Горячее водоснабжение в доме – атрибут комфортной жизни практически любого современного человека, однако вопрос об организации его зависит от конкретных предпочтений и возможностей владельца дома или квартиры.
Системы горячего водоснабжения (ГВС) можно разделить на три основные категории – емкостные, проточные и комбинированные.
В первом случае воду подогревают с помощью одноконтурного котла, к которому подсоединен внешний бойлер, или водонагревательных баков прямого либо косвенного нагрева. Проточный способ ГВС предполагает наличие встроенных теплообменников двухконтурного котла или специального проточного водонагревателя. При третьем способе для горячего водоснабжения используют двухконтурный котел, дополняя его работой накопительного контура.
Рассмотрим особенности работы системы горячего водоснабжения первого – емкостного – типа. Чаще всего для этого применяются электрические водонагреватели, состоящие из бака-накопителя, устроенного по типу термоса, нагревательных элементов и термостата, позволяющего греть воду до заданной температуры и затем поддерживать ее на нужном уровне. Принцип работы таких нагревателей прост: холодная вода нагревается посредством превращения энергии электрической в тепловую – это происходит с помощью ТЭНов, которые автоматически отключаются по достижении запрограммированной температуры и включаются, если вода в баке остыла на несколько градусов. Следует помнить, что в качественных электрических водонагревателях с хорошей теплоизоляцией вода остывает на 1 градус не быстрее, чем за 2 часа. Недостатком горячего водоснабжения этим способом является дороговизна электроэнергии. С этой точки зрения более практичны газовые водонагреватели накопительного типа, которые оснащены горелкой. В таком случае нужно обратить особое внимание на правильное функционирование дымохода и строгое соблюдение правил безопасности.
В домах на несколько квартир или в других случаях, когда потребность в горячей воде высока, можно использовать одноконтурный котел, имеющий дополнительный внешний бойлер – в зависимости от типа установки он может быть как настенным (при объеме в пределах 120 литров), так и напольным (свыше 120 литров). Такие бойлеры состоят из накопительного и внешнего баков, между которыми проложен теплоизоляционный слой, и теплообменника с горячим теплоносителем. Холодная вода поступает в нижнюю часть накопительного бака через специальный вход. Через стенки теплообменника тепловая энергия горячего теплоносителя передается холодной воде, которая находится в бойлере. В верхней части накопительного бака расположен выход горячей воды. Благодаря такой конструкции холодная вода в бойлере нагревается по всему объему равномерно. Однако надо помнить о том, что при таком способе горячего водоснабжения отопительная функция одноконтурного котла отключается на все время нагрева воды. К тому же мощность дополнительного контурного бойлера должна быть согласована с мощностью самого котла. Еще одной особенностью эксплуатации такого оборудования является обязательная 20-минутная термическая обработка (при температуре не ниже 85°С) не реже раза в неделю.
В отличие от предыдущего типа организации горячего водоснабжения в проточных водонагревателях отдельная емкость для воды не предусмотрена, а для превращения холодной воды в теплую ее необходимо пропустить через змеевик теплообменника, причем скорость ее движения составит в среднем около 10 литров в минуту. Само нагревание начинается с момента включения водозаборного крана, а заканчивается в момент его отключения. В данном оборудовании предусмотрена система терморегулирования, исключающая возможность работы, когда вода не поступает в него, а в некоторых могут также быть дополнительные функции механической очистки или контроля за водопотреблением.
Проточная схема горячего водоснабжения возможна в двух вариантах – с помощью газовых и электрических водонагревателей. Особенностью проточного водонагревателей проточного типа является использование в них ТЭНов с датчиками, которые контролируют нагрев в зависимости от скорости подачи воды. Она должна составлять не меньше 2 литров в минуту, в противном случае ТЭНы будут отключены. Следует также учитывать, что водонагреватели, мощность которых превышает 12 кВт, нуждаются в подключении к трехфазной электросети. Последние поколения проточных водонагревателей работают независимо от напора воды в кране и оснащены пультами управления, имеющими радиус действия до 50 метров.
В качестве источника тепловой энергии газового проточного нагревателя воды применяется газовая горелка, а сами газовые колонки делятся на две разновидности – с закрытой или открытой камерой сгорания. Во втором случае обязательным условием правильной работы прибора является дымоходный канал и постоянный приток свежего воздуха, создающий тягу и способствующий поддержанию горения за счет переработки при этом части кислорода.
Довольно часто система горячего водоснабжения совмещается с системой отопления. При комбинированной схеме ГВС возможно использование двухконтурного котла, в который встроен проточный водонагреватель. В зависимости от мощности и производительности эти котлы бывают настенными (около 10-15 литров в минуту) и напольными (в пределах 33 литров в минуту), а разница в температуре воды на входе и на выходе варьирует в пределах 30 градусов, и на такой нагрев уходит примерно четверть тепловой энергии котла. Эта схема ГВС подходит для сравнительно небольших домов (100-200 м2) с умеренными потребностями в горячей воде – достаточно будет двухконтурного котла и встроенного проточного водонагревателя, мощность которого составляет до 30 кВт. Однако существенным недостатком системы считается то, что в случае любых неисправностей в системе владелец лишается и горячей воды, и тепла.
Еще одним вариантом комбинированного способа горячего водоснабжения является использование настенных и напольных двухконтурных котлов со встроенным бойлером небольшого размера (максимум на 60 л), которые дают такие преимущества, как возможность постоянно иметь запас воды заданной температуры, приемлемую стоимость и компактные размеры, позволяющие устанавливать его в небольших по площади помещениях.
На этом обзор основных вариантов горячего водоснабжения можно было бы и закончить, однако нельзя прежде не сказать еще об одном типе водонагревателей, получившем в последнее время распространение в Украине, – это так называемые гелиоводонагреватели, использующие энергию солнца. Они представляют собой конструкции, состоящие из панелей с трубками и бака сверху и установленные на крышах домов. Принцип работы солнечного водонагревателя, предназначенного для нагрева воды в бытовых целях, заключается в поглощении солнечной энергии специальными вакуумными водогрейными трубками и преобразовании в тепловую энергию, которая затем передается воде. Примечательно то, что вода нагревается независимо от температуры воздуха – это обусловлено наличием вакуумной термоизоляции бака, изготовленного, как правило, из нержавеющей стали и покрытого слоем пенополиуретана. Под действием естественной гравитации холодная вода опускается из бака в трубку, нагревается, а потом возвращается в бак, готовая к использованию. Благодаря круглогодичной работе солнечных водонагревателей температура прогретой воды может составлять до 98°С – без всякого участия других источников тепловой энергии.
