Основные требования, предъявляемые к жидкостям-теплоносителям
Для начала, по всей видимости, имеет смысл сформулировать те критерии, которым должен соответствовать «идеальный» теплоноситель для системы автономного отопления.
- Прежде всего, жидкость должна быть способна выполнить свою основную задачу – аккумуляцию и перенос тепловой энергии. А это означает, что она должна обладать максимально высокой теплоемкостью.
- Теплоноситель должен иметь химический состав, не вызывающий активных коррозионных процессов в котлах, трубах, радиаторах отопления, в запорно-регулирующих устройствах и других элементах отопительной системы. Кроме того, среда должна быть нейтральна и для уплотнительных материалов, применяемых в соединительных узлах контура.
Коррозионные процессы в этом контуре настолько активны, что привели к истончению соединения и его протечке
- Важнейшим требованием является широкий температурный диапазон рабочего состояния теплоносителя – от температуры кристаллизации до порога закипания и перехода в газообразное состояние.
- Теплоноситель должен быть «чистым», то есть не содержать солей, способных вызвать зарастание твердыми отложениями просвета труб или, что еще опаснее – теплообменника котла.
Некачественный теплоноситель может вызвать такое зарастание теплообменника, которое уже не поддастся промывке
- Сам химический состав жидкости, применяемой для заполнения системы, должен отличаться стабильностью. Качественный теплоноситель не будет разлагаться, расщепляться на другие химические составляющие ни под действием постоянно меняющихся температур, ни сам по себе – от времени. Для нормальной работы системы отопления важно, чтобы сохранялись основные характеристики среды – ее плотность, текучесть, теплоемкость, химическая инертность.
- Наконец, жидкость, «работающая» теплоносителем, не должна представлять никакой угрозы для проживающих в доме людей. Это означает, что недопустимы токсичные испарения, должна быть полностью исключена вероятность ее возгорания или образования взрывоопасной смеси.
- Для подавляющего большинства домовладельцев очень важным критерием обязательно является и вопрос стоимости теплоносителя, тем боле, что для заполнения системы отопления может потребоваться немалое его количество.
Требования – логичны и понятны, и, казалось бы, остается только лишь сопоставить их с физико-химическими особенностями «претендентов» на роль теплоносителя, чтобы выбрать оптимально подходящий вариант.
Цены на разные виды теплоносителей
теплоноситель
И вот тут нас ожидает неприятная неожиданность – жидкости, которая бы в полной мере отвечала всем перечисленным критериям и являла собой идеальный «эталон» – попросту не существует. Различные составы могут иметь более выраженные те или иные необходимые характеристики, но всегда это достигается ухудшением других параметров. Поэтому и выбор теплоносителя становится не столь простой задачей, как может показаться на первый взгляд.
О чем это говорит? Выбор оптимального теплоносителя должен быть тесно увязан с особенностями конструкции системы отопления и спецификой планируемых режимов ее эксплуатации. Как правило, решение о выборе состава принимается еще на этапе планирования системы. Значит, необходимо выбрать тот или иной приоритетный параметр, который и станет основным определяющим фактором.
Попробуем пояснить предыдущий, возможно, несколько сложный, с точки зрения быстрого восприятия, абзац на нескольких примерах.
- Загородный дом используется круглогодично, и ни на один день не остается без присмотра. Понятно, что оптимальным решением как с точки эксплуатационных характеристик, так и с позиций экономии средств, станет использование в качестве теплоносителя воды.
- Та же ситуация, но в роли генератора тепловой энергии применен электрический котел для отопления, а местные электросети «славятся» нестабильностью своей работы. Вот здесь уже о допустимости чистой воды можно задуматься – в холодную зиму даже нескольких часов простоя бывает достаточным для того, чтобы началось замерзание жидкости в трубах. А это, понятно, вполне может повлечь за собой нарушение целостности труб и установленных в систему приборов. Вариант уже не видится оптимальным – следует или менять котел, или использовать иной теплоноситель.
Замерзающая вода способна разорвать трубы или радиаторы отопления
- А вот другой случай. Загородный дом в зимнее время используется, но только лишь «наездами» на выходные или праздничные дни. Другой вариант – работа или сложившийся уклад жизни хозяев предполагает частые разъезды, во время которых здание пустует и остается без необходимого присмотра. Безусловно, в таких случаях приоритетом должно быть использование незамерзающей жидкости в роли теплоносителя. Правда, это уже влечет за собой и конструктивные особенности самой системы, так как многие антифризы небезопасны, и требуется исключительно надежная герметизация всех контуров и приборов отопления.
- Ни один теплоноситель не может считаться «вечным», то есть рано или поздно приходит момент, когда заполнение системы отопления необходимо менять. Это для многих хозяев выдвигает на первый план вопросы «бухгалтерии», то есть стоимости необходимого объёма жидкости.
- Наконец, важным может быть еще одно соображение. Некоторые производители котельного оборудования в своих руководствах по эксплуатации изделий напрямую указывают тип, а иногда – даже марку рекомендуемого теплоносителя. Несоблюдение этих рекомендаций может повлечь прекращение действия гарантийных обязательств на котел – это тоже следует принимать в расчет.
Все это говорит о том, что выбор оптимального теплоносителя должен производиться не по наитию, а после всесторонней оценки возможных вариантов. Вот для этого и следует поближе ознакомиться с характеристиками различных типов.
Возможно, вас заинтересует информация о том, как выбрать газовый котел двухконтурный настенный
Достоинства и недостатки воды в качестве теплоносителя
Если верить неофициальной статистике, то более, чем в двух третях всех отопительных систем в качестве теплоносителя используется именно вода. Такая широкая популярность – легко объяснима:
По ряду объективных причин вода остается самым популярным теплоносителем для систем отопления
- Прежде всего, естественно, это повсеместная доступность воды и ее дешевизна (очень часто можно говорить даже о полной бесплатности). Во всяком случае, в большинстве регионов России проблем с такой «заправкой» системы отопления не возникает. Это позволяет проводить регулярную замену теплоносителя в любое удобное время, безбоязненно опорожнять систему для проведения тех или иных ремонтных или профилактических работ – обратное приведение отопления в режим готовности не повлечет сколь-нибудь значимых затрат.
- Очень важно то, что изо всех доступных для подобного применения жидкостей, воде практически нет равных по теплотехническим характеристикам. К этим показателям можно отнести весьма впечатляющую теплоемкость при высокой плотности. Так, если принимать табличное значение теплоемкости, примерно равное 4200 Дж/кг×ºС или 1 кал/г׺С, то при типичной для системы отопления разнице температур в 20 ºС, один литр воды, остывая, способен передать через приборы теплообмена 20 ккал= 83,43 кДж или порядка 23,26 Ватт тепловой энергии. Ни один из других теплоносителей к таким значимым показателям приблизиться не в состоянии.
- Наконец, вода – это абсолютно безопасное для человека и окружающей среды вещество. Какая бы ни случилась протечка в контурах отопление, она повлечет, безусловно, те или иные бытовые последствия, пусть неприятные, но не фатальные. Никогда она не будет сопряжена с риском получения химических отравлений, созданием предпосылок к возгоранию или возникновению взрывоопасных концентраций паров.
А теперь – о тех недостатках, которые или ограничивают применение воды в роли теплоносителя, или требуют определённой ее подготовки к использованию.
- На первом месте, конечно, стоит слишком «высокий» уровень температуры перехода воды в кристаллическое состояние. В условиях российского климата, при повсеместных и весьма немалых отрицательных температурах в зимний период, оставить воду в выключенной системе отопления даже на непродолжительное время – это прямой путь к крупной аварии, вплоть до полного приведения системы в негодность.
- Вторым недостатком можно назвать коррозионную агрессивность воды для черных и некоторых цветных металлов. Вода и сама по себе – достаточно мощный окислитель, а кроме того, в ней всегда присутствует растворенный кислород.
- Химический состав, к сожалению, не ограничивается известной формулой Н2О – вода из привычных природных или коммунальных источников обычно содержит немалую концентрацию солей, растворенного железа, сероводорода и других соединений. Одни из них могут переходить в нерастворимую фракцию, способную заиливать и забивать проходы в трубах. Другие способны наслаиваться жесткими отложениями на стенках, сужая условный диаметр, снижая проводимость контуров отопления и резко уменьшая теплопроводность радиаторов. Помимо этого, страдают теплообменники или нагревательные элементы котлов, что в сумме дает лишний расход энергоносителей при снижении эффективности котельного оборудования, а в дальнейшем – и выход оборудования из строя.
Срезы заросших отложениями труб нередко представляют собой довольно-таки жуткое зрелище
С главным недостатком, то есть с высокой температурой замерзания, справиться просто так – невозможно. А вот с другими «минусами» вполне можно бороться.
Воду, заливаемую в систему отопление, желательно подвергнуть процедуре умягчения, то есть удаления из ее состава солей или снижения их концентрации до неопасных величин. Для этого применяются различные способы.
Самый простой – это кипячение воды. Правда, такая мера способствует удалению лишь нестойких карбонатных солей – но и это уже что-то. В результате термического воздействия (лучше это проводить в посуде, с максимально возможной площадью контакта воды с металлическим дном) растворенные карбонаты преобразуются в нерастворимый осадок (который затем несложно отфильтровать) и углекислый газ, уходящий в атмосферу.
Недостаток такого подхода – сложность в организации кипячения больших объёмов воды и неполноценная очистка от солей. Более эффективным станет использование специальных фильтров-смягчителей, работающих на реагентном, ионообменном или электромагнитном принципах действия. Такие изделия продаются в специализированных магазинах, и многие из них рассчитаны именно для очистки котловой воды.
Пример нескольких типов умягчителей воды для систем отопления
Практикуется добавка в воду специальных реагентов для ее умягчения, например, кальцинированной соды или ортофосфата натрия. Правда, в таких случаях необходимо очень точно соблюдать дозировку, так как перенасыщение жидкости добавками такого рода может даже дать обратный эффект – снижение теплотехнических характеристик с повышением коррозионной активности раствора.
В любом случае, в системе должны быть предусмотрены фильтры-грязевики, которые станут удалять из воды выпадающие нерастворимые осадки – необходимо осуществлять периодический контроль за их чистотой и проводить своевременные очистки.
Дистиллированная вода технического качества реализуется и в различной расфасовке, и на разлив – из еврокубов.
Еще одним подходом может стать использование дистиллированной воды – ее несложно приобрести в строительных магазинах, в самой различной расфасовке. Если устроит цена (а при больших объемах вполне возможны немалые оптовые скидки), то после такой заправки хорошо промытой системы отопления можно вообще не переживать за вероятность появления накипи или илистых отложений.
Наконец, многие хозяева собственных домов организуют на своем участке сбор дождевой воды. Безусловно, она далека от «лабораторной чистоты», но определенную природную дистилляцию и очищение уже прошла. Во всяком случае, по содержанию тяжелых солей, способных вызвать зарастание труб, дождевая вода намного лучше, чем набранная из самой чистой скважины или колодца. После отстаивания и фильтрации ее вполне можно использовать в системе отопления.
Профильтрованная дождевая вода по степени своей очищенности от тяжёлых солей – намного лучше водопроводной, колодезной или скважинной
Снизить или даже практически полностью свести на нет окислительные свойства воды помогают специальные присадки – ингибиторы. Правильное их использование исключит коррозионное поражение металлических деталей и узлов отопительной системы.
Ингибиторы резко снижают коррозионную активность воды
Наконец, в воду добавляются еще и специальные поверхностно-активные присадки (ПАВ). Такие вещества способствуют удалению старых наслоений накипи и ржавчины, недопущению образованию новых. ПАВы придают поверхностям специфические гидрофобные качества, снижают гидравлическое сопротивление в трубах, что сказывается на экономичности расходования энергоресурсов для отопления. Резко повышается долговечность применяемых в системе уплотнений.
Дистиллированная вода с ингибиторами и ПАВами – готовое качественное решение для системы отопления
Дистиллированную воду с внесенными в нужной концентрации ингибиторами и ПАВами также можно отыскать в продаже. Например, бочка объемом 220 литров полностью подготовленной для миссии теплоносителя воды обойдется примерно в 6500 рублей, то есть около 30 рублей за литр. Дорого это или нет – каждый для себя решает самостоятельно.
Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляют биметаллические радиаторы отопления
