Горячее водоснабжение
Система горячего снабжения индивидуального жилого дома или коттеджа состоит из теплогенератора и трубопровода с запорной арматурой или смесителей. Горячее водоснабжение устраивается обычно в индивидуальных домах, оборудованных системой водяного отопления со своим теплогенератором. Совершенно естественно желание застройщика использовать теплогенератор системы отопления и для горячего водоснабжения, чтобы не усложнять тепловое хозяйство дома установкой дополнительного теплогенератора. И действительно, при устройстве горячего водоснабжения зачастую общий теплогенератор служит источником теплоты для обеих систем. Однако такое решение не является обязательным. Совместное использование одного теплогенератора для отопления и горячего водоснабжения имеет определенные неудобства.
Это объясняется тем, что режим теплопотребления систем отопления и горячего водоснабжения существенно различается. Системы отопления в течении дня имеют стабильное теплопотребление, в то время как горячее водоснабжение характеризуется неравномерной нагрузкой с резко выраженными «пиками» в утренние и вечерние часы. Согласно тепловым расчетам и практическим данным пиковое потребление тепла системой горячего водоснабжения, как правило, превышает отопительную нагрузку. Если установить в доме теплогенератор на суммарную тепловую нагрузку отопления и горячего водоснабжения, то его установленная мощность окажется сильно завышенной.
В результате в периоды, когда отсутствует разбор горячей воды, теплогенератор будет работать недогруженным с пониженной экономичностью. Поэтому при использовании общего теплогенератора для отопления и горячего водоснабжения его теплопроизводительность выбирают, исходя из обеспечения только одной пиковой нагрузки горячего водоснабжения. В этот период система отопления отключается и теплогенератор работает лишь на горячее водоснабжение. Период отключения системы отопления определяется временем, необходимым для приготовления порции нагретой воды. Наибольшее количество нагретой воды требуется для заполнения ванны. При вместимости ванны 250л и температуре воды 40 гр.С, для нагрева холодной воды t=5гр.С потребуется теплоты согласно формуле: 4,19х250 (40-5)=36600кДж. Для дома с расчетными теплопотерями 8000 Вт продолжительность отключения системы отопления на период подогрева воды для ванны составит - 36600/3,6х8000=1,3 часа.
За это время как показывают подсчеты и практика эксплуатации, температура внутреннего воздуха в помещении снижается на 1-2 гр.С, что соответствует санитарно-гигиеническим нормам. Тем не менее необходимость проведения периодических операций по переключению системы отопления представляет известное неудобство для жителей. Поэтому заслуживают внимание системы с раздельными теплогенераторами для отопления и горячего водоснабжения. Учитывая неудобства эксплуатации одновременно двух теплогенераторов, для горячего водоснабжения более приемлемо применение в качестве теплогенератора электроводонагревателей.
Для снижения затрат на потребляемую электроэнергию целесообразно использовать теплоаккумуляторы, которые хранят нагретую ночью воду, когда действует льготный тариф на электроэнергию. При эксплуатации теплогенераторов, работающих на твердом топливе и водяном отоплении помещений, целесообразно устройство совмещенной системы отопления и горячего водоснабжения. Для уменьшения установленной производительности теплогенератора предусмотрено использование расширительного сосуда в качестве бака-аккумулятора нагретой воды. Если вода не используется на горячее водоснабжение, то подпитка систем горячей водой не производится, из теплогенератора она поступает к отопительным приборам, где охладившись, вновь поступает в теплогенератор. При открывании водозаборных кранов, установленных в ванне или мойке, горячая вода поступает из расширительного бака, уровень в котором понижается.
Поддержание постоянного уровня воды в расширительном баке можно осуществлять вручную (по уровню воды в водомерной трубке) или автоматически за счет подачи дополнительной порции воды в теплогенератор из водопроводной сети. Расширительный бак нужно иметь как можно большей емкости. При малой емкости бака последние порции воды не успевают нагреться в теплогенераторе до расчетной температуры и расход воды через теплогенератор придется уменьшать вручную питательным вентилем на водопроводной линии, что весьма неудобно.
Разборная линия горячего водоснабжения присоединяется к расширительному баку на высоте 100-150 мм от уровня дна, чтобы исключить полное его опорожнение при максимальном водоразборе. Расширительный сосуд следует устанавливать как можно выше, так как это повышает напор в циркулярном контуре расширительный бак-теплогенератор, и тщательно теплоизолировать, чтобы уменьшить теплопотери на излучение. Широкое применение для отопления и горячего водоснабжения нашли газовые водонагреватели типа АГВ, работающие на природном газе. Особенностью этих водонагревателей является то, что в их конструкцию входит емкость, которая может использоваться для аккумуляции нагретой воды системы горячего водоснабжения. При эксплуатации аппаратов АГВ, таким образом, не нужны дополнительные аккумуляторы нагретой воды.
Различают два способа использования аппаратов АГВ:
- при наличии нескольких точек водоразбора (не менее трех, например - ванна, душ, умывальник, мойка и т.д.)
- при одноточечном водоразборе (например только ванна).
При многоточечном водоразборе систему герметизируют и ставят под напор водоразбора – системно с напорным водоподогревателем. Вместо расширительного сосуда ставят закрытый воздухосборник, к верхней части которого подключена линия, подающая воду к водоразборным точкам. Через точки водоразбора и удаляется воздух из системы. Вне зависимости от присутствия или отсутствия водоразбора система постоянно находится под давлением водопрогрева. При открывании водоразборных кранов вода из водопровода вытесняет определенный объем горячей воды из верхней части водонагревателя к водоразборным точкам. Необходимо помнить, что при использовании общего теплогенератора для систеи отопления и горячего водоснабжения с непосредственным отбором горячей воды, температура нагрева ее в теплогенераторе не должна превышать 80 гр. С. При более высокой температуре начинается интенсивное отложение накипи на стенках котла и труб. Кроме того, возникает опасность ожогов при пользовании горячей водой. При многоточечном водоразборе поддержание постоянного водопроводного давления является вынужденным, так как только при этом условии обеспечивается бесперебойная одновременная работа всех точек водоразбора. Однако положение меняется, если в доме только одна точка водоразбора (например, душ или ванна).
Здесь целесообразно использовать безнапорную систему. Ее особенность состоит в том, что водопроводное давление полностью «срабатывается» в кране не подводке водопровода к теплогенератору. К горизонтальной трубки раздачи горячей воды присоединяется воздушная линия, исключающая образование разрежения в трубе, которое может возникнуть из-за расположения водоразборных точек ниже расширительного сосуда. К безнапорным водоподогревателям относятся электрические подогреватели воды и водогрейные колонки для ванных комнат, работающие на твердом топливе применяют в индивидуальных домах с печным отоплением и домах, которые не имеют подвода газа.
Устанавливают их непосредственно возле ванн. Конструктивно колонка представляет собой цилиндрический стальной корпус, внутри которого концентрически размещены топка и вертикальная теплообменная газовая труба. Кольцевое пространство между кожухом и трубой заполнено водой и служит емкостью. Холодную воду к водогрейной колонке подключают через смеситель. Отбор горячей воды производится через вентиль горячей воды смесителя. При этом в колонку поступает холодная вода, которая вытесняет горячую. Переключая смеситель, можно подавать воду в душевую сетку. Отечественная промышленность серийно выпускает стальные газовые емкостные водонагреватели типа АГВ – 80 М и АГВ – 120 М, предназначенные для отопления и горячего водоснабжения усадебных домов и коттеджей.
Аппарат АГВ – 80 М состоит из вертикального цилиндрического резервуара, кожуха, газовой горелки с запальником, газоотводящего устройства. В центре резервуара расположена теплообменная труба удлинителем. Пространство между резервуаром и кожухом заполнено изоляцией из шлакоили стекловаты. В нижней части аппарата размещена инжекционная горелка низкого давления, в которой на кронштейне крепится запальник. Запальник имеет два язычка пламени: от одного происходит зажигание основной горелки, от второго нагревается спай термопары. Водонагреватель снабжен автоматическими системами безопасности и регулирования, последняя поддерживает температуру воды в заданных пределах.
Емкостные водонагреватели типа АГВ с отводом продуктов сгорания в дымоход можно устанавливать в ванных комнатах и на кухнях. Широкое распространение нашли водонагреватели типа АОЖВ, работающие на жидком топливе, в районах, где отсутствует природный газ. Преимуществом водонагревателей на жидком топливе является более высокая теплопроизводительность, меньшие габаритные размеры и более высокие экономические показатели, кроме того по сравнению с котлами, работающими на твердом топливе, жидкостные водонагреватели более гигиеничны и компактны.