Теплоноситель для систем отопления — виды и принцип работы

Теплоноситель для систем отопления — виды и принцип работы

В нашей стране владельцы частных домов, дач и коттеджей выбирают преимущественно не паровые, а жидкостные отопительные системы, объединяющие в своей конструкции котел, трубопровод и радиаторы (могут также стать дополнением «теплые» пол или стены). Еще на стадии проектирования будущего дома или приступая к капитальному ремонту собственного жилья, следует предусмотреть такой важный фактор, как предполагаемый для использования теплоноситель для систем отопления, в зависимости от него необходимо подбирать и котел, и трубы, и радиаторы, и циркуляционные насосы, и всю соединительную фурнитуру.

Для того, чтобы сделать выбор в пользу того или иного теплоносителя, следует подробнее разобраться, какова его роль в функционировании отопительной системы, а также плюсы и минусы каждого из них.

Виды теплоносители, их качества и характеристики

Теплоносителем, то есть веществом, с помощью которого происходит перемещение тепла от нагревательного устройства (котла) по трубопроводу к отопительным приборам, радиаторам, «теплым полам», является жидкость, заполняющая всю отопительную систему. В качестве теплоносителя используют воду, обычную водопроводную или дистиллированную, либо антифриз – жидкость, незамерзающую (за счет специальных добавок и присадок) даже при низких температурах.

Вода – наиболее экономически выгодный вариант жидкости для заливки в отопительную систему, в качестве теплоносителя для системы отопления отличающийся явными преимуществами:

  •   Наименьшей вязкостью, то есть высокой степенью текучести, что обеспечивает хорошую скорость передачи тепловой энергии посредством радиаторов или обустройством теплого пола (панелей) воздуху помещения.
  •   Безвредностью и экологической чистотой, так как вода, не содержащая никаких добавок, не представляет опасности для окружающих даже в случае аварии и прорыва труб.
  •   Высокой теплоемкостью, то есть способностью быстрого поглощения, накопления, а затем и отдачи тепловой энергии.
  •   Возможностью использования воды без срока ограничения.
  •   Безопасным применением данного теплоносителя и во втором контуре системы (для ГВС).
  •   Дешевизной заливки воды в систему.

Разумеется, использование воды нельзя считать безупречным, данный теплоноситель имеет и некоторые минусы:

  •   Жесткая вода, текущая обычно по водопроводу, имеет в своем составе массу минеральных элементов, что с течением времени способствует образованию на стенках труб накипи.
  •   В неотопляемых домах (дачах) воду нельзя оставлять в системе отопления на зимний период из-за опасности «размораживания» системы.
  •   При сливе воды из системы на время морозов в трубопроводе остается высокая влажность, способствующая коррозии и разрушению металлических частей системы изнутри.

Важнейшими характеристиками для жидкостей, применяемых в отопительной системе, являются параметры теплоносителя, то есть показатели теплопроводности, теплоемкости, вязкости, предельно допустимой низкой и критически высокой температуры, объемного расширения.

Вода значительно превосходит антифриз по некоторым из них: теплопроводности – на 35-40%, теплоемкости – на 15-20%. В то же время, у воды на 40-60% ниже коэффициент объемного расширения, а значит, при использовании антифриза необходимо устанавливать расширительный бак большего объема. Предельно возможная температура применения воды — 0°С, дальнейшее понижение температурного уровня неизменно повлечет замерзание теплоносителя и разрушение системы. Не допускается также и нагрев воды более +100°С, при данном значении происходит кипение, результатом которого может стать авария, разрыв оборудования, но уже при 80°С начинается процесс разложения карбонатных солей и образуется накипь на всех элементах отопительных приборов и трубопроводе.

Советуем прочитать статью про теплоаккумулятор для твердотопливного котла

Теплоноситель для систем отопления — виды и принцип работы

Следует при использовании воды обратить внимание на такой важный момент, как фильтрация перед заливкой теплоносителя в систему отопления (воды) при помощи фильтра грубой очистки, чтобы исключить попадание в систему загрязнения. Но не менее серьезная задача – смягчение воды, для этой цели могут быть использованы следующие методы:

  1.   Ионизация воды, способ, применяемый только в системах большой протяженности для отопления производственных помещений, так как требует наличия ионообменной установки, кроме того, излишки содержания натрия в воде делают ее ядовитой и опасной.
  2.   Обработка воды магнитным активатором (действие которой продолжается четыре недели) – абсолютно безвредная процедура и для горячей, и для холодной воды, удаляющая накипь.
  3.   Подключение к системе ультразвукового антинакипного устройства ведет к очистке труб и обеспечивают их защиту от угрозы коррозии, сокращая в 4 раза содержание железа в воде.
  4.   Кипячение, но оно не способствует удалению стойких соединений кальция и магния.
  5.   Применение реагентов (кальцинированная сода, ортофосфат натрия, гашеная известь) приводит к выпадению осадка из нерастворимых солей, которые можно затем удалить фильтрацией.

Некоторые владельцы домов заливают в систему воду с добавлением соли, но данные действия – самообман и положительного действия не имеют, заливка дистиллированной воды – дорогостоящая процедура. Выгодным и приемлемым вариантом можно считать использование фильтрованной дождевой воды.

Антифриз, называемый в народе также «незамерзайкой», — это специальная жидкость, устойчивая к значительному понижению температуры, в среднем – до минус 35-45°С, но существуют марки, не теряющие свои качества и при более сильных морозах.

Главное ограничение использование антифриза — температура теплоносителя в системе отопления не должна превышать 90-95°С, так как при дальнейшем нагревании данная жидкость вступает в химическую реакцию с материалами оборудования, труб и радиаторов, разрушая их и теряя при этом свои положительные качества.

Главным положительным свойством, как уже было выше сказано, является незамерзаемость данного теплоносителя, что служит стимулом к применению его в домах с непостоянным проживанием жильцов, загородных домах и дачах. Кроме того, следует уточнить, что пользоваться им не составит проблем – заливать в систему из расчета: 3 части воды на 1 часть антифриза. Нужно также отметить, что многие марки антифриза имеют дополнительные антинакипные и антикоррозионные присадки, называемые ингибиторами.

А специфических свойств, на которые следует обратить внимание перед применением антифриза, гораздо больше:

  •   Средний срок службы антифриза – 3-5 лет, после чего весь объем теплоносителя из системы необходимо слить и промыть перед заливкой новой жидкости.
  •   Невозможность использования резиновых прокладок в соединениях системы из-за высокой текучести теплоносителя и опасности протекания, устанавливать только тефлоновые или паронитовые прокладки.
  •   Необходимость установки циркуляционного насоса большей мощности из-за высокой вязкости антифриза.
  •   Потребность монтажа более мощных (по сравнению с применением воды) радиаторов, так как антифриз обладает меньшей теплоемкостью.
  •   Необходим запас антифриза на случай возможной его утечки.
  •   Более высокая цена, чем у дешевой (или бесплатной) воды.
  •   Использование антифриза допускается только в одноконтурных системах.
  •   Наличие расширительного бака большого объема.

Выбирая марку антифриза, не следует экономить и приобретать теплоноситель на основе этиленгликоля. Данная жидкость ядовита, опасна для жизни человека. В случае утечки проникает в организм человека даже при дыхании, особенно неприемлемо применение данного антифриза в домах, где проживают маленькие дети.

То есть, перед заливкой системы, следует предусмотреть не только предполагаемый расход теплоносителя и минимальный запас на случай непредвиденных обстоятельств, но главным образом следует предусмотреть рациональное и оптимальное его использование.

Теплоноситель, основой которого является пропиленгликоль, абсолютно безвреден и безопасен. Действуя как антикоррозионное и антинакипное вещество, данная жидкость обладает меньшей плотностью и, несмотря на большую вязкость, при помощи насоса переносится по системе с довольно большой скоростью. Марки антифриза, содержащего пропиленгликоль и деминерализованную воду, имеют так называемый «смазывающий эффект», за счет которого достигается снижение сопротивления трубопровода движению теплоносителя в системе, что повышает скорость циркуляции жидкости и уменьшение нагрузки на циркуляционный насос, а значит, понижает степень износа всего оборудования в целом.

Циркуляция теплоносителя в системе

Циркуляция воды в системах, как известно, существует естественная и принудительная, для воды возможно применение и той, и другой, тогда как использование антифриза влечет за собой обязательную установку насосов из-за его высокой вязкости.

Насос для закачки теплоносителя в систему отопления – один из наиболее важных ее элементов, прибор, работа которого обеспечивает циркуляцию теплоносителя в системе. При выборе мощности насоса следует учесть степень сопротивляемости трубопровода движению теплоносителя, зависимость здесь наблюдается обратно-пропорциональная — чем больше диаметр трубы, тем меньше сопротивление, значит необходимо выбрать разумный и компромиссный вариант труб, не перегружающий насос и не противоречащий дизайну помещения. Кроме того, следует учесть, что для антифриза потребуется насос большей мощности. Глубоким заблуждением является мнение, что для подъема воды на верхние этажи потребуется увеличение мощности насоса, это не так, потому что горячая жидкость поднимается вверх согласно законам физики.

Принудительная циркуляция теплоносителя гораздо предпочтительнее из-за возможности создания более комфортного микроклимата в доме за счет быстрого перемещения жидкости в системе.

Итак, осуществив выбор в пользу того или иного теплоносителя и определившись с приобретением конкретного отопительного оборудования, следует совершить расчет теплоносителя для системы отопления. Данная величина складывается из нескольких составляющих:

  •   Объема рабочей жидкости непосредственно в котле, данные об этом можно узнать из инструкции к оборудованию.
  •   Объема теплоносителя в емкостях радиаторов, это можно рассчитать по специальным таблицам или при помощи данных технического паспорта одной секции, умножив затем это число на количество секций помещения.
  •   Объема расширительного бака.
  •   Количества теплоносителя в трубах, что вычисляется также по специальным таблицам.

Советы

Прежде, чем приобретать и устанавливать конкретное отопительное оборудование, требуется принять решение о типе используемого теплоносителя, просчитать приблизительно мощность необходимого оборудование и целесообразность каждого узла, и только затем приступать к монтажу.

Следует иметь ввиду тот факт, что антифриз может использоваться только в закрытой системе и необходима его полная замена каждые 3-5 лет.