Какой выбрать способ нагрева горячей воды в доме?
Доступ к горячей воде является фактором, который оказывает огромное влияние на комфорт нашей жизни. Если мы живем в месте, где нет центрального горячего водоснабжения, мы должны инвестировать в устройства, которые позволяют нагревать воду. Выбор правильного решения зависит в основном от количества горячей воды, которую необходимо доставлять во все пункты водоразбора ГВС дома, а также от индивидуальных потребностей и технических условий.
Есть несколько основных способов получения горячей воды для хозяйственных нужд (ГВС). В зависимости от источника энергии, водонагреватели можно разделить на несколько типов:
- Электрические. Самые распространенные приборы, в свою очередь бывают проточные и накопительные.
- Газовые. Проточные нагреватели воды, по-другому — газовые колонки.
- Косвенные. Представляют собой емкость с водой, которую нагревает змеевик с теплоносителем. теплоноситель может нагреваться от любого источника тепла (газ, дрова, электричество, солнечная энергия).
- Комбинированные. Это, как правило, водонагреватели (бойлеры) косвенного нагрева, которые могут нагреваться различными способами. Например, бойлер нагревается в отопительный период от твердотопливного котла, а летом от электричества либо солнечной панели.
Как уже стало понятно из написанного выше, по способу нагрева водонагреватели можно разделить еще на проточные и накопительные (бойлеры).
Проточные водонагреватели — мгновенный водонагреватель.
К проточным нагревателям относят как газовые, так и электрические нагреватели. Постепенно газовые колонки уходят в небытие и все реже проектные организации применяют в своих проектах такой способ подогрева ГВС. Поэтому, мы их рассматривать не будем. Использование проточных водонагревателей является одним из наиболее экономичных и наиболее удобных способов нагрева воды в период отключения центрального водоснабжения (например, на время ремонта) в квартирах либо на даче, когда воды надо не много(помыть посуду и быстро ополоснуться). Эти устройства потребляют электричество только тогда, когда вода течет, имеют энергетический класс А, В, С. Потребление электроэнергии начинается при открывании крана с горячей водой и заканчивается сразу же, после его закрытия. У проточных водонагревателей нет потерь энергии, возникающих в результате хранения горячей воды в резервуаре и ее прохождения по длинным участкам труб. Но, как правило, они критично не производительны, и удобны только как дачные варианты. И практика показывает, что они очень не долговечны. В быту добиться высокой производительности горячей воды сложно, так как даже при потреблении прибором 6 кВт электроэнергии, он будет выдавать воды всего лишь не более 4-х литров в минуту воды, при t=25. В промышленности используются проточные водонагреватели с мощностью до 120 кВт.
Плюсы проточных водонагревателей:
- они просты в установке;
- не требуют дополнительных газовых соединений или дымохода;
- малые размеры устройств позволяют устанавливать их близко к точкам потребления, что снижает потери на транспортировку воды;
- низкая стоимость прибора.
Электрические накопительные водонагреватели.
Бойлер предварительного нагрева. Обычно мощность варьируется от 1,2 до 2,4 кВт, объем от 15 до 200 литров. Небольшая мощность нагревательных элементов в этих устройствах позволяет подключать их к обычным электрическим розеткам. Широкий выбор по форме и размеру: круглые, плоские, горизонтальные, вертикальные. Более широко распространены на территории РБ. Невысокая цена и увеличенный комфорт, относительно проточных водонагревателей ставят их на лидирующие места по продажам. Вы можете подобрать накопительный водонагреватель такого объема, который будет покрывать ваши потребности в приготовлении воды, ограничения фактически только по пространству и бюджету. Ниже приведена таблица, с помощью которой можно ориентировочно оценить объем бойлера, необходимого для вас.
Преимущества электрических накопительных водонагревателей:
- комфорт (принять полноценный душ могут до четырех человек по очереди);
- они не требуют дополнительных газовых соединений или дымохода, они могут быть подключены к электрической системе, доступной в каждом доме;
- доступность;
- выбор среди различных форм и размеров.
Бойлеры косвенного нагрева либо комбинированные.
Если в доме установлен твердотопливный или другой котел, то с его помощью можно нагревать не только систему центрального отопления, но и горячую воду. Для этого нужно установить бойлер косвенного нагрева (комбинированного). Такие приборы могут быть изготовлены по технологии змеевик в баке или бак в баке. Для этого наиболее правильно использовать одноконтурный котел. Преимущества бойлеров косвенного или комбинированного нагрева в том, что скорость подогрева воды в 10 раз выше, чем в обычном накопительном водонагревателе. Мощность змеевика классического бойлера на 150 — 200 литров достигает до 50 кВт. Недостатком бойлера косвенного нагрева является только стоимость оборудования, и громоздкость, но зато, если вы нуждаетесь в большом количестве горячей воды, то такие приборы — лучший вариант.
Проконсультироваться и сделать выбор помогут специалисты компании KTL.BY
Многие жильцы частных домов задаются вопросом: «Какие системы подогрева воды в доме наиболее распространены?» Вариантов сделать воду теплой — тьма! Выбор зависит от того, как вы организовали отопление. Первый примитивный способ нагрева воды для ванны и кухни — электрический бойлерный котел на 100 или 200 литров.
Еще один способ обогрева — так называемые вторые и третьи контуры котлов, как газовых, так и любых других. Это может быть, например, газовый котел с элементами газовой колонки, то есть котел включается тогда, когда вы открываете кран с водой.
Третий, очень современный способ подогрева, дающий большой КПД, — накопительная тепловая емкость, позволяющая подать горячую в воду в несколько ванных комнат одновременно. Нагрел дровяной котел — и забыл об этом на три дня. Емкость при этом утепленная и держит 90 градусов, которые к концу третьего дня падают до 70. В двухтонном сосуде внутри идут медные спирали, которые с помощью насоса отводят кипяток по всему дому для разных нужд. В том числе и для обогрева теплого водяного пола.
Есть и другие виды отопления, например, термальное тепло, или же интересный способ обогрева на лето — солнечные конвекторы.
Выбор за вами, но он должен быть разумным. Ведь у нас все хотят автономии — и в рамках этого зачастую готовятся к ядерному взрыву. Иногда смешно наблюдать за людьми, которые, обустраивая дом, делают его как бункер, где надо пересидеть несколько лет безвылазно.
Как рационально выбрать систему подогрева воды? Бойлер должен находиться рядом с водозабором, иначе рациональности в его работе не будет. Ведь что такое рациональная работа бойлера любого типа? Например, вы включили кран с горячей водой и ждете 30 секунд, пока пойдет эта самая горячая вода. И это очень нерационально. Поэтому бойлер кухонный должен стоять где-то за стенкой, например, в туалете. А бойлер в ванной — находиться где-нибудь в углу, поблизости. Если ванна, туалет и кухня находятся рядом — хорошо. Если нет — просто во время того, когда делается капитальный ремонт, устанавливают разные бойлеры. Они стоят копейки. И больше ничего не нужно — бойлер работает под давлением водопроводной воды. Это самый бюджетный и экономный вариант. Газовый или дровяной котел с несколькими контурами имеют еще и электрическую часть (насосы) — это более дорогой способ подогрева воды. В домах с газовой системой распространен именно такой вариант подогрева воды. Если система котла дровяная, то, как правило, рядом с котлом стоит бойлер, который накапливает воду. Но в любом случае и бойлер, и вторые контуры котлов сопряжены с электричеством, а потому для обеспечения бесперебойной работы надо ставить и генераторы.
ГВС (система горячего водоснабжения) – совокупность устройств, обеспечивающих нагрев холодной воды и распределение ее по водоразборным приборам. Воду нагревают в теплообменных аппаратах до температуры 60-75°С и с помощью насосов подают по трубопроводам в жилые, общественные и производственные здания на бытовые и технологические нужды. Вода в системах бытового и производственно-бытового система горячего водоснабжения должна быть питьевого качества. В точках водоразбора горячая вода должна иметь температуру не ниже 50°С. При пользовании ею потребитель может снижать ее температуру до требуемой, подмешивая к ней холодную воду в смесителях, установленных в местах водоразбора. Нормы расхода горячей воды для бытовых нужд зависят от назначения объекта. Для жилых и общественных зданий нормы расхода приведены в соответствующих строительных нормах и правилах, расход горячей воды на производственные нужды определяется требованиями технологии, процесса.
Система горячего водоснабжения включает в себя следующие элементы: теплогенератор, водоподогреватель или смесительную установку, подающий трубопровод, состоящий из магистрали и подающих водоразборных стояков; циркуляционные магистрали и стояки; циркуляционный насос; водоразборную арматуру; приборы автоматического регулирования параметров и контроля расхода горячей воды.
По принципу приготовления горячей воды системы горячего водоснабжения делят на закрытые и открытые.
В закрытых ГВС поступающая из водопровода холодная вода нагревается в водоподогревателях в индивидуальных или центральных тепловых пунктах. В таких системах во внутридомовые трубопроводы поступает горячая вода, содержащая растворенный кислород и соли жесткости. Наличие кислорода приводит к коррозии внутренней поверхности труб, однако установка деаэраторов в тепловых пунктах не получила широкого распространения из-за сложности их эксплуатации. Достоинство закрытых систем горячего водоснабжения – высокое качество горячей воды, недостаток – значительная стоимость водоподогревательной установки.
В открытых ГВС используют теплоноситель, циркулирующий в системе теплоснабжения. Так как температуры воды в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети постоянны и зависят от температуры наружного воздуха, для получения горячей воды с нужной температурой применяют автоматические смесители, регулирующие отбор воды из подающего и обратного трубопроводов. Смесительная установка может предусматриваться в каждом здании (индивидуальная) или для группы зданий (групповая) в центральном тепловом пункте. Подача горячей воды в верхние водоразборные приборы с необходимым напором на излив происходит за счет избыточного давления в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети в точке присоединения к зданию. Напор в обратном трубопроводе должен быть больше высоты присоединяемого здания на величину свободного напора на излив. Отбор воды из трубопроводов на горячее водоснабжение компенсируется соответствующей подпиткой из источников теплоты. В открытых системах на нужды водоснабжения поступает химически очищенная вода, прошедшая деаэрацию, поэтому коррозия внутренней поверхности труб минимальная, но санитарное качество ее ниже, чем в закрытых системах, т.к., проходя через системы отопления, вода приобретает посторонний запах и цвет. Из-за отсутствия водоподогревателей стоимость открытых систем ГВС. меньше стоимости закрытых.
В зависимости от тепловой мощности и места расположения установки для приготовления горячей воды различаются центральные и децентрализованные системы ГВС. Стоимость первых больше из-за значительной протяженности трубопроводов, транспортирующих горячую воду к водоразборным приборам, но при этом выше и уровень комфортности жилища, т.к. при децентрализованном горячем водоснабжении эксплуатация установок осуществляется жильцами.
Версия для печати
Ноябрь 28, 2013
К.т.н. В.Ф. Гершкович, руководитель, центр энергосбережения КиевЗНИИЭП, г. Киев
Двухступенчатые водоподогреватели горячего водоснабжения (ГВС) обычно применяются в тепловых пунктах систем централизованного теплоснабжения. Они хороши тем, что уменьшают расход сетевой воды и понижают температуру обратной воды. Еще одно их преимущество, на которое не все обращают внимание, состоит в том, что регулятор температуры системы ГВС справляется с задачей точного поддержания температуры подогретой воды гораздо успешнее там, где в качестве первой ступени используется фоновый нерегулируемый водоподогреватель.
Традиционно водоподогреватель первой ступени рассчитывается при расходе греющей воды, равном сумме расходов теплоносителя, использованного в водоподогревателе ГВС второй ступени и в системе отопления. Традиция эта восходит к тем временам, когда расход сетевой воды, используемой для отопления, был постоянным. Несмотря на то, что возможность регулирования этого расхода всегда теоретически предполагалась, практика настолько пренебрегала этой возможностью, что никому и в голову не приходило задумываться над тем, что произойдет, если расход уменьшится.
Теперь, когда автоматика регулирования отопительных систем становится привычной, стоит над этим задуматься. Рассмотрим, как приготовляется горячая вода по двухступенчатой смешанной схеме (рисунок).
Схема А (рис. 1а), которая чаще всего применяется, характеризуется тем, что расходы сетевой воды, используемой для отопления и ГВС, жестко лимитированы дроссельными шайбами 9, рассчитанными по проектным нагрузкам. При закрытии регулирующего клапана 6 расход греющей воды, подаваемой на водоподогреватель первой ступени, уменьшится, ее тепловая мощность понизится, и нагреваемая вода на выходе из первой ступени будет иметь недостаточную температуру. Во второй ступени нагреваемая вода тоже не сможет быть подогрета до проектного значения, потому что расход греющей воды, подаваемой на вторую ступень, ограничен дроссельной шайбой. Таким образом, тепловая мощность водоподогревателей ГВС, рассчитанная по всем ныне действующим правилам, окажется недостаточной в часы максимального во-доразбора. Вот почему эти правила требуют уточнения.
Смысл уточнений состоит в том, что водоподогреватель первой ступени рассчитывается на два эксплуатационных режима.
Первый режим рассчитывается как обычно, то есть при расходе греющей воды, равном сумме расходов теплоносителя, использованного в водоподогревателе ГВС второй ступени и в системе отопления при полной нагрузке.
Второй режим рассчитывается при расходе греющей воды, равном сумме расходов теплоносителя, использованного в водоподогревателе второй ступени при полной нагрузке и в системе отопления при минимальной нагрузке, которая определяется свойствами регулятора.
Обычно минимальный расход сетевой воды, используемой в системе отопления, не должен быть менее 20% расчетного расхода. При этом живое сечение теплообменника в контуре греющей воды должно приниматься по результатам расчета первого режима.
Сопоставляя результаты расчетов по двум режимам, выбирается теплообменник с большей поверхностью теплообмена. Результат можно считать окончательным, если определяющим для выбора теплообменника оказался первый режим. В том случае, если теплообменник выбран по условиям второго режима, необходимо дополнительно рассчитать гидравлические потери в контуре греющей воды при условии, что ее расход равен сумме расходов теплоносителя, использованного в водоподогревателе ГВС второй ступени и в системе отопления при полной нагрузке.
В схеме Б (рис. 1б) никаких проблем с ГВС не возникнет, потому что недостаточная тепловая мощность первой ступени будет компенсирована второй ступенью. Регулятор перепада давления 10, установленный перед регулятором температуры ГВС 7, позволит пропустить через водоподогреватель 5 столько сетевой воды, сколько потребуется для ее подогрева до нужной температуры. Таким образом, уменьшенный по сравнению с проектным значением расход сетевой воды на отопление будет компенсирован увеличенным расходом сетевой воды на ГВС с тем, чтобы оба потребителя тепловой энергии могли работать в оптимальном режиме. Схема Б — это хорошая схема, но теплоснабжающие организации редко разрешают потребителям работать без ограничения расхода.
Чтобы система ГВС могла работать в оптимальном режиме при ограничении расхода, предлагается применять схему В (рис.1в) с регулируемым расходом греющей воды в первой ступени водоподогревателя.
В этой схеме водоподогреватель первой ступени 4 рассчитывается для работы только в одном режиме — при расходе греющей воды, равном сумме расходов теплоносителя, использованного в водоподогревателе второй ступени при полной нагрузке и в системе отопления при минимальной нагрузке. При увеличении расхода сетевой воды, используемой в системе отопления, излишнее количество воды пропускается по обводной линии, на которой установлен автоматический клапан прямого действия, поддерживающий на постоянном уровне давление до себя и выполняющий функцию перепускного клапана.
После того, как регулирующий клапан 6 откроется полным сечением, давление на входе греющей воды в водоподогреватель 4 увеличится, в результате чего регулирующий клапан прямого действия, стремясь сохранить давление на входе, откроется и пропустит излишний расход теплоносителя по обводной линии.
Схема В несколько ухудшает степень использования теплоносителя в абонентском вводе тепловой сети, но позволяет выполнить его более экономично за счет использования не слишком громоздкого водоподогревателя первой ступени. Вместе с тем, эта схема дает возможность успешно применить двухступенчатый подогрев воды при относительно небольших нагрузках ГВС. Даже там, где нагрузка ГВС составляет менее 20% от отопительной нагрузки, двухступенчатая схема с байпасом способна работать эффективно, в то время как без байпаса приходится применять в таких случаях одноступенчатую схему.
