Приватний будинок. Сучасна схема опалення та ГВП

Ю. Волох

Останні десятиліття дивують нас стрімкими змінами у всіх сферах нашого життя. Удосконалюються не тільки окремі продукти, рішення, але й змінюються концептуальні підходи до вирішення того чи іншого питання. Наприклад, ще декілька років тому ми не уявляли, що кондиціювання приміщення можливе не повітряними системами, а поверхневими. Зараз вони набувають все більшої популярності. Так само принципова схема опалення та ГВП не змінювалася вже багато десятиліть і потребує нових підходів до організації теплопостачання, що спираються на інноваційні рішення, нову елементу базу та алгоритми керування

Аналізуючи схеми систем розподілу тепла та функціонування системи ГВП у житлових будинках, неважко помітити, що вони занадто громіздкі, складні та непрості у налаштуванні та обслуговуванні. Головні вади традиційних систем індивідуального опалення та ГВП (див. рис. 1) полягають в тому, що зазвичай вони містять велику кількість обладнання, арматури та труб від різних виробників. Це потребує окремого приміщення для самої топочної, різного роду фурнітури, перехідників, приладів та фітингів, що дозволяють поєднати все обладнання у єдину систему. У свою чергу це означає складність мережі стояків та магістралей, тобто складні та довготривалі монтажні роботи. Складна та протяжна система завжди має більший об’єм теплоносія, а відповідно і більші тепловтрати. До того ж комплексна схема є складною для налаштування та експлуатації.

Рис. 1. Звичайна схема опалення та ГВП в індивідуальному будинку

Традиційний підхід проектування системи ГВП потребує бак-акумулятор зі значним запасом гарячої води. Але великий бак ГВП – це джерело постійних тепловтрат та місце розмноження бактерій.

Нові підходи до роботи системи опалення та ГВП базуються на принципі «just in time» – все вчасно та в потрібній кількості. Реалізація такого підходу потребує розміщення станції приготування гарячої води в безпосередній близькості від споживачів, а також комплексного інтелектуального рівня керування системою. З точки зору компонування це фокусує більшість компонентів системи не біля джерела тепла, а в локальному розподільчому пункті. Як результат маємо максимально компактну топочну, скорочення протяжності магістралей, зменшення об’єму теплоносія, відмову від габаритних та неефективних накопичувачів ГВП, максимальну злагодженість роботи компонентів системи, керування всіх систем єдиним контролером.

Аби системи функціонували «по-новому», виробники (наприклад, Uponor Combi Port E) пропонують встановлювати в єдиній компактній шафі розподільчого пункту: теплообмінник ГВП з обв’язкою, насосно-змішувальну групу системи «тепла підлога» з розподільчим колектором, радіаторний контур з регулятором перепаду тиску, і все це під інтелектуальним управлінням контролера. Тоді схема на рис. 1 виглядатиме, як показано на рис. 2.

Рис. 2. Схема опалення та ГВП з інтелектуальним тепловим - розподільчим пунктом

Одразу помітно, що скоротилася кількість окремих приладів, топочна є більш компактною, схема має мінімальну кількість компонентів, простішу мережу стояків та магістралей (а отже – монтажні роботи проводити простіше, швидше та дешевше), що призводить до збільшення загальної надійності.

Схема не має баку-накопичувача води для ГВП – нагрівання гарячої води здійснюється лише за потребою, що означає швидке приготування і мінімальний час очікування гарячої води (час скорочується до 3 с замість 30 с). Аби в застійних зонах трубопроводів чи у баку не утворювалися хвороботворні легіонели, система ГВП організована за кільцевою схемою із циркуляцією. Щоб позбавитися від легіонел зазвичай використовують прогрівання баку та води у всій системі до 80°С щонайменше на 30 хвилин – це, по-перше, енерговитратно, а по-друге – не гарантує, що вся вода в системі буде прогрітою до дезінфікуючої температури. Кільцева схема водопостачання дозволяє цілком уникнути застійних зон, а також пришвидшити подачу гарячої води. В цілому нова схема проста для налаштування та експлуатації. Багато функцій по налаштуванню виконуються блоком, що керує самостійно та автоматично. Нова схема в цілому набагато компактніша у порівнянні зі старою, див. рис. 3.

Рис. 3. Варіанти організації топочної в залежності від кількості джерел тепла

Інтелектуальний розподільчо-тепловий пункт складається всього з двох основних продуктів, попередньо зібраних та протестованих на заводі: інтелектуальної станції та шафи з обв’язкою станції із колектором на необхідну кількість виходів, рис. 4. Отже монтаж пункту та підключення всіх систем потребує мінімальної кількості часу та робіт. При цьому він повністю самодостатній і виконує всі управлінські функції приготування і подачі гарячої води та інтелектуального погодозалежного керування системою опалення, рис. 5.

Рис. 4. Розподільчо - тепловий пункт складається з двох приладів для замовлення

Погодозалежне керування системою опалення приватного будинку

Дослідження показують, що найменший комфорт мешканці відчувають у пікові навантаження системи опалення. І навпаки, при мінімальних навантаженнях система працює з найбільшими втратами енергії. Тому інтелектуальне керування опаленням забезпечує стрімкий підігрів на піках та максимально ощадливий режим на мінімумах, рис. 5.

Рис. 5. Погодозалежне керування із урахуванням фактичної потужності

Керування системою опалення відбувається за трьома параметрами:

• погодозалежна крива опалення;
• різниця максимальної (-22°С для м. Києва) та фактичної потужності системи;
• різниця температур між прямою та зворотною лініями.
• За умови середніх зимових температур експлуатації (1/3 Р_макс < Р_факт < 2/3 Р_макс) система працює у звичайному режимі за погодозалежною кривою. Відповідно до значення датчика зовнішньої температури, змінюється і температура теплоносія.

Але в разі пікових навантажень (Р_факт> 2/3 Р_макс) автоматика збільшує температуру на подачі води до того часу, поки різниця температур з обраткою не зменшиться до мінімуму, щоб забезпечити максимальну продуктивність системи опалення на цей період.

В період же міжсезоння (Р_факт < 1/3 Р_макс) автоматика буде зменшувати температуру теплоносія допоки різниця з обраткою не досягне 5°С. Таким чином встановлюється найбільш ощадливий режим роботи. Зниження температури теплоносія на 1°С економить щонайменше 2% теплової енергії на опалення, запобігає перевитратам енергії та підвищує комфорт для мешканців.

Економічне ГВП у приватному будинку

Система ГВП зі станцією швидкого приготування, що розташована в безпосередній близькості до споживачів та кільцевою схемою трубопроводів, може зменшити енерговитрати до 80% у порівнянні з традиційним способом нагріванням води в баку-акумуляторі.

Пікові навантаження системи ГВП приватного будинку тривають в середньому 2 години на добу, рис. 6. Отже, 22 години на добу тривають активні втрати тепла в акумуляторі та магістралях системи ГВП, тому система має періодично підігріватися для підтримання необхідної температури.

Рис. 6. Пікові години споживання води на ГВП

Розв’язання проблеми полягає в нагріванні гарячої води тільки за потребою та організація трубопроводів за кільцевою схемою. За умови малої відстані до споживачів у всій системі ГВП буде мінімальний об’єм води, а завдяки кільцевій схемі вся система циркулюватиме при відкриванні будь-якого крану. До того ж, це розв’язує проблему падіння тиску при одночасній роботі двох приладів, оскільки подача води фактично відбувається по двох паралельних лініях. Але найголовніше те, що кільцева схема системи ГВП гарантує відсутність зон застою, тобто місць розмноження легіонели, а це – наша безпека та здоров’я родини. Для максимального комфорту система ГВП «за потребою» (рис. 7) працює у трьох режимах:

Рис. 7. Попереднє нагрівання води в теплообміннику

1. Сплячий режим – споживання гарячої води відсутнє.
2. Попереднє нагрівання – інтелектуальна система визначає пікові часи щоденного використання гарячої води та завчасно нагріває теплообмінник.
3. Активне споживання – завдяки функції самонавчання та можливості встановлення станції швидкого нагрівання в безпосередній близькості від споживачів, час подачі комфортної води зменшується до 3 секунд.

На час відсутності мешканців в будинку передбачено два варіанти рішення: блок рециркуляції, що керується автоматикою станції, а також незалежна станція зливу, яка у випадках тривалого простою автоматично видаляє всю воду із системи ГВП. Станцію зливу (див. рис. 8) можна запрограмувати за двома параметрами – часом простою та температурою води.

Рис. 8. Станція зливу Aqua PLUS та блок рециркуляції

Загальна економічність рішення з розподільчо-тепловим пунктом доповнюється ефективним розмежуванням систем в самому пристрої, який має три внутрішні добре теплоізольовані зони, що зменшують загальні та «перехресні» тепловтрати, див. рис. 9:

• зона опалення;
• зона теплообмінника;
• зона водопостачання.

Рис. 9. Внутрішні теплоізольовані зони станції

Інтелект та комунікації

Функціональні та споживчі можливості інтелектуальної системи для опалення та ГВП типу Uponor Combi Port E підсилюються сучасними комунікаційними засобами. Віддалений контроль та налаштування зі смартфону здійснювати дуже легко завдяки спеціалізованому мобільному додатку, а єдиний контролер для всіх систем дозволяє бачити та аналізувати всю картину в цілому, рис. 10.

Рис. 10. Керування підсистемами Uponor Combi Port E із смартфону

Економічність у всіх сенсах

На додачу до енергоефективності, пристрій типу Uponor Combi Port E дає значну економію коштів після його придбання і під час володіння системою. Менша кількість пристроїв, менша кількість з’єднань, компактність та якість збирання на заводі, менша протяжність труб, менша загальна вартість комплектного обладнання (див. таблицю 1), менша ймовірність несправностей, що врешті дають значну сумарну економію.

Таблиця 1. Порівняльна вартість комплекту обладнання для системи опалення / ГВП

Окрім прямої економії на вартості обладнання та загальній вартості системи (табл. 1) замовник отримує:

• швидку подачу гарячої води;
• постійний віддалений контроль всієї системи;
• обладнання від одного бренду, якість, надійність та фірмові гарантії від Uponor;
• інноваційність та сучасні рішення;
• економію енергоспоживання для системи ГВП до 80%;
• максимальний захист від розмноження бактерій;
• мінімальний час введення в експлуатацію всієї системи;
• надійність та тривалий термін експлуатації.

Про це варто знати монтажнику, щоб переконливо роз’яснити переваги інноваційного рішення, але існує чимало переваг і для монтажника:

• мінімальний час, потрібний на монтаж;
• конкурентна цінова пропозиція на ринку;
• мінімальна кількість залучених людей та гарантований заробіток на обладнанні Uponor;
• інноваційність та перспективність рішення виправдовує час та зусилля на навчання для роботи з даною системою;
• просте налаштування та обслуговування економить зусилля та собівартість сервісу.

Сучасні підходи до опалення та ГВП гарантують довготривалу вигоду як монтажникам, так і замовникам!

Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok.  Долучайтесь!

Переглянуто: 6 730