Системы центрального горячего водоснабжения (ГВС) применяются уже на протяжении многих лет. Но даже, несмотря на это вопрос выбора схемы и комплектации ГВС теплотехническим оборудованием для конкретно взятого коттеджа не является очевидным и однозначным для всех.В зависимости от потребностей и индивидуальных запросов клиента, ему можно предложить несколько различных вариантов. Для того чтобы предложить владельцу коттеджа эффективное решение, а следовательно, и оборудование, которое обеспечит эту схему, необходимо предварительно, как можно точнее, определить величину тепловых нагрузок на ГВС, приняв во внимание ряд дополнительных факторов, о которых и пойдет речь в этой статье. Как правило, вопрос организации горячего водоснабжения коттеджа решается одновременно с вопросом его отопления.

Сейчас на рынке широко представлено оборудование, обеспечивающее одновременно отопление и ГВС коттеджа для таких схем:

• проточные схемы: теплообменники, которые выпускаются в виде газовых или электрических проточных нагревателей, а также в виде второго (малого) контура – встроенного теплообменника для получения горячей (т.н. санитарной) воды – в настенных двухконтурных котлах;
• емкостные схемы: нагреватели прямого (электрического) и косвенного («вода-вода») нагрева, основной особенностью которых является наличие бака-накопителя с нагревательным элементом – встроенным теплообменником;
• комбинированные схемы: системы, которые включают как двухконтурные котлы с дополнительным накопительным баком небольшой емкости (около 50-60 л) для ГВС, так и емкостные водонагреватели с промежуточным теплообменником, имеющими внешнюю загрузку и позволяющими работать системе ГВС в проточном режиме с расходами горячей воды, которые соответствуют номинальной тепловой мощности теплообменника, а в емкостном режиме, с расходом горячей воды из бака-накопителя, – с пиковыми расходами, которые превышают номинальную тепловую мощность теплообменника.

Площадь, занимаемая оборудованием

Компактность теплотехнического оборудования – это очень важная характеристика, которая имеет большое значение для тесных городских квартир, но в современных коттеджах компактность оборудования теряет свою важность и уступает таким качествам, как предоставляемый уровень комфорта, надежность, удобство эксплуатации и обслуживания системы. Это вызвано тем, что строящиеся коттеджи имеют большую площадь и обычно в них проектом предусмотрено отдельное помещение для отопительного оборудования. В таких случаях рекомендуется использовать для ГВС или емкостные схемы, которые работают с одноконтурными отопительными котлами, или комбинированные схемы.

Но если все-таки необходимо обеспечить компактность теплового оборудования, то можно использовать двухконтурные настенные котлы или напольные котлы с встроенным накопительным баком. Такие системы удобны тем, что благодаря только одному устройству, обеспечивают и отопление, и горячее водоснабжение. Качество используемой воды

Одним из самых важных условий нормальной работы теплотехнического оборудования является подходящее качество воды, которая проходит через тепловой прибор. Качество холодной и горячей воды, подаваемой на хозяйственно-питьевые нужды, должно соответствовать ГОСТ 2874-82. В отличие от воды, которая используется для системы отопления, средства подготовки воды для ГВС сильно ограничены. Это можно объяснить тем, что вода в системе отопления циркулирует внутри замкнутого контура и не расходуется на бытовые цели. По этой причине сетевая вода (для коттеджей она же обычно является и котловой) подвергается специальной химической обработке для придания ей нужных характеристик (уменьшение жесткости, связывание растворенных газов и т.д.). Подобные методы обработки нельзя использовать для воды ГВС, используемой потребителем для хозяйственно-питьевых нужд. Для улучшения свойств воды для долгой и надежной работы оборудования в этом случае обычно используют различные методы фильтрации и установку МГД-резонаторов.

Теплообменники проточных нагревателей наиболее чувствительны к качеству воды. Это объясняется большими значениями температуры стенки теплообменника (контактирующей с горячими газами или ТЭНами) и градиентов температур, которые способствуют росту отложений на теплообменных поверхностях. Использование воды для ГВС, взятой прямо из скважины или водопровода без необходимой подготовки, может привести к нарушению нормальной работы двухконтурного котла и даже к выходу из строя «малого» теплообменника.

Емкостные водонагреватели, также известные как баки-водонагреватели, могут нагревать и сохранять большое количество горячей воды долгое время при относительно небольшой мощности нагрева, что естественно довольно сильно уменьшает величину и скорость отложений на теплообменных поверхностях.

У баков с косвенным нагревом наибольшая температура стенки теплообменника является температурой контура отопления, т.е. обычно, не превышает 80-90°С. При этом градиент температур в теплообменнике намного меньше, чем у проточных водонагревателей, и, следовательно, меньше скорость кристаллизации солей жесткости.

Комфорт и температурные режимы ГВС

Обычно, заказчику, который не является специалистом-теплотехником, довольно трудно разобраться в технических данных, указываемых производителями оборудования. Но уже на стадии проектирования заказчик должен определиться с основными показателями для системы ГВС, задавая количество и тип потребляющих устройств и сооружений. При этом старые нормативы, определяющие расход и мощность ГВС все чаще становятся неприменимы для корректного расчета и выбора теплотехнического оборудования. Нужно также учесть, что из-за широкого распространения СПА-бассейнов, ванн-джакузи и других современных сантехнических устройств, нагрузка на контур ГВС значительно возрастает.

Расчетную величину тепловой нагрузки на горячее водоснабжение для жилых и общественных зданий, а также для бытового потребления (душевые, столовые и др.) на предприятиях можно определить с помощью расчетов по СНиП 2.04.01-85 («Внутренний водопровод и канализация зданий»). По этому документу можно определить расчетный суточный расход тепла на горячее водоснабжение. В приложениях к СНиП 2.04.01-85 есть также расчетные секундные расходы воды санитарными приборами, исходя из которых, можно рассчитать пиковое потребление горячей воды (qQ):

• для умывальников и рукомойников со смесителем этот расход составляет 0,09 л/с, что при среднем времени использования прибора 5 мин составляет 27 л/5 мин при часовом среднем расходе горячей воды 40 л/ч;
• для раковины, мойки со смесителем – 0,2 л/с, при среднем часовом расходе горячей воды 280 л/ч;
• для ванны со смесителем условным диаметром 20 мм – 0,3 л/с, при среднем часовом расходе горячей воды 460 л/ч;
• для ванны со смесителем условным диаметром 32 мм – 1,0 л/с, при среднем часовом расходе горячей воды 710 л/ч;
• для душевой кабины с глубоким душевым поддоном и смесителем – 0,09 л/с, при среднем часовом расходе горячей воды 80 л/ч;
• для гигиенического душа (биде) со смесителем и аэратором – 0,05 л/с, при среднем часовом расходе горячей воды 54 л/ч;
• для нижнего восходящего душа – 0,2 л/с, при среднем часовом расходе горячей воды 430 л/ч;
• в общественных и жилых зданиях и сооружениях, по которым отсутствуют сведения о расходах воды и технических характеристиках санитарно-технических приборов, допускается принимать до 0,2 л/с.

В зависимости от одновременности потребления горячей воды санитарно-техническими приборами в пределах одного здания (Р), и общего количества санитарно-технических приборов (N) можно определить значение коэффициента а, который выбирается по приложению 4 СНиП 2.04.01-85.

Температуру горячей воды, которую определяет СНиП 2.04.01-85 в местах водозабора, нужно предусматривать:

• не ниже 60 °С (для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединяемых к открытым системам теплоснабжения);
• не ниже 50 °С (для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединяемых к закрытым системам теплоснабжения).

Также дополнительно температура воды ограничивается сверху безопасной температурой, при которой отсутствует ошпаривание при открытии крана (60°С), а снизу – степенью комфорта и тепловой мощностью водонагревательного оборудования. Эти показатели объединяются в один, который показывает производительность горячей воды в расчете на постоянную температурную разность (М) входящей и выходящей воды.

Загрузочная система с промежуточным теплообменником отличается от емкостного водонагревателя, в первую очередь, местом расположения теплообменника для нагрева воды. В емкостном водонагревателе в каждый накопительный бак встроен теплообменник, а система с промежуточным теплообменником оборудована как минимум одним баком с водой без встроенного теплообменника.

В емкостном нагревателе встроенный теплообменник нагревает воду в баке снизу вверх (под действием гравитационного напора), а в системе с промежуточным теплообменником резервуар с водой (без змеевика) заполняется горячей водой загрузочным насосом сверху вниз, следовательно, образовываются слои воды. Благодаря этому есть возможность использовать принцип послойного наполнения водой для одновременного производства горячей воды разных температур для разных целей.

Суммарный расход всех отдельных водоотборов можно узнать:

• если провести измерения расходомером (счетчиком горячей воды) на потребителях (для уже существующих установок);
• путем оценки, используя статистические средние значения из таблиц или пользуясь экспериментальными данными;
• рассчитав средний удельный расход на один отбор.

Чтобы предварительно определить средний удельный расход на один отбор можно также использовать действующие европейские нормативы, которые могут дать более точные показатели расхода при соблюдении нормативной продолжительности пользования данным оборудованием.