Интернет журныл о промышленности в Украине

Теплоносій для системи опалення - вода або антифриз - Rmnt.ru

  1. Вимоги до ідеального теплоносія
  2. Теплоносій - вода
  3. Теплоносій - антифриз
  4. Як вибрати оптимальний теплоносій
  5. Відео по темі

За своєю поширеністю системи опалення з циркуляцією рідкого теплоносія б'ють всі рекорди - їх незмінна популярність в більшій мірі пояснюється суворим зимовим кліматом Росії. Рідинні опалювальні системи включають в себе цілий комплекс обладнання, в числі якого котельні, теплообмінники, насосні станції, найчастіше багато кілометрів трубопроводу. Якість його функціонування опалювального комплексу безпосередньо залежить від характеристик теплоносія, так яку ж рідина найкраще використовувати в цій якості і чому?

Якість його функціонування опалювального комплексу безпосередньо залежить від характеристик теплоносія, так яку ж рідина найкраще використовувати в цій якості і чому

Вимоги до ідеального теплоносія

Слід зазначити відразу - такого теплоносія немає. Будь-який з існуючих сьогодні справно виконує свої функції лише в певному температурному діапазоні, вихід за рамки якого призводить до різких змін його якісних характеристик.

Теплоносій зобов'язаний переносити максимальну кількість тепла за одиницю часу з мінімальними тепловтратами. В'язкість теплоносія чинить серйозний вплив на його прокачку в межах опалювальної системи, тому що він менш в'язкий - тим краще.

В'язкість теплоносія чинить серйозний вплив на його прокачку в межах опалювальної системи, тому що він менш в'язкий - тим краще

Теплоносій не повинен надавати корозійного впливу на різноманітний конструкційний матеріал трубопроводів і нагрівальних приладів, інакше вибір цих матеріалів буде строго обмежений. Крім того, змащувальні здатності тих чи інших теплоносіїв вводять обмеження на конструкційний матеріал циркуляційних насосів і інших механізмів, що контактують з ними.

З позиції безпеки домочадців теплоносій повинен мати певні (безпечні) характеристики по токсичності, температурі спалаху рідини і спалаху її парів.

І останнє - рідина, яка використовується в якості теплоносія, повинна бути доступною за ціною або ж, у разі високої вартості, тривалий час зберігати свої характеристики і обсяг під час роботи в опалювальній системі.

І останнє - рідина, яка використовується в якості теплоносія, повинна бути доступною за ціною або ж, у разі високої вартості, тривалий час зберігати свої характеристики і обсяг під час роботи в опалювальній системі

Теплоносій - вода

З усіх рідин, що існують на Землі в природному стані, вода має найвищу теплоємність - в середньому 1 ккал / (кг · град), т. Е. Якщо нагріти один кілограм води до 90 ° С і охолодити в опалювальному радіаторі до 70 ° С , то в опалювальне цим радіатором приміщення надійде 20 ккал тепла.

Ця рідина має високу щільність (917 кг / м3), що зменшується при нагріванні або охолодженні. До речі, вода - єдина природна рідина, що розширюється і при нагріванні і при охолодженні.

До речі, вода - єдина природна рідина, що розширюється і при нагріванні і при охолодженні

Екологічні та токсикологічні характеристики води перевершують аналогічні параметри будь-яких синтетичних теплоносіїв - випадковий витік з системи опалення не створить проблем для здоров'я домочадців, якщо тільки не потрапить безпосередньо на людське тіло. І в разі такого витоку відновити вихідний обсяг води дуже просто - потрібно лише долити необхідну кількість у відкритий розширювальний бачок опалювальної системи природної циркуляції.

Відносно вартості вода теж поза конкуренцією, оскільки більш дешевого і доступного теплоносія не існує.

Однак цей теплоносій має ряд недоліків - звичайна вода, т. Е. В її природному стані, містить кисень і солі, що викликає внутрішню корозію елементів опалювальної системи, а також заростання їх стінок накипом, знижує тепловіддачу і внутрішній обсяг опалювальних приладів.

Найпростіший спосіб пом'якшення води добре відомий кожному - термічний (кип'ятіння), з використанням металевої ємності без кришки. В процесі термічної обробки частина солей відкладеться на дні ємності, з обсягу води буде видалений вуглекислий газ. До речі, чим більше площа дна ємності для кип'ятіння, тим більше солей можна буде видалити з води - солі відкладуться на дні у вигляді накипу. Недолік термічного методу в тому, що таким способом усунути з води можна лише нестійкі гідрокарбонати магнію і кальцію, а їх стійкі сполуки при цьому збережуться.

Хімічний або реагентний метод більш ефективний, він дозволяє перевести містяться у воді солі в нерозчинний стан. Для його здійснення використовуються гашене вапно, кальцинована сода або ортофосфат натрію - введення в обсяг води перших двох реагентів викличе утворення карбонатного осаду, останнього - осад ортофосфатов магнію і кальцію. Після закінчення хімічної реакції осад, що випав усувається фільтрацією води. Останній реагент - ортофосфат натрію - забезпечує найкраще пом'якшення води, проте його застосування вимагає точного дозування.

Для опалювальних систем найбільше підходить дистильована вода, оскільки в ній повністю відсутні будь-які домішки. Єдиний її недолік - доведеться витратитися на покупку, вартість літра дистильованої води складе близько 14 руб. Перед заливанням в систему опалення дистильованої води необхідно ретельно промити опалювальні прилади, труби і котел звичайною водою, причому мити як використовувану раніше систему, так і щойно змонтовану - забруднення всередині неї будуть в будь-якому випадку.

Перед заливанням в систему опалення дистильованої води необхідно ретельно промити опалювальні прилади, труби і котел звичайною водою, причому мити як використовувану раніше систему, так і щойно змонтовану - забруднення всередині неї будуть в будь-якому випадку

Можна використовувати чисту талу або дощову воду, т. К. Вона містить значно меншу кількість солей, ніж водопровідна, колодязна або артезіанська.

Єдиний недолік води, використовуваної в якості теплоносія - при температурі нижче 0 ° С вона замерзне, розшириться і завдасть серйозної шкоди опалювальній системі. І тому домовласникам, нерегулярно експлуатують систему опалення в холодний сезон, а також які проживають в районах, де перебої з подачею енергоносіїв особливо часті, більш підійде інша група рідких теплоносіїв - антифризи.

Теплоносій - антифриз

Незамерзайка, залита в опалювальний контур, дозволяє повністю вирішити загрозу промерзання системи в холодний сезон - низькі температури, на які розрахований даний антифриз, не змінюють його фізичного стану. Антифризи здатні забезпечити транспортування теплової енергії всередині опалювальної системи, не викликають корозійних процесів і відкладень накипу.

Основне якість антифризів виражається в тому, що вони не тверднуть до певних гранично-низьких температур, в разі затвердіння - Не розширюються як і вода і не руйнують елементи опалювальної системи, а перетворюються в гелеобразную масу, обсяг якої не змінюється. Іншими словами, якщо температура замерзлого антифризу буде підвищена, то він повернеться з гелеобразного в рідкий стан без будь-яких наслідків для опалювального контуру.

Іншими словами, якщо температура замерзлого антифризу буде підвищена, то він повернеться з гелеобразного в рідкий стан без будь-яких наслідків для опалювального контуру

До складу антифризів виробники вводять додаткові присадки з метою збільшення терміну служби опалювальної системи - інгібітори корозії і мінеральних відкладень, що усувають корозійні вогнища і накип в системах, що експлуатуються довгі роки. При виборі антифризу слід враховувати, що його склад не універсальний - що містяться в ньому присадки розраховані на певні конструкційні матеріали та сплави, невірний вибір викличе електрохімічну корозію або, наприклад, руйнування полімерних матеріалів, використаних при побудові опалювальної системи.

Як правило, випускаються антифризи, розраховані на дві гранично низькі температури - до -65 і до -30 ° С. При необхідності можна змінити концентрацію насиченого складу до бажаного, з пропорції одна частина дистильованої води на дві частини антифризу (наприклад, якщо літр антифризу першого типу, розрахованого на більш низьку температуру, розбавити 0,5 л води, то такий склад буде працювати до - 30 ° С).

Хімічний склад антифризів розрахований на 10 сезонів опалення або 5 років експлуатації, після чого вони весь обсяг незамерзайки потрібно замінити.

У порівнянні з водою, антифризи мають не тільки гідності, а й недоліки:

  • теплоємність незамерзаек на 15% нижче, т. е. тепло вони віддають гірше;
  • їх в'язкість як мінімум удвічі вище, що вимагає введення в систему опалення потужних циркуляційних насосів;
  • більш високе об'ємне розширення при нагріванні, необхідний Експанзомати (розширювальний бак закритого типу) і опалювальні радіатори , Ємність яких на 50-60% більше, ніж у їх аналогів, що використовуються в системах з водяним теплоносієм;
  • плинність вище ніж у води на 50%, т. е. роз'ємні з'єднання в системі з антифризом потрібно герметизувати з великою ретельністю;
  • антифризи на основі етиленгліколю токсичні для людини, тому таку незамерзайку можна використовувати лише в одноконтурних котлах.

Для побутових потреб, т. Е. Для систем опалення приватних будинків, виробляються антифризи на основі поліолів двох видів - етиленгліколю (моноетиленгліколю) і пропіленгліколю. Склади на основі першого виду поліолів більш поширені і коштують дешевше, ніж засновані на дорогому пропіленгліколь, проте вони вельми отруйні - при проникненні в організм 350 мг етиленгліколю досить, щоб завдати серйозної шкоди здоров'ю і навіть стати причиною летального результату. Робота з антифризами, що містять етиленгліколь, вимагає обов'язкового захисту шкіри, органів дихання та зору.

Під час експлуатації антифризи на основі етиленгліколю особливо чутливо ставляться до перегріву - при будь-якому, навіть короткочасному підйомі температури вище межі, встановленої виробником для даної марки незамерзайки, відбувається термічний розклад полиола і присадок в складі антифризу, утворюються нерозчинний осад і кислоти. Осад, в разі його попадання на поверхні нагрівальних елементів, утворює нагар, що погіршує теплообмін на місцевому рівні і викликає перегрів з повторним утворенням осаду і т. Д. Освічені в результаті розкладання етиленгліколю кислоти вступають в хімічну реакцію з конструкційними металами системи опалення, викликаючи множинні осередки корозії. В результаті розкладання присадок різко знижуються захисні властивості теплоносія, раніше забезпечуються їм для матеріалу ущільнювачів рознімних з'єднань, а при високій плинності це негайно викличе текти. Крім того, перегрів підвищує піноутворення антифризу, що, в свою чергу, залучить в систему опалення повітря. За описаним причин потрібно ретельно контролювати температуру нагрівання котлів і опалювальної системи, однак не всі моделі котлів це допускають.

Необхідно відзначити, що етиленгліколь вступає в хімічну реакцію з цинком - використовувати в опалювальній системі, в якій теплоносієм виступають антифризи цієї групи, конструкційні елементи й прилади з внутрішньої оцинковкой безглуздо, т. К. Все її покриття буде повністю знищено протягом практично одного опалювального сезону .

Все її покриття буде повністю знищено протягом практично одного опалювального сезону

Засновані на пропіленгліколі антифризи значно безпечніше для домочадців - технічний пропіленгліколь близький за характеристиками до харчового пропіленгліколь (Е1520), широко застосовується у фармацевтичній, парфумерній і харчовій промисловості завдяки повній безпеці для людського організму і екології. Незамерзайки з пропіленгліколем дозволено використовувати в двоконтурних котлах, т. К. Їх випадкове проникнення в питну воду, так само, як і протікання в місцях рознімних з'єднань, не принесуть шкоди людям.

Пропіленгліколевої теплоносії, крім загальних позитивних характеристик, ідентичних належать до Етіленгліколевие антифриз, всередині системи опалення надають ефект змащення, знижують гідродинамічний опір і полегшують роботу насосів вторинного контуру. Теплопередача пропіленгліколевої антифризів вище, ніж у етіленгліколевих. Мінус тільки один - більш висока вартість, близько 1000 руб. за 10 кг (для порівняння, вартість Етіленгліколевие антифризу -30 ° С - близько 550 руб. за 10 кг).

Категорично забороняється використовувати в системі опалення антифриз, якщо:

  • в системі застосовуються електролізні (іонні) котли , В яких нагрів теплоносія здійснюється за рахунок пропускання електричного струму через його обсяг в ємності котла. Взагалі, перед придбанням опалювального котла переконайтеся, що виробник допускає його роботу в системі опалення з даними антифризом, інакше заводська гарантія на котел не діятиме;
  • опалювальна система відкритого типу. Головним чином це правило діє відносно антифризів на основі отруйного етиленгліколю;
  • з економії розраховуєте знизити його морозостійкість більш ніж до -20 ° С, т. к. це серйозно знизить характеристики присадок, введених до складу антифризу, що призведе до утворення вогнищ корозії і накипу;
  • герметизація рознімних з'єднань проводиться з використанням лляної підмотки і олійної фарби - антифриз неминуче роз'їсть фарбу і від підмотки НЕ буде толку;
  • при побудові системи опалення застосовувалися оцинковані труби і фітинги;
  • опалювальний котел нагріває теплоносій до температур, що перевищують +70 ° С (це гранична температура нагріву будь-якого антифризу, вище нагрівати не можна з огляду на високий температурного розширення, властивого теплоносія цієї групи).

це серйозно знизить характеристики присадок, введених до складу антифризу, що призведе до утворення вогнищ корозії і накипу;   герметизація рознімних з'єднань проводиться з використанням лляної підмотки і олійної фарби - антифриз неминуче роз'їсть фарбу і від підмотки НЕ буде толку;   при побудові системи опалення застосовувалися оцинковані труби і фітинги;   опалювальний котел нагріває теплоносій до температур, що перевищують +70 ° С (це гранична температура нагріву будь-якого антифризу, вище нагрівати не можна з огляду на високий температурного розширення, властивого теплоносія цієї групи)

Якщо в опалювальній системі використовується незамерзайка, то необхідно дотримати наступні умови:

  • оснастити систему більш потужним циркуляційним насосом, ніж знадобився б для водяного опалення. При великої протяжності опалювального контуру знадобиться циркуляційний насос зовнішньої установки;
  • встановити місткий Експанзомати (розширювальних бак), обсяг якого перевищує необхідний для водяного теплоносія як мінімум удвічі;
  • в системі опалення використовувати труби свідомо більшого діаметру і об'ємні радіатори;
  • не встановлювати автоматичні воздухоотводчики - тільки ручні (наприклад - крани Маєвського);
  • роз'ємні з'єднання ущільнювати прокладками тільки з хімічно стійкої гуми, паронітовимі або тефлоновим. Можна використовувати лляну підмотування разом з герметиком, стійким до етиленгліколю (в разі використання антифризу на його основі). При покупці чавунних радіаторів необхідно розібрати їх на секції і замінити існуючі гумові прокладки на паронітові або тефлонові;
  • розбавляти незамерзайку можна тільки дистильованою водою, т. е. ні дощова, ні тала вода тут не підійдуть;
  • перед кожною повною заливкою в систему антифризу обов'язково промити її водою (котел теж) - виробники незамерзаек рекомендують повністю замінювати їх в опалювальній системі кожні 2-3 роки;
  • не слід ставити холодного котла відразу високу температуру нагрівання - потрібно піднімати температуру поступово, даючи час теплоносія на розігрів (у незамерзаек менша теплоємність, ніж у води);
  • взимку, при відключенні двоконтурного котла в системі з антифризом на тривалий термін, не забудьте злити воду з контуру гарячого водопостачання, т. к. вона може замерзнути і пошкодити труби контуру.

вона може замерзнути і пошкодити труби контуру

Як вибрати оптимальний теплоносій

Перш за все - питання вибору теплоносія повинен бути визначальним ще на стадії проектування опалювальної системи, оскільки якщо вона створювалася для води, то зажадає серйозної реконструкції під антифриз.

Якщо температура в системі опалення в холодний сезон не буде знижуватися нижче +5 ° С, то оптимальний теплоносій для такої системи - вода, зі складу якої по максимуму виведені з'єднання солей. Якщо ж існує ймовірність падіння температури в опалювальній системі до мінусових значень, то в цьому випадку необхідний тільки антифриз. Зрозуміло, можна зливати воду із системи, що убезпечить її від пошкоджень при заморозках, проте в цьому випадку контур заповнить повітря, який різко прискорить корозійні процеси в умовах високої вологості.

Можна убезпечити водяну опалювальну систему від промерзання, вмонтувавши в неї електротена, керовані температурними датчиками або дистанційно, по GSM-каналам , Що дозволить підтримувати температуру води на рівні вище +5 ° С, однак тут виникає залежність від електропостачання і стільникового зв'язку - збій однієї з цих систем окремо або разом призведе до замерзання теплоносія і множинним пошкоджень опалювального контуру.

При виборі антифризу потрібно детально вивчити його характеристики, в числі яких: допустима гранично низька температура; склад присадок і їх призначення; як вляет на елементи опалювальної системи (з чорного та кольорових металів, чавуну, пластику, гуми і т. д.); тривалість терміну використання в системі без заміни; безпеку для людського здоров'я і екології (його ж доведеться кудись зливати). До речі, кольоровість незамерзайки не має ніякого практичного значення для опалювального контуру, потрібна лише для того, щоб підкреслити приналежність до тієї або іншої марки. З огляду на потенційну небезпеку для здоров'я домочадців, кращим вибором буде незамерзайка на основі пропіленгліколю.

Зважаючі на Популярність у домовласніків антифризу марки «Тосол», розроблення в середіні Минулого століття в СРСР, Варто коротко описати его характеристики. Отже, тосол спочатку розроблявся як незамерзаючої охолоджуючої рідини для автомоторов, його склад базується на етиленгліколь, характеристики якого описані вище. У системах опалення використовувати тосол не рекомендується, т. К. Цей антифриз для них не призначений - містить специфічні присадки для автомобільних двигунів, непотрібних і навіть шкідливих в опалювальних системах, оскільки тосол просто не розрахований на роботу при високих температурах.

Цей антифриз для них не призначений - містить специфічні присадки для автомобільних двигунів, непотрібних і навіть шкідливих в опалювальних системах, оскільки тосол просто не розрахований на роботу при високих температурах

На завершення назвемо найбільш оптимальний антифриз, придбати або приготувати який дуже і дуже просто - 40 ° суміш етилового спирту з дистильованою водою. Експлуатаційні характеристики цієї суміші при використанні в якості теплоносія-антифризу такі:

  • трохи більша, ніж у води, але значно менша, ніж у етіленгліколевих і пропіленгліколевої незамерзаек, в'язкість;
  • менша плинність, ніж у згаданих антифризів, що дозволяє знизити вимоги до герметичності роз'ємних з'єднань, дозволяючи використовувати в них звичайні ущільнювачі (спирт хімічно не активний до гуми);
  • спирт є відмінним інгібітором корозії, т. е. блокує її розвиток;
  • при використанні насиченою солями води (жорсткої), спирт у складі такої суміші перешкодить відкладенням накипу на внутрішніх поверхнях опалювального контуру. Солі випадуть в нерозчинний осад, при промиванні системи його легко видалити;
  • в результаті теплоти змішування і контракції (стиснення водного обсягу спиртового розчину), спирт не випаровується окремо від води (за умови, що його зміст в водному розчині не нижче 30%);
  • температура кипіння водного розчину спирту практично відповідає температурі кипіння води, т. е. при підвищенні температури в опалювальній системі до +85 ° С, звичайної для систем з водою в якості теплоносія, закипання з появою пробок у вигляді пари не відбудеться;
  • вміст спирту у водному розчині різко знижує розширення води при замерзанні, т. е. навіть при повному промерзанні опалювальної системи з таким теплоносієм пошкоджень її конструкційних елементів не буде.

Для досягнення певних порогових значень стійкості водного розчину етилового спирту до низьких температур необхідно досягти наступного його змісту в розчині з водою: 20,3% - замерзання при -10,6 ° С; 33,8% - замерзання при -23,6 ° С; 39% - замерзання при -28,7 ° С; 46,3% - замерзання при -33,9 ° С. Особливо зручним буде використання теплоносія, що представляє собою водний розчин етилового спирту, в закритих опалювальних системах.

При підготовці водно-спиртового теплоносія пропорції вмісту у воді спирту розраховуються наступним чином - літр 96% спирту містить 960 мл безводного спирту, відповідно, щоб отримати 33% розчин, потрібно розділити 96 на 33 і отримуємо необхідний обсяг води, рівний 2,9 л. Т. е. Якщо ввести в літр 96% спирту рівно 2,9 літра води, то вміст спирту в отриманому розчині складе точно 33% - теплоносій, незамерзаючий до приблизно -22,5 ° С, готовий.

Відео по темі

джерело: youtube.com/Тепло-вода

рмнт.ру

19.09.18

Якість його функціонування опалювального комплексу безпосередньо залежить від характеристик теплоносія, так яку ж рідина найкраще використовувати в цій якості і чому?