Циркуляционные контуры горячей воды – Хорошее домостроение

Нам всем знакомо долгое ожидание: вы включаете кран с горячей водой и должны ждать полных две минуты, пока не прибудет горячая вода. Несколько факторов усугубили эту проблему в последние годы: наши дома стали больше, мы устанавливаем больше светильников и приборов, использующих горячую воду, а сантехнический кодекс предписывает трубы большего диаметра. В довершение ко всему, новые приспособления с низким расходом гарантируют, что время ожидания будет больше, чем когда-либо.

Если вы живете в компактном доме и водонагреватель находится в центре подвала, у вас может не возникнуть этой проблемы. Однако, если вы живете в вытянутом одноэтажном доме, а водонагреватель находится в пристроенном гараже, ваша ванная комната может находиться в 50 футах от водонагревателя, что в основном гарантирует долгое ожидание.

Сколько горячей воды теряется?

Джеймс Лутц, научный руководитель Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, заключает, что из-за проблемы длительного ожидания «около 20% общего потребления горячей воды в частных домах тратится впустую». Стоимость сбрасываемой воды и энергии, необходимой для ее нагрева, колеблется от 33 до 19 долларов.3 на домохозяйство в год; нижний предел диапазона относится к семьям, которые не используют много горячей воды (особенно те, у которых есть водонагреватель на природном газе), а верхний предел относится к семьям с интенсивным использованием воды с электрическим водонагревателем.

Решение проблемы в существующем доме

Вы можете сократить время ожидания горячей воды несколькими способами. Первым делом нужно утеплить все трубы горячего водоснабжения. Второй шаг – уменьшить диаметр трубы от водонагревателя до арматуры. (Если это разрешено нормами, трубы диаметром 3/8 дюйма можно использовать для обслуживания одного туалета, а трубы диаметром 1/2 дюйма — для одного душа. Предупреждение, однако: если вы слишком сильно уменьшите размер трубы, скорость потока может пострадать.) Как отмечает Гэри Кляйн, консультант по энергетике и специалист по горячему водоснабжению, «по сравнению со временем, которое требуется горячей воде, чтобы добраться до 3/8 дюйма в диаметре. трубы при заданном расходе требуется примерно в 1-1/2 раза больше длины трубы диаметром 1/2 дюйма. труба, в три раза длиннее 3⁄4 дюйма в диаметре. трубы и в шесть раз длиннее в 1-дюймовом диаметре. трубка.”

Другим возможным решением является установка второго водонагревателя ближе к дальним приборам — либо большого независимого водонагревателя, либо небольшого буферного резервуара, рассчитанного на ограниченную нагрузку до поступления воды из дальнего нагревателя. В последнем случае буферный бак обычно устанавливается последовательно с существующим водонагревателем.

Наконец, если вам не нравится мысль о двух водонагревателях, вы можете установить насос для циркуляции горячей воды от водонагревателя к наиболее удаленному устройству. Хотя это решение недешевое, хорошо спроектированная система циркуляции горячей воды сэкономит энергию, воду и сделает вашу жизнь немного удобнее.

Различные типы циркуляционных систем

В контуре горячего водоснабжения используется небольшой насос для циркуляции горячей воды между водонагревателем и удаленной ванной комнатой или кухней. Создать цикл довольно просто; однако сделать это таким образом, чтобы не тратить много энергии, немного сложнее.

Постоянно работающий насос явно расточительный. Насос потребляет много электроэнергии, а потери тепла из трубы увеличивают нагрузку на водонагреватель. (Вариант постоянно работающего насоса, термосифонная система, которая заставляет горячую воду течь по кругу без помощи насоса, почти так же плох.) Трудно предсказать, когда кому-то понадобится горячая вода, поэтому включение насоса таймер — простое и расточительное решение, а работа помпы на слишком много часов просто тратит энергию.

Единственный тип контура циркуляции горячей воды, который стоит рассмотреть, — это система с регулированием по потребности, в которой используется насос, активируемый выключателем рядом с прибором с наибольшим временем ожидания. Системы управления спросом были разработаны компанией ACT Metlund, которая продает необходимые насосы (так называемые насосы D’Mand) и предоставляет лицензии другим компаниям (включая Taco и Uponor) на продажу комплектов D’Mand. Стоимость такого комплекта составляет около 520 долларов.

Помпа D’Mand обычно устанавливается в тумбе под умывальником. Требуемый переключатель (входит в комплект) представляет собой кнопочный переключатель, который активирует электронное управление, которое включает насос. В большинстве модифицированных установок насос использует линию подачи холодной воды в качестве линии возврата к водонагревателю. В комплект D’Mand входит обратный клапан для предотвращения случайного термосифонирования, а также датчик температуры на линии горячей воды. Как только этот датчик обнаруживает, что горячая вода прибыла в конец контура, электронное управление выключает насос. В большинстве домов насос работает всего от 20 до 45 секунд за одну затяжку. Также можно управлять помпой D’Mand с помощью датчика движения; однако этот подход является несколько расточительным, поскольку насос будет включаться каждый раз, когда кто-то входит в ванную, независимо от того, нужна ли этому человеку горячая вода. Если в доме несколько санузлов, удаленных от водонагревателя, можно установить в каждом санузле отдельные выключатели, чтобы каждый выключатель управлял одним и тем же насосом.

В новых домах предусмотрена выделенная обратная линия

В новом доме система циркуляции горячей воды обычно включает выделенную обратную линию, соединяющую самый удаленный прибор с насосом рядом с водонагревателем. Еще лучше: убедите своего дизайнера создать сантехнический узел, который сгруппирует все ванные комнаты дома рядом с кухней, и установите самодельные трубы PEX, подключенные к центральному коллектору. Если вы будете следовать этим принципам проектирования, вам не понадобится циркуляционный насос.

Модернизация происходит в туалете

Циркуляционная система горячего водоснабжения с регулируемым насосом позволяет экономить воду и энергию. Эти системы лучше всего работают в старых домах с магистральной сантехникой. В модернизированных установках циркуляционный насос использует линию подачи холодной воды в качестве временной линии возврата горячей воды.

Магистральная или внутренняя линия снабжения?

Водопроводные трубы в большинстве старых домов имеют магистральную, а не домашнюю разводку. В магистрально-отводной системе магистральная труба большого диаметра проходит от водонагревателя до удаленного санузла. В этот момент отходят более мелкие трубы, которые обслуживают туалет, душ и (возможно) стиральную машину.

По сравнению с домашней системой, то есть системой с отдельными холодными и горячими линиями, соединяющими каждый прибор с центральным коллектором рядом с водонагревателем, магистральная система имеет как преимущества, так и недостатки. Один недостаток: ствол большого диаметра гарантирует, что вам придется долго ждать горячей воды. Одно преимущество: если вам нужно установить насос D’Mand, один насос может обслуживать все приборы в удаленной ванной комнате.

Если в вашем доме домашняя планировка, вам, вероятно, не нужен насос D’Mand, потому что объем воды в трубке малого диаметра, которая питает один прибор, невелик, что сокращает время ожидания.

Советы по эффективному проектированию

Если вы проектируете новый дом, вам повезло. Соблюдайте следующие принципы, и вы, вероятно, сможете предотвратить ужасное долгое ожидание горячей воды.

• Если возможно, сгруппируйте кухню и все ванные комнаты рядом друг с другом, либо спиной к спине, либо друг над другом. Это создает сантехнический сердечник, который удерживает трубы короткими.
• Установите водонагреватель в центральном месте рядом с водопроводной трубой.
• Если ваш проект предусматривает удаленную ванную комнату от водонагревателя, рассмотрите возможность установки второго нагревателя для обслуживания удаленных приборов.
• Установить внутреннюю систему трубопроводов, подключенную к центральному коллектору. Коллектор должен располагаться рядом с водонагревателем.
• Изолируйте все трубы горячей воды.

Более подробная информация онлайн

Некоторые из этих деталей являются новыми для коллекции энергоэффективных решений Green Building Advisor. Члены GBA Pro получают полный доступ к библиотеке деталей, которая содержит почти 2500 сведений о строительстве более качественных, плотных и энергоэффективных домов. Перейдите на страницу GreenBuildingAdvisor.com/detail-drawings, чтобы просмотреть коллекции.

Чертежи: Дэн Торнтон

Из Fine Homebuilding #234.

Чтобы просмотреть всю статью, нажмите кнопку «Просмотреть PDF» ниже:

Что такое конвективные потери тепла в доме?

Существует множество факторов, которые могут способствовать потерям тепла в доме.

В то время как некоторые из них более очевидны, например, окна, двери и т. д., другие нет, и важно узнать об этом, чтобы добиться максимальной энергоэффективности в вашем доме.

Зачем тратить лишние деньги на электроэнергию, если есть простое решение?

Одним из таких способов потери тепла является конвективный цикл.

В этой статье я коснусь двух типов конвективного контура – замкнутого и открытого контура, проблем, которые вызывают и решают проблемы, связанные с конвективным контуром потери тепла в вашем доме.

Определение конвективного контура

Тепловые потери конвективного контура – ​​это способ потери энергии из жилого пространства через ограждающие конструкции здания.

Открытый конвективный цикл возникает, когда холодный воздух входит в дом, нагревается и выходит обратно из дома.

Во время замкнутого конвективного цикла воздух поднимается и опускается внутри стен в зависимости от температуры. Когда он касается теплой внутренней поверхности, он поднимается и ударяется о холодную внешнюю поверхность, вызывая замкнутый конвективный контур.

Конвективные тепловые потери возникают в зданиях внутри неизолированных внутренних перегородок с деревянным каркасом или металлическими стойками, а также в стенах из многопустотной кладки.

Почему важны тепловые потери конвективного контура?

Итак, почему важно изучить конвективную петлю?

Как домовладелец, я уверен, вы знаете, что одна небольшая проблема может вызвать эффект домино, который может привести к множеству более серьезных проблем в будущем, если не решить их немедленно, и это не является исключением при решении проблемы потери тепла.

Давайте рассмотрим некоторые последствия, которые могут возникнуть при использовании конвективной петли.

Изоляция может выйти из строя

Эффективность изоляции снижается, если воздух проходит через него.

При конвективной петле поток воздуха является постоянным, что, в свою очередь, увеличивает скорость разрушения изоляции.

Негативное воздействие на водопровод и системы распределения энергии

Надлежащая изоляция действует как барьер между кондиционируемым и некондиционируемым пространством.

Когда в теплоизоляционной оболочке есть брешь, это позволяет воздуху и влаге соединиться в стенах вашего дома. Это может привести к проблемам с сантехникой, например, к замерзшим трубам.

Точно так же это может повлиять на эффективность ваших систем отопления и охлаждения и их способность распределять кондиционированный воздух.

Приводит к дискомфорту в доме и кошельке

Вы когда-нибудь поднимали термостат до 70 градусов в холодный день, чтобы сделать свой дом уютным и теплым?

Черт возьми, у всех нас есть! Но явление конвективной петли может привести к тому, что термостаты будут давать ложные показания, в результате чего значительная часть внутренних поверхностей помещения будет находиться на уровне, создающем некомфортные температуры.

Как насчет того, чтобы получить счет за электроэнергию, который, как вы надеетесь, составит около 250 долларов, просто чтобы обнаружить, что сумма в два раза больше?

Количество энергии, потраченной впустую, может иметь прямое влияние на ваши финансы, поскольку может привести к увеличению потерь энергии на 20-50 процентов.

Остановка потерь тепла из-за конвективного контура в вашем доме

После того, как вы определили, что конвективный контур представляет собой проблему в вашем доме, не бойтесь – есть решения.

Решение проблемы конвекционного контура можно сформулировать просто как предотвращение движения воздуха через тепловую оболочку здания.

Проверка дверцы вентилятора в сочетании с тепловизионной камерой является лучшим средством обнаружения конвективной петли. После определения этих мест возможные решения могут включать:

• Заделка
• Вспенивание
• Повторная изоляция
• Добавление пароизоляции

Важно понимать, что в вашем доме могут возникать потери тепла из-за конвективного контура, а вы даже не подозреваете об этом.