Проектирование ГВС на базе бойлера косвенного нагрева: от расчета до монтажа

Организация горячего водоснабжения (ГВС) в загородном доме — это инженерная задача, требующая проектирования. В отличие от городских квартир, где горячая вода подается централизованно, в частном доме необходимо создать собственную "станцию" по ее производству. Самые простые решения, такие как проточные нагреватели (в том числе в двухконтурных котлах) или обычные электрические бойлеры, не выдерживают критики в современном доме: первые не обеспечивают комфорта и стабильной температуры, вторые — приводят к огромным счетам за электроэнергию.

Профессиональным стандартом для частного дома является система на базе бойлера косвенного нагрева (БКН). Это решение, при котором вода для бытовых нужд нагревается от основного отопительного котла, обеспечивая низкую себестоимость, высокий комфорт и большую производительность.

Этап 1: Определение потребностей и расчет объема

Первый шаг проектирования — понять, сколько горячей воды действительно нужно семье. Ошибка на этом этапе приведет либо к нехватке воды в "час пик", либо к переплате за слишком большой и ненужный бак, который будет зря греть воду.

Расчет пикового потребления

Бойлер подбирается не по суточному расходу, а по пиковой нагрузке — сколько воды может потребоваться в течение одного часа (обычно утром или вечером).

1. Базовые расходы (смешанной воды ~40°C):Принятие душа: 50-70 литровПринятие ванны: 150-200 литровМытье посуды: 20-30 литровУмывальник: 10-15 литров
2. Принятие душа: 50-70 литров
3. Принятие ванны: 150-200 литров
4. Мытье посуды: 20-30 литров
5. Умывальник: 10-15 литров

Выбор объема бойлера

Исходя из пиковой нагрузки, подбирается объем бака.

1. 100-150 литров: Подойдет для семьи из 2-3 человек, где 1-2 санузла и преимущественно используется душ. Позволяет одновременно принимать душ и мыть посуду.
2. 200-250 литров: Считается "золотым стандартом" для семьи из 4-5 человек. Такого объема достаточно для наполнения одной ванны, после чего в баке еще остается запас для других нужд.
3. 300 литров и более: Решение для больших домов с несколькими ванными комнатами, "тропическими" душами с высоким расходом или джакузи.

Этап 2: Выбор оборудования и согласование с котлом

Бойлер косвенного нагрева не работает сам по себе — он является частью общей системы отопления.

Совместимость с котлом

1. Тип котла: Для работы с БКН необходим одноконтурный котел. Его единственная задача — греть теплоноситель. Двухконтурный котел для этой схемы не подходит.
2. Мощность котла: Мощность котла должна быть достаточной для покрытия двух нагрузок: отопления дома и нагрева ГВС. Мощность теплообменника бойлера (змеевика) должна соответствовать мощности котла. Нет смысла ставить 200-литровый бойлер с мощным змеевиком на 24 кВт, если котел имеет мощность всего 12 кВт — вода будет греться слишком долго.

Тип бойлера: напольный или настенный

1. Настенные БКН: Обычно имеют объем до 200 литров. Их преимущество — экономия места в котельной. Главный недостаток — колоссальная нагрузка на стену (200-литровый бойлер с водой весит почти 300 кг), что требует только капитальной несущей стены.
2. Напольные БКН: Самый распространенный и надежный вариант. Не нагружают стены и доступны в любых объемах (от 100 до 1000+ литров).

Этап 3: Проектирование гидравлической схемы

Существует несколько способов "заставить" котел греть бойлер. Самый распространенный — схема с приоритетом ГВС.

Схема с трехходовым клапаном (приоритет ГВС)

Это стандартная схема для большинства домов.

1. В котельной на подаче теплоносителя от котла устанавливается трехходовой клапан.
2. В специальную гильзу в бойлере устанавливается датчик температуры ГВС.
3. В обычном режиме котел работает на систему отопления (радиаторы, теплые полы).
4. Как только датчик в бойлере фиксирует остывание воды, он подает сигнал автоматике.
5. Автоматика дает команду трехходовому клапану, и тот переключает весь поток горячего теплоносителя с отопления на змеевик бойлера.
6. Котел быстро нагревает воду в баке (20-40 минут).
7. После нагрева датчик снова дает сигнал, и клапан возвращает теплоноситель в систему отопления.

За счет тепловой инерции стен дом не успевает остыть за это время.

Проектирование системы рециркуляции

1. Проблема: В большом доме от котельной до дальней ванной комнаты может быть 15-20 метров трубы. При открытии крана приходится 1-2 минуты сливать остывшую в трубе воду.
2. Решение: Проектируется линия рециркуляции ГВС.
3. Принцип: От самой дальней точки водоразбора прокладывается "возвратная" труба (третья труба ГВС) обратно к бойлеру. В эту линию устанавливается небольшой циркуляционный насос.
4. Результат: Насос (работающий постоянно или по таймеру) заставляет горячую воду постоянно циркулировать по "кольцу". При открытии крана горячая вода идет мгновенно.
5. Бонус: В этот контур рециркуляции подключаются водяные полотенцесушители. Так как ГВС работает круглый год, они остаются горячими даже летом, решая проблему сырости в санузлах.

Этап 4: Нюансы монтажа и безопасности

При установке бойлера косвенного нагрева важно понимать, что в нем "встречаются" две разные системы:

1. Контур отопления (внутри змеевика) — замкнутая система с давлением 1.5-2.5 бар.
2. Контур ГВС (внутри бака) — система, связанная с водопроводом, с давлением 3-6 бар.

Поэтому бойлер требует собственных, отдельных элементов безопасности.

1. Группа безопасности ГВС: Устанавливается на входе холодной воды в бойлер. Она включает предохранительный клапан (обычно на 6-8 бар), который сбросит избыточное давление, если вода при нагреве слишком сильно расширится.
2. Расширительный бак ГВС: (Обычно синего или белого цвета). Обязательно устанавливается рядом с бойлером. Его задача — компенсировать тепловое расширение воды в баке, чтобы предохранительный клапан не срабатывал при каждом нагреве.
3. Установка на подставку: При монтаже напольных моделей на этапе черновых работ бойлер почти всегда устанавливают на специальную металлическую подставку. Ее высота (8-12 см) рассчитывается так, чтобы после заливки стяжки теплого пола и укладки плитки бойлер и его патрубки оказались на нужной высоте.

Этап 5: Настройка и эксплуатация

1. Настройка температуры: Оптимальная температура для хранения воды в бойлере — 55-60°C.Ниже 50°C: Возникает риск размножения опасных бактерий (Легионелла).Выше 65°C: Резко ускоряется процесс образования накипи, что сокращает срок службы ТЭНа (если он есть) и самого бака.
2. Ниже 50°C: Возникает риск размножения опасных бактерий (Легионелла).
3. Выше 65°C: Резко ускоряется процесс образования накипи, что сокращает срок службы ТЭНа (если он есть) и самого бака.
4. "Летний режим" котла: Летом котел переводится в "летний режим". Он перестает подавать тепло в систему отопления, но продолжает по запросу от датчика БКН включаться и греть воду для ГВС.
5. Обслуживание: Для эмалированных баков необходимо раз в 1-2 года проводить ТО: сливать воду, проверять и (при необходимости) менять магниевый анод. Это защищает бак от коррозии и продлевает его срок службы до 15-20 лет.

Для написания статьи использованы данные с сайта инженерной компании Амикта. Источник использованных материалов - https://amikta.ru/articles/boyler-kosvennogo-nagreva/