котла сначала поступает в бак электрического бойлера — водонагревателя. Таким образом, в баке всегда содержится запас горячей воды. Электрический нагреватель в баке лишь компенсирует теплопотери и поддерживает необходимую температуру горячей воды в период, когда отсутствует разбор воды. Достаточно электроводонагревателя с баком небольшой емкости — даже литров 30, и пользование горячей водой станет намного комфортнее.
Система ГВС с проточным водонагревателем и встроенным в котел или выносным бойлером послойного нагрева будет несколько дороже. Зато здесь не потребуется расходовать дорогую электроэнергию на поддержание температуры воды, а комфорт пользования водой будет таким же, как и с бойлером косвенного нагрева.
В домах с разветвленной сетью ГВС реализуйте схему с накопительным водоподогревателем (бойлером) и рециркуляцией воды. Только такая схема обеспечит необходимый комфорт и экономную эксплуатацию системы ГВС. Правда, первоначальные затраты на её создание самые большие.
Рекомендуется покупать котлы, которые продаются в комплекте с бойлером. В этом случае параметры котла и бойлера уже правильно подобраны производителем, а большая часть дополнительного оборудования встроена в корпус котла.
Если отопление в доме осуществляется твердотопливным котлом, то выгодно установить буферный бак – аккумулятор тепла, к которому и подключить систему ГВС с циркуляцией воды.
В ином случае, для подогрева воды в доме, к твердотопливному котлу присоединяют бойлер косвенного нагрева, дополнительно оснащенный электронагревателем.
Электрический бойлер ГВС выгодно использовать в доме с твердотопливным котлом
Часто для нагрева воды в доме с твердотопливным котлом, используется только электроэнергия. Для ГВС в доме, вблизи точек разбора воды, устанавливают накопительный электрический бойлер — водоподогреватель. Систему циркуляции горячей воды в этом варианте не делают. Возле удаленных точек разбора воды выгоднее установить свой отдельный накопительный подогреватель. В этом случае электроэнергия на подогрев воды расходуется более экономно.
При нагревании воды выше 54 о С из воды выделяются соли жесткости. Для уменьшения образования накипи по возможности нагревайте воду до температуры ниже указанной.
Особенно чувствительны к образованию накипи проточные водонагреватели. Если вода жесткая, содержит более 140 мг CaCO3 в 1 литре, то применение для нагрева воды проточных водонагревателей, в том числе и с бойлерами послойного нагрева, не рекомендуется. Даже небольшие отложения накипи забивают каналы в проточном нагревателе, что ведет к прекращению протока воды через него.
Подачу воды в проточный водонагреватедль рекомендуется производить через антинакипный фильтр, который снижает жесткость воды. Фильтр имеет сменный картридж, который придется регулярно менять.
Для подогрева жесткой воды лучше выбрать накопительную систему ГВС с бойлером косвенного нагрева. Отложения солей на нагревательном элементе бойлера не препятствуют протоку воды, а только снижают производительность бойлера. Бойлер проще чистить от накипи.
Следует помнить, что длительный нагрев воды до температуры менее 60 о С может привести к появлению в накопительном баке (бойлере) с горячей водой вредных для здоровья человека бактерий вида Legionella. Рекомендуется периодически выполнять термическую дезинфекцию системы ГВС, повышая на какое-то время температуру воды до 70 о С.