Как собрать систему ГВС и отопления дома: бойлер, частотник, радиаторы и резервный водонагреватель

Возьмём типичный дом: два этажа, 140 м², утеплённый газобетон, семья из четырёх человек, два санузла, скважина глубиной 40 м, газовый одноконтурный котёл.

Система делится на четыре узла.

1. Водоснабжение: скважинный насос, частотный преобразователь с датчиком давления, небольшой мембранный бак.
2. Горячая вода: бойлер косвенного нагрева, который греется от котла.
3. Отопление: котёл, разводка и радиаторы по комнатам.
4. Резерв: электрический накопительный водонагреватель на случай, когда котёл выключен.

Узлы связаны. Частотник даёт давление, без которого не работают ни бойлер, ни водонагреватель. Котёл греет и радиаторы, и бойлер, поэтому его мощность считают с учётом обоих потребителей. Ошибка в одном месте всплывает в другом.

Порядок подбора обратный движению воды: сначала считают теплопотери и ГВС, по ним выбирают котёл и бойлер, потом радиаторы, и только потом насос с частотником под суммарный расход всех точек.

Для утеплённого газобетонного дома в средней полосе ориентир теплопотерь 90 Вт на квадратный метр. На 140 м² это 12,6 кВт, с учётом угловой спальни около 12,9 кВт.

Котёл берут с запасом 15–20 % на морозы и разгон после простоя. Получается 15–16 кВт только на отопление.

Но котёл ещё греет бойлер. Если схема работает с приоритетом ГВС, в момент нагрева бойлера отопление на 20–30 минут отключается, и мощность котла целиком уходит в змеевик. Чем мощнее котёл, тем быстрее бойлер восстанавливается и тем меньше остывает дом за паузу.

Для нашего дома разумно взять котёл на 24 кВт. Он с запасом закрывает отопление, а при приоритете ГВС нагревает 150 литров воды с 10 до 55 °C примерно за 20–25 минут: на это нужно около 7,9 кВт·ч.

Для дома 200–250 м² с тремя санузлами смотрят уже на котёл 30–35 кВт и бойлер на 200 литров.

Скважинный насос на реле давления включается на полную мощность при каждом падении давления. Пусковой ток в 5–7 раз выше рабочего, давление в кране гуляет между порогами реле, а при одновременном душе и стиральной машине напор проседает.

Частотный преобразователь держит давление постоянным. Он меняет обороты насоса под текущий расход: открыли один кран, насос крутится медленно, открыли три, разгоняется. Пуск плавный, без ударов по обмотке и трубам.

Для насоса мощностью до 1,5 кВт и током до 9,6 А подойдёт GM-220-1.5 с выносным датчиком давления на 0–10 бар и резьбой G1/4. Питание от однофазной сети 220 В. Для насоса на 2,2 кВт берут модель на 11,6 А.

Уставку давления для двухэтажного дома ставят 3 бар. Мембранный бак с частотником нужен небольшой, 18–24 литра. Давление воздуха в нём выставляют на 0,2–0,3 бар ниже уставки, то есть 2,7–2,8 бар.

На семью из четырёх человек с двумя санузлами нужен бак на 150 литров. Этого хватает на три-четыре душа подряд, а мощный змеевик догревает воду прямо во время разбора.

WTD 150 закрывает эту задачу с запасом. Бак из нержавеющей стали Duplex 2205, усиленной азотом, толщина стенки 1,2 мм. Змеевик из стали SUS 316L мощностью 35 кВт. Изоляция из полиуретана 52,5 мм. Рабочее давление 7 бар, испытательное 10 бар.

Змеевик на 35 кВт принимает всю мощность котла на 24 кВт без ограничений. Бойлер с более слабым теплообменником работал бы медленнее: котёл выдавал бы мощность, а змеевик не успевал её забирать.

Duplex 2205 здесь на своём месте. Вода из скважины бывает жёсткой, с железом, иногда с сероводородом, и именно в таких условиях эта сталь держится лучше обычной нержавейки. Гарантия на бак и змеевик 7 лет, срок службы 20 лет.

В комплекте предохранительный клапан на 6 бар и две гильзы для датчиков температуры на разных уровнях бака.

Котёл подключают к змеевику бойлера через трёхходовой клапан или через отдельный циркуляционный насос. Трёхходовой клапан проще: по сигналу датчика в бойлере он переключает весь поток котла со стороны отопления на змеевик. Схема с двумя насосами гибче и позволяет греть бойлер и радиаторы одновременно, если котлу хватает мощности.

На холодной воде перед бойлером ставят группу безопасности: обратный клапан, предохранительный клапан на 6 бар и кран. Там же расширительный бак для ГВС объёмом около 10 % от бойлера, для 150 литров это 12–18 литров. Без него при нагреве вода расширяется, и клапан сбрасывает её в канализацию после каждого цикла.

Если от бойлера до дальнего крана больше 7–8 метров трубы, делают рециркуляцию. Отдельный маленький насос гоняет горячую воду по кольцу, и в кране она появляется сразу, без слива холодной. В кольцо можно включить водяной полотенцесушитель.

Перед бойлером на холодной воде обязательно ставят фильтр механической очистки. Песок из скважины оседает на дне бака и на змеевике и снижает теплоотдачу.

Газовый котёл работает на графике 80/60. Температурный напор в комнате при 20 °C составит 50 градусов, и радиаторы отдадут 65 % паспортной мощности. Расчёт ведём с этим коэффициентом, по алюминиевым секциям Star RA 80-500 на 169 Вт.

Итого около 124 секций на дом. Приборы ставят под каждым окном, в одном ряду не больше 12 секций. Разводку делают лучевой, от коллектора, чтобы каждый радиатор регулировался отдельно термоголовкой.

Система закрытая, давление 1,5–2,5 бар, воду заливают один раз. Для таких условий подходят алюминиевые радиаторы: рабочее давление 16 бар с многократным запасом, больше тепла на килограмм, меньше вес на стенах из газобетона.

Для больших комнат берут Star RA 80-500: 10 секций отдают 1690 Вт при весе 9,3 кг. Для небольших помещений подойдёт ECO RA 80-500 на 145 Вт на секцию.

Одно условие: pH теплоносителя от 7 до 8. Систему заполняют подготовленной водой, скважинную воду с железом без очистки заливать нельзя. Если хотите залить антифриз, выбирайте состав с указанной совместимостью с алюминием.

Если дом подключён к поселковой котельной или вода в системе неизвестна, ставят биметалл, например RB 85-500-1.8 на 185 Вт с рабочим давлением 20 бар и допустимым pH 6,5–9. Секций при этом понадобится около 110.

Бойлер косвенного нагрева зависит от котла. Котёл на обслуживании, закончился баллонный газ, сломался насос котлового контура: горячей воды нет. Летом гонять котёл ради душа тоже невыгодно, горелка часто включается на малую нагрузку.

Электрический накопитель закрывает эти ситуации. EVL 80 с баком из стали SUS 316 нагревает 80 литров до 75 °C за 130 минут. Мощность 2 кВт с раскладкой 0,7 и 1,3 кВт, электронное управление, максимальное давление воды 7 бар, как у бойлера. Гарантия на бак 7 лет.

Подключают его параллельно бойлеру через краны: летом или при отказе котла переключают разбор на водонагреватель, в остальное время он отключён. Второй вариант поставить его на кухне как отдельную точку, тогда дальняя от котельной мойка получает горячую воду сразу.

Сталь SUS 316 с молибденом выбрана под ту же скважинную воду, что идёт в бойлер. Если вода мягкая, подойдёт модель с эмалированным баком.

Все узлы системы питаются от 220 В, и нагрузка у них разная.

• Частотник GM-220-1.5 с насосом: до 9,6 А, отдельная линия с автоматом 16 А.
• Водонагреватель EVL 80: 2 кВт, 9,1 А, отдельная линия кабелем 3 × 2,5 мм², автомат 16 А, УЗО 30 мА.
• Котёл с циркуляционными насосами: 100–200 Вт, линия через стабилизатор напряжения.
• Насос рециркуляции ГВС: 25–60 Вт, с таймером.

Частотник и водонагреватель на одной линии не объединяют: при одновременной работе ток доходит до 19 А, и автомат будет срабатывать. Заземление обязательно для всех приборов, где вода касается металла под напряжением.

Если в доме бывают отключения электричества, котёл с насосами подключают к источнику бесперебойного питания. Насос скважины и водонагреватель от ИБП не питают, мощность слишком велика.

Напольный WTD 150 занимает на полу 47 × 47 см при высоте 154 см и весит около 50 кг без воды. С водой это уже 200 кг, пол под ним должен быть бетонным.

Рядом с бойлером оставляют 50–60 см свободного места спереди, чтобы обслуживать анод и фланец. Котёл вешают на стену над или рядом с бойлером, трубы между ними делают короткими.

Частотник ставят в сухом месте с хорошей вентиляцией, на расстоянии от бойлера и труб, где возможен конденсат. Датчик давления врезают рядом с мембранным баком.

Если котельная маленькая, вместо напольного бойлера ставят настенный WB 150: 150 литров, нержавейка 316, габариты 44 × 43 × 119 см, вес 21 кг. Змеевик у него 17 кВт, поэтому восстановление воды займёт больше времени, чем у WTD 150.

1. Собрать водоснабжение, заполнить мембранный бак воздухом до 2,7–2,8 бар, запустить частотник и выставить уставку 3 бар.
2. Заполнить бойлер через группу безопасности, открыв горячий кран до ровной струи. Только после этого включать котёл на нагрев ГВС.
3. Заполнить отопительный контур подготовленной водой, опрессовать на полуторное рабочее давление, выпустить воздух через краны Маевского на каждом радиаторе.
4. Выставить на коллекторе расход по контурам: дальние комнаты открыть больше, ближние меньше.
5. Заполнить резервный водонагреватель и проверить его работу, затем перекрыть краны до случая, когда он понадобится.

В первые две недели проверяйте давление в системе отопления и стравливайте воздух из радиаторов. Растворённый в воде воздух выходит постепенно.

Раз в год: проверка и замена магниевого анода бойлера с отметкой в паспорте, это условие гарантии на 7 лет. Проверка давления воздуха в мембранных баках. Промывка фильтров на холодной воде и на обратке котла.

Раз в год перед сезоном: сервис котла, проверка pH теплоносителя, стравливание воздуха из радиаторов.

Раз в полгода: очистка решётки охлаждения частотника от пыли, проверка контактов датчика давления.

По состоянию: анод резервного водонагревателя, осадок в его баке, чистка теплообменника бойлера через технологическое отверстие G1¼".

Такая система отработает свои 20 лет, если за ней следить. А один календарь на всё оборудование проще, чем пять разных инструкций.