Характеристика основных теплоносителей систем отопления
Теплоносителем для отопления может быть любая жидкая или газообразная среда, обладающая способностью аккумулировать тепло и изменять свои основные теплотехнические показатели, а также достаточно подвижная и дешевая. Вместе с тем теплоноситель должен способствовать выполнению требований, предъявляемых к отопительной установке
Для отопления зданий и сооружений в настоящее время используют:
· воду, водяной пар,
· Органические теплоносители, температура кипения которых при атмосферном давлении превышает 250° С (полифенилы и др.), чаще применяются в специальных высокотемпературных установках.
Дадим сравнительную характеристику этим теплоносителям, которая отражает требования, предъявляемые к отопительной установке, а также свойства самих теплоносителей.
Дымовые газы:
Газы, образующиеся при сгорании твердого, жидкого или газообразного топлива, имеют сравнительно (высокую температуру и применимы для отопления в тех случаях, когда в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями удается ограничить температуру теплоотдающей поверхности приборов. Из-за высокой температуры продуктов сгорания топлива возрастают бесполезные потери тепла при транспортировании.
Выпуск продуктов сгорания топлива в отапливаемые помещения ухудшает состояние их воздушной среды и в большинстве случаев недопустим, поэтому каналы для дымовых газов должны отличаться высокой герметичностью и плотностью, а для удаления газов наружу необходимы дымоходы, которые конструктивно усложняют систему отопления и требуют нарушения целостности стен или покрытия здания.
Область использования продуктов сгорания как теплоносителя ограничена системами местного отопления с такими отопительными установками, как отопительные печи, газовые калориферы и т. п.
Наибольшее распространение в качестве теплоносителей в системах отопления имеют вода, пар и воздух.
Сопоставим эти теплоносители как по физическим свойствам, так и по технико-экономическим, санитарно-гигиеническим и эксплуатационным показателям, важным для выбора системы отопления.
Прежде всего перечислим физические свойства каждого из теплоносителей, отражающиеся на конструкции и действии системы отопления.
большие теплоемкость (4,187 кДж/(кг С) и плотность (1000 кг/м3 при 4 С), несжимаемость, расширение при нагревании с уменьшением плотности, повышение температуры кипения при увеличении давления, уменьшение абсорбции воздуха при нагревании и снижении давления.
высокая подвижность, малая плотность, повышение температуры и плотности при увеличении давления, большое теплосодержание за счет тепла фазового превращения.
малая теплоемкость и плотность, легкая подвижность, уменьшение плотности при нагревании.
Существенным технико-экономическим показателем является масса металла, расходуемого при том или ином теплоносителе на изготовление теплообменника, отопительных приборов и теплопроводов, влияющая на стоимость устройства и эксплуатации системы отопления.
При теплоносителе воздух площадь нагревательной поверхности калорифера уменьшается по сравнению с площадью отопительных приборов при двух других теплоносителях. При теплоносителе пар площадь (и масса) отопительных приборов меньше, чем при теплоносителе воде, что объясняется более высокой температурой паровых приборов.
Если при паре температура теплоносителя в приборе равна температуре насыщенного пара (например, 150 °С), то при воде эта температура может быть равна полусумме температуры воды, входящей и выходящей из прибора [например, (150+70)0,5 = 110 °С]. В этом примере соотношение площадей нагревательной поверхности паровых и водяных приборов приблизительно равняется (110 — 20): (150 — 20) = 9 :13 (20 °С — температура воздуха в помещении).
Расход металла на теплопроводывозрастает с увеличением площади их поперечного сечения.
Определим соотношение площадей поперечного сечения теплопроводов, по которым транспортируются вода, пар и воздух в объемах, необходимых для передачи помещению одинакового количества тепла. Примем, что для отопления используется вода, температура которой снижается от 150 до 70 °С, пар, имеющий избыточное давление 0,37 МПа или 3,8 кгс/см2, и воздух, охлаждающийся от предельно допустимой нормами температуры 70 °С до температуры помещения 15 °С.
Аналогичные расчеты при использовании для отопления низкотемпературной воды (95 °С) и пара низкого избыточного давления 0,02 МПа (0,2 кгс/см2) выявляют подобную закономерность — для воздуха необходима площадь поперечного сечения теплопровода приблизительно в 100 раз большая, чем для воды или пара. Это связано со способностью воды аккумулировать значительное количество тепла в единице объема, свойством пара перемещаться с высокой скоростью и малой теплоаккумуляционной способностью воздуха.
Таким образом, по площади поперечного сечения теплопроводов воздух является наименее выгодным теплоносителем. При значительной длине воздуховодов, когда из-за малой теплоемкости и увеличенной теплоотдающей поверхности воздух заметно охлаждается в пути, применять его в качестве теплоносителя нецелесообразно. Поэтому для теплоснабжения используется не воздух, а вода или пар. Напомним, что в СССР наибольшее распространение получила водяная теплофикация на базе строительства теплоэлектроцентралей (ТЭЦ).
Сравним также теплоносители воду, пар и воздух по санитарно-гигиеническим показателям и в первую очередь по температурным условиям, создающимся в помещении при использовании того или иного теплоносителя. Воздух, как малотеплоемкий теплоноситель, полностью отвечает требованию постоянно поддерживать в помещении определенную температуру независимо от колебания температуры наружного воздуха. Температура воды, как и теплоносителя воздуха, также может изменяться в широких пределах, однако из-за тепловой инерции отопительных приборов с водой возможно некоторое изменение температуры помещения даже при автоматическом регулировании теплопередачи приборов.
Планомерное изменение температуры теплоносителей воздуха и воды в зависимости от температуры наружного воздуха (с которой связаны теплопотери помещений), называемое качественным регулированием, практически невозможно при теплоносителе паре. Температура насыщенного пара определяется, как известно, его давлением. При значительном изменении давления пара в системе отопления не происходит заметного изменения его температуры, а следовательно, теплопередачи отопительных приборов. Например, при снижении избыточного давления с 0,05 до 0,005 МПа, т. е. в 10 раз, температура пара понижается с 110,8 до 100,4 °С, т. е. только на 10%. Для уменьшения теплопередачи приборов приходится периодически их выключать, что вызывает колебание температуры помещений, противоречащее гигиеническому требованию.
Другое санитарно-гигиеническое требование ограничивать температуру поверхности отопительных приборов обусловлено явлением разложения и сухой возгонки органической пыли, сопровождающимся выделением вредных веществ, в частности окиси углерода. Разложение пыли начинается при температуре 65—70° и интенсивно протекает на поверхности, имеющей температуру более 80 °С.
При использовании воды температура поверхности отопительных приборов постоянно ниже, чем при применении пара с одинаковой начальной температурой. Это, как уже известно, связано с понижением температуры воды в приборах при теплопередаче, а также в системе в целом — при повышении температуры наружного воздуха. Следовательно, применение воды позволяет поддерживать среднюю температуру поверхности приборов почти весь отопительный сезон на уровне не выше 80 °С. При теплоносителе паре температура поверхности большинства отопительных приборов превышает гигиенический предел.
В центральных системах воздушного отопления возможна очистка нагреваемого воздуха от пыли, и такие системы будут гигиеничными. В местных системах разложение пыли на поверхности теплообменника зависит от вида первичного теплоносителя: оно неизбежно при паре и связано с температурой воды.
Эксплуатационные показатели трех сопоставляемых теплоносителей частично уже рассмотрены при их технико-экономической и санитарно-гигиенической оценке. Можно еще отметить различие в их плотности. Плотность воды существенно отличается от плотности пара (в 400—1500 раз) и воздуха (в 900 раз), что вызывает значительное гидростатическое давление в отопительных приборах систем водяного отопления многоэтажных зданий и ограничивает высоту систем.
Воздух и вода могут перемещаться в теплопроводах бесшумно (до определенной скорости движения). Частичная конденсация пара из-за попутной потери тепла паропроводами (появление, как говорят, попутного конденсата) вызывает шум (пощелкивание, стук и удары) при движении пара.
Подытожим сравнительные достоинства и недостатки теплоносителей — воды, водяного пара и атмосферного воздуха.
Достоинства воды как теплоносителя:
При использовании воды, как теплоемкого теплоносителя, изменяющего в широких пределах температуру,
· сокращается площадь поперечного сечения труб,
· ограничивается температура поверхности отопительных приборов,
· обеспечивается равномерность температуры помещений,
· уменьшаются бесполезные потери тепла,
· обеспечиваются бесшумность действия и сравнительная долговечность систем отопления.
Недостатки:
· применения воды относятся значительные гидростатическое давление
· расход металла в системах;
· тепловая инерция воды в отопительных приборах, что снижает качество регулирования их теплопередачи.
Достоинства пара как теплоносителя:
При использовании пара
· сокращаются площади поверхности отопительных приборов и поперечного сечения конденсатопроводов.
· Пар — легкоподвижный теплоноситель,
· Пар быстро прогревает помещения, обладает малой тепловой инерцией и незначительным гидростатическим давлением.
Недостатки:
· пар не способствует требуемому регулированию температуры теплоносителя,
· повышает температуру поверхности приборов до 100 °С и более,
· вызывает ускоренную коррозию труб.
· При применении пара увеличиваются эксплуатационные затраты на отопление, создаются затруднения при его использовании,
· возникает шум при действии,
· увеличиваются бесполезные потери тепла и расход топлива.
Достоинства воздуха как теплоносителя:
· Воздух — малотеплоемкий, легкоподвижный, хорошо регулируемый (по температуре и количеству) теплоноситель, обеспечивающий быстрое изменение или равномерность температуры помещений, безопасный в пожарном отношении.
· При использовании воздуха возможно устранение отопительных приборов из помещений и осуществление вентиляции помещений.
Недостатки:
· существенное увеличение площади поперечного сечения и массы воздуховодов,
· возрастание бесполезных потерь тепла,
· расхода теплоизоляционного материала и топлива,
· заметное понижение его температуры по длине воздуховодов.
Антифризы для систем отопления:
Минусы:
По сравнению с водой:
1. Стоимость незамерзайки вполне высокая, особенно незамерзаек импортных (добавлено позднее).
2. высокая вязкость (в 2-3-4 раза выше), что требует более мощных циркуляционных насосов, раза в полтора,
3. Низкая теплопроводность, что влечет увеличение мощности радиаторов на 30-40%, в зависимости от характеристик антифриза возможно и на 50%, увеличение расхода энергии (газ, электричество, соляра) для нагрева отопительной системы, что увеличивает счета на их оплату, увеличение мощности котла – тоже дополнительные траты (добавлено позднее),
4. Низкая теплоемкость (система остывает намного быстрее).
5. Объемное расширение выше процентов на 50, что требует установки расширительного бака большего объема.
6. Повышенная текучесть (проницаемость). К соединениям предъявляются намного бОльшие требования, все соединения должны быть доступны к обслуживанию.
7. Этиленгликолевые соединения при определенном нагреве разлагаются на еще более активные составляющие.
8. Этиленгликоль яд. Для потери зрения достаточно что-то в районе 30 грамм, 100 или 150 грамм – смерть. Пары этиленгликоля также ядовиты. Незамерзайки на других основах позиционируются как неядовитые, однако при попадании на кожу рекомендуется смыть большим количеством воды, при попадании на слизистые или вовнутрь срочно обратиться к врачу.
9. Основная масса производителей котельного оборудования напрямую не разрешает применение незамерзаек.
Плюс:
Минимальная вероятность разморозки труб системы отопления
Виды антифриза:
Антифризы на основе этиленгликоля получили широкое распространение, как за рубежом, так и у нас и считаются наиболее оптимальным теплоносителем. Зачастую, под понятием “антифриз” понимают жидкость, состоящую из этиленгликоля и воды. Конечно, при правильном соотношении этих составляющих, раствор будет обеспечивать определенную температуру замерзания. Однако, в таком виде ее нельзя использовать в системах отопления, так как она является коррозийно-агрессивной жидкостью и в нее обязательно нужно вводить ингибиторы коррозии, антивспенивающие, антинакипные и другие присадки. Не стоит использовать в качестве теплоносителя, известный всем автовладельцам “Тосол”. Он не рассчитан на работу в системах отопления, особенно, если имеется сочетание алюминиевых радиаторов с трубами из черных металлов. Да и самый качественный тосол, не рассчитан на столь длительный нагрев.
· Для индивидуальных систем отопления чаще всего используют такие низкозамерзающие жидкости, как “Аргус – Хатдип”, “Хот – Блад”, “Диксис”, “Нордикс”, “Теплый дом”. “Аргус – Хатдип” не очень хорошо зарекомендовал себя в качестве теплоносителя – на него было много нареканий. Самый большой его минус, – он “сгорал” в системе. Связано это с тем, что в нем практически отсутствуют присадки обеспечивающие стабильность теплоносителя. К тому же он имеет низкие антикоррозийные свойства. “Хот – Блад”, “Тэкс” – наиболее доступные и качественные жидкости. Неплохие отзывы и о “Хот Блад Эко”. В нем вместо этиленгликоля используется нетоксичный пропиленгликоль.
А теперь поговорим о правилах использования бытового антифриза.
Бытовой антифриз можно использовать в отопительных системах практически с любыми видами отопительных котлов: твёрдотопливными, газовыми, жидкотопливными. Исключение составляют электрические системы, в которых нагрев теплоносителя происходит за счет пропускания через него электрического тока. В большинстве случаев, основу бытового антифриза составляет моноэтиленгликоль, в который добавлены специальные присадки для придания теплоносителю антивспенивающих и антикоррозионных свойств, а так же специальные добавки для смягчения воды, которую используют для разбавления антифриза. Обычно антифриз имеет розово – красный цвет.
Температура замерзания бытового антифриза составляет порядка – 65 градусов. Что бы получить жидкость с нужной температурой замерзания, антифриз разбавляют водой.
Сильное (более 50%) разбавление водой приведет к ухудшению антикоррозийных свойств теплоносителя и возможному выпадению в виде осадков, солей растворенных в воде. Оптимальной температурой замерзания считается – 30⁰С. Следует знать, что при замерзании антифриза, сначала образуется “шуга”, состоящая из жидкости и кристалликов льда, а полное затвердевание происходит при понижении температуры еще градусов на 5 – 6. Так что всегда имеется своеобразный запас. При разбавлении антифриза, желательно использовать воду до 7 единиц жёсткости. Обычно, жесткость водопроводной воды лежит в пределах 2 – 6 единиц. Использование более жесткой воды, с повышенным содержанием солей, может привести к образованию осадка. Перед смешиванием, желательно испробовать воду на небольшом количестве антифриза в прозрачной емкости и убедиться в отсутствии осадка. Прежде чем заливать антифриз в систему, следует провести испытания на воде и убедиться в отсутствии протечек. Коэффициент поверхностного натяжения у антифризов меньше чем у воды, поэтому он легче проникает в самые маленькие трещины и не плотности.
· В системе отопления с антифризом нельзя использовать элементы с содержанием цинка (оцинкованные трубы). При температурах выше 70⁰С, цинк начнет отслаиваться и оседать на нагревательных элементах, к тому же ослабит антикоррозийные свойства теплоносителя. Срок службы бытового антифриза зависит от режима его эксплуатации. Следует избегать доведения его до температуры кипения (106 – 116⁰С). Кстати, этот показатель зависит от соотношения в теплоносителе воды и антифриза. При нагреве теплоносителя выше 170⁰С начнет происходить термическое разложение этиленгликоля, выделение газообразных продуктов его сгорания и разрушение антикоррозионных присадок. Что бы этого не произошло, необходимо обеспечить надлежащую циркуляцию теплоносителя. Если в Вашей системе началось газообразование, связанное с пригоранием антифриза, то следует увеличить мощность циркуляционного насоса, либо уменьшить мощность нагревательных элементов.
Антикоррозионные свойства антифриза сохраняются в течение 5-ти лет непрерывной работы (10 отопительных сезонов). Низкозамерзающие свойства могут сохраниться и гораздо дольше, однако антикоррозионные свойства обычно сильно ослабляются или утрачиваются полностью. Для их восстановления следует добавить в теплоноситель соответствующие присадки или полностью обновит его.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Теплоносители для системы отопления: функции, критерии выбора, виды
Среди существующих систем отопления пользуется большой популярностью в наших широтах оборудование с жидким теплоносителем. Циркулирующая жидкость влияет на функциональность целой группы устройств, объединённых в одну схему.
Изначально использовалась обычная водопроводная вода. Спустя какое-то время её стали обогащать различными присадками для предотвращения размерзания труб при аварийном отключении. До сих пор ещё не выведена формула идеального теплоносителя, поэтому при выборе стоит учитывать преимущества и недостатки каждого вида, а также технические возможности котла.
Посмотрите видео о теплоносителях для отопления
Функции теплоносителей для системы отопления
В системе отопления на теплоноситель возлагаются следующие задачи: жидкость должна за короткий промежуток времени циркулировать по контуру, отдавая тепло трубопроводу и радиаторам, при этом тепловые потери составлять минимальный показатель. Свойства и вязкость жидкости оказывают воздействие на КПД котла и работоспособность отдельных узлов (циркуляционного насоса, запорной арматуры, датчиков). Недопустимо применение токсичных веществ, так как это может причинить вред здоровью домочадцев в процессе эксплуатации оборудования. Химический состав теплоносителя не должен провоцировать образование коррозии и преждевременное изнашивание трубопровода.
Критерии выбора теплоносителя для системы отопления
Выбирая тот или иной теплоноситель для системы отопления, следует учитывать следующие факторы:
• не все виды теплоносителей подходят определённому котлу, поэтому стоит предварительно ознакомиться с инструкцией по эксплуатации оборудования;
• важную роль играет материал, из которого изготовлены трубы и основные узлы системы, по ним проходит жидкость;
• выбирать лучше продукт, поддающийся регулировке температурного режима;
• в состав не должны входить токсичные вещества;
• выпускаются некоторые виды теплоносителя, которые можно использовать только в промышленных зданиях, использовать его в жилом доме категорически запрещается;
• если трубопровод изготовлен из оцинкованного металла, заливать антифриз нельзя, изменится химический состав жидкости;
• высокая теплоёмкость, теплопроводность при низкой вязкости обеспечат эффективную передачу тепла;
• длительный срок эксплуатации.
По физическим свойствам и химическому составу более подходящими являются жидкости: вода и антифриз.
Виды теплоносителей для системы отопления
• Самым универсальным и доступным теплоносителем считается вода. Дистиллированная жидкость не оставляет накипи и осадка, под воздействием температуры не меняет своих свойств и качеств. Многолетний опыт показал, что её можно использовать даже в двухконтурных котлах. Вода не причиняет вреда здоровью людей, а по стоимости является максимально доступной. Срок эксплуатации не ограничивается каким-либо периодом.
Наряду с преимущественными характеристиками отмечаются и недостатки: способность замерзать при низких температурах, что приводит к разморозке системы и разрыву труб. А также губительное влияние состава на металл, ведущий к образованию коррозии. Обычная водопроводная жидкость имеет большое содержание солей, которые при нагреве кристаллизуются. Чтобы не навредить основным узлам системы, рекомендуется заливать дистиллированную воду.
• Антифризы на основе этиленгликоля обогащаются присадками, обеспечивающими теплоноситель дополнительной функциональностью: устойчивостью к образованию коррозии, анти вспениванием и др. Такая продукция изготавливается специально для отопительных систем, использовать её для автомобилей нельзя.
Антифриз относится к жидкостям, которые имеют низкий показатель замерзания (от -30° до -60°С). Преимущественные качества теплоносителя имеют большой минус – наличие в составе токсичных веществ. Поэтому при выборе продукции с этиленгликолем следует принимать меры безопасности для предотвращения попадания паров внутрь организма. В двухконтурных котлах используется антифриз на основе пропиленгликоля, который не представляет опасности для людей. Стоимость теплоносителей данного вида отличается высокой стоимостью и относительной недолговечностью (замена осуществляется раз в 5 лет).
При сравнении двух видов жидкости (воды и антифриза) большим преимуществом обладает дистиллированная вода. Однако в регионах с суровыми климатическими условиями её применение опасно, ведь замерзшая жидкость имеет свойство расширяться, а значит повреждать трубы. В этом случае без антифриза не обойтись, ведь его свойства могут предотвратить серьёзные повреждения системы. Что касается заполнения контура обычной водой, то строгого запрета нет, но потребуется периодически проводить очистку поверхности узлов от накипи от солей. Подобные очистные мероприятия стоят определённых денег, без специальных реагентов не обойтись. Да и сам процесс относится к трудоёмкому.
Виды теплоносителей
ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ – движущая жидкая или газообразная среда, используемая для осуществления теплообмена. Наиболее распространенными видами теплоносителей в системах отопления являются: вода и водные растворы этиленгликоля и пропиленгликоля с модифицирующими присадками.
Вода – занимает примерно 68 % от всего объема используемых теплоносителей. Антифризы (низкозамерзающие жидкости) занимают оставшиеся примерно 30 % объема теплоносителей. В свою очередь антифризы производятся на основе: этиленгликоля – около 25 % от всего объема теплоносителей; пропиленгликоля – около 5 % от всего объема используемых теплоносителей. Как правило, оставшиеся 2% антифризов приходится на специальные безводные охлаждающие жидкости.
Антифриз представляет собой смесь воды, основного компонента (как правило, этиленгликоля или пропиленгликоля) и целевых добавок. Для снижения коррозионной активности антифризов используются ингибиторы коррозии. Также в состав теплоносителя вводят ингибиторы накипеобразования, набухания и растворения резиновых уплотнителей систем отопления, пенооборазования и мн. др.
Ингибиторы – (от лат. Inhibeo – задерживаю) в химии – вещества, тормозящие химические процессы, например коррозию, полимеризацию, окисление. Относительная масса ингибиторов, добавляемых в реакционную среду, может меняться от долей процента (ингибиторы полимеризации) до нескольких процентов (присадки к смазочным маслам). Необходимо также отметить, что в настоящее время на рынке антифризов появились новые экономичные антифризы на основе органических солей марки ТЭЖ (ацетата и формиата калия) с температурным диапазоном эксплуатации от +102°C до -5°C. Для удобства сравнения основные достоинства и недостатки вышеупомянутых теплоносителей (антифризов) приведены в таблице 1.
Табл.1. Основные достоинства и недостатки теплоносителей
Тепло- носители
Основа теплоносителя
Достоинства
Недостатки
экологически и токсикологически безопасна; дешева
замерзает при температуре ниже 0 °С
удовлетворительные теплофизич. свойства; темп. замерзания до -60°С
Яд! Смертельная доза для человека 50-150 мл., средняя стоимость
экологически и токсикологически безопасен; темп. замерзания до -60°С
по теплофизич. свойствам уступает ЭГ на 10÷20 % ; относительно высокая стоимость
экологически и токсикологически безопасен; хорошие теплофизич. свойства; относительно дешев
замерзает при температуре ниже -5 °С
• Выбор конструкции фундамента для дома в зависимости от типа грунта
• История появления полистиролбетона на рынке строительных материалов
• Как сделать дом теплым? и при этом сэкономить!
• Эффективный бетон. повышение прочности материала.
ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ ДЛЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ
Какой теплоноситель будет использоваться антифриз или вода? Этот вопрос надо решить до создания проекта системы отопления. Тип теплоносителя влияет на мощность котла, отопительных приборов (радиаторов, конвекторов), на параметры насоса и на возможность применения различных материалов системы отопления. Рассмотрим вариант, когда нет опасности размораживания системы отопления вследствие прекращения работы котла. В таком случае оптимальный теплоноситель – это вода. Вода имеет прекрасные теплофизические свойства, она экологически безопасна. Но далеко не все догадываются, что у воды есть недостатки. Среди них высокая коррозионная активность по отношению к металлам, склонность к выпадению солей на поверхности оборудования. Существуют эффективные методы борьбы с коррозией и солеобразованием в системах отопления. Один из них – добавление в воду присадок-ингибиторов, которые снижают ее коррозионную агрессивность и уменьшают солеобразование. Таким простым способом можно продлить “жизнь” своей отопительной системы.
Далее рассмотрим вариант, когда размораживание системы возможно (из-за перебоев в подаче электроэнергии, падения давления газа или по другим причинам). В этом случае стоит подумать о применении антифриза (низкозамерзающей жидкости) в качестве теплоносителя.
Внимание! Это должен быть не автомобильный тосол, трансформаторное масло или этиловый спирт, а антифриз, специально разработанный для систем отопления. Антифриз должен быть пожаробезопасным и не содержать в своем составе добавок недопустимых к применению в жилых помещениях.
На российском рынке представлены различные антифризы для систем отопления. Антифризы отличаются по веществу, на основе которого они изготовлены (этиленгликоль, пропиленгликоль), по набору присадок, по температуре кристаллизации и по стоимости. Большинство антифризов изготовлено на основе этиленгликоля. Этиленгликоль – токсичное вещество, попадание которого на кожу или тем более в организм человека крайне не желательно. Кроме того, вредны и его испарения. Смертельная доза этиленгликоля составляет 5 миллиграмм на 1 кг веса. Принимая во внимание токсичность этиленгликоля, нежелательно применение антифриза на его основе в двухконтурных котлах, когда возможен подмес теплоносителя из контура отопления в контур водоснабжения, а также в открытых системах отопления, где возможно испарение теплоносителя. Менее опасен для человека низкозамерзающий теплоноситель, который изготовлен на основе пропиленгликоля. При этом пропиленгликоль может быть пищевым и техническим. Наиболее безопасен антифриз на основе пищевого пропиленгликоля.
Внимание! Некоторые иностранные производители снимают свое оборудование с гарантии при применении антифриза!
Отрицательное воздействие на антифриз может оказать слишком высокая температура, возникающая при ненормальном функционировании системы отопления. При перегреве теплоносителя свыше +107°С повышается скорость термического разложения этиленгликоля и антикоррозионных присадок. Для того чтобы избежать этого эффекта, надо обеспечить надлежащую циркуляцию теплоносителя в системе отопления.
При применении антифриза надо учитывать что: теплоемкость антифриза примерно на 10-15% ниже, чем у воды (он хуже накапливает тепло и хуже отдает его), следовательно, радиаторы надо выбирать более мощные, вязкость антифриза выше, чем у воды, поэтому нужно выбирать более мощные циркуляционные насосы, антифриз более текуч, чем вода, отсюда повышенные требования к разъемным соединениям системы отопления.
Обычно антифриз продается в двух модификациях: с температурой замерзания минус 65°С и температурой замерзания минус 30°С. При этом концентрированный вариант (рассчитанный на минус 65°С) может быть разбавлен водой до требуемой вам концентрации. Для получения теплоносителя с температурой замерзания минус 30°С к двум частям антифриза надо добавить одну часть воды, для минус 20°С – надо смешать антифриз пополам с водой.
Рекомендации производителей антифриза
Разбавление антифриза более чем на 50%, ведет к ухудшению его антикоррозийных свойств, а также к выпадению осадка солей жесткости, растворенных в воде. Если Вам необходимо иметь антифриз, разбавленный водой более чем на 50%, то в раствор следует добавить дополнительные присадки (суперконцентрат) в количестве рекомендованном производителем. Для разбавления антифриза желательно использовать воду с жесткостью до 7 единиц (в московской водопроводной воде жесткость составляет от 2 до 6 единиц). Использование воды с повышенным содержанием солей может привести к выпадению осадка. Если жесткость воды неизвестна, то рекомендуется предварительно смешать небольшое количество антифриза с водой в нужной вам пропорции в прозрачной емкости и убедиться в отсутствии осадка. Не рекомендуется заливать антифриз в системы, изготовленные из оцинкованных труб, так как водо-гликолевая смесь при взаимодействии с цинком образует чрезвычайно объемистые осадки, которые могут блокировать работу системы.
Из наиболее известных отечественных производителей антифризов можно назвать: ООО “ГЕЛИС-ИНТ” (производит антифриз “DIXIS”), ООО “ТЭКС” (производит антифриз “HOT BLOOD”), ООО “СПЕКТРОПЛАСТ” (производит антифриз “ХНТ” и ингибиторы коррозии для воды “СПВ”) и др.
Теплоноситель для систем отопления: виды, преимущества и недостатки
В системах отопления теплоносителем является движущаяся газообразная или жидкая среда, которая применяется для передачи и переноса тепловой энергии.
Довольно редко используются газообразный теплоноситель для систем отопления, а из всех имеющихся жидких теплоносителей, самым популярным является простая вода, так как она очень дешевая и доступная. Иногда в системы отопления может быть залит антифриз.
Для того, чтобы внутренние элементы системы были меньше подвержены коррозии, в теплоносители добавляются различные ингибирующие присадки.
У жидкостей, предназначенных для отопительных систем, есть как преимущества, так и недостатки. Поэтому необходимо для начала узнать о свойствах каждого, а уже потом, на основании их, делать свой выбор.
Преимущества и недостатки воды
Очень часто в отопительной системе в качестве теплоносителя используется вода, и это понятно, ведь она обладает отличными теплофизическими свойствами.
Помимо этого, данный вид теплоносителя нетоксичный и экологически чистый, а это очень важно с точки зрения безопасности при работе отопительных систем.
Но у воды есть и некоторые недостатки:
- так как вода является неорганическим соединением, она имеет ко многим металлам большую коррозийную активность;
- из-за действия воды могут возникнуть соляные наросты, а также выпасть продукты коррозии как на внутренней, так и на внешней поверхности оборудования.
Об этих проблемах известно каждому и они были всегда, но практически никто не пытался бороться с разрушающим воздействием простой воды.
И это удивительно, ведь на рынке существует множество устройств и средств, которые могут значительно понизить агрессивность воды, а также существенно продлить срок службы всех отопительных систем, замена или ремонт которых является довольно дорогим удовольствием.
К примеру, хороший результат показывает применение специальных ингибирующих присадок.
Еще одним недостатком, при использовании воды, является возможность ее замерзания, что особенно актуально для регионов, в которых часто бывают холодные зимы. При замерзании, благодаря которому объем воды увеличивается, вода превращается в лед, вследствие чего лопаются трубы и оборудование выходит из строя.
Если в холодное время не предполагается эксплуатировать установку регулярно, то лучше отказаться от воды и использовать антифриз.
Преимущества и недостатки антифриза
В случае использования антифриза нужно помнить, что трансформаторное масло, этиловый спирт и автомобильный тосол вам абсолютно не подойдут, так как согласно правилам безопасности могут быть использованы только специально разработанные для систем отопления вещества.
Необходимо помнить, что антифриз, используемый в системе отопления, не должен быть легковоспламеняемым, а также в нем не должны содержаться добавки, использование которых в жилых помещениях запрещено.
В настоящее время есть большое количество подобной продукции, которая отличается по:
- набору присадок;
- стоимости;
- базовой основе;
- температуре кристаллизации.
Очень часто в качестве антифриза используется специальное вещество на основе этиленгликоля, у которого есть некоторые недостатки:
- во-первых, данное вещество является очень сильным ядом, поэтому использовать вещества, которые созданы на его основе, в системах отопления с открытым расширительным бачком и двухконтурным котлом категорически запрещено;
- во-вторых, у этиленгликоля практически нет запаха, но есть сладкий вкус, поэтому, если будет его утечка, он будет особо опасным для жизни детей и животных.
К достоинствам этиленгликоля можно отнести невысокую стоимость и отличные теплофизические свойства.
Среди других видов теплоносителя для систем отопления можно выделить антифризы, которые разработаны на основе пропиленгликоля. Они не токсичны, но имеют довольно высокую стоимость.
Теплоноситель, предназначенный для системы солнечного отопления
Все большую популярность в последнее время приобретают гелиосистемы (системы солнечного отопления). В таких системах в качестве теплоносителя используются термостойкие вещества, способные справляться с перегревом, который может достигать 200 градусов.
Лучше всего остановить свой выбор на теплоносителях, которые содержат в своем составе пропиленгликоль.
Для систем с такой высокой температурой (свыше 300 градусов) потребуются особые вещества на силиконовой, масляной или соляной основе.
Последовательность работ по закачке теплоносителя в систему отопления
Перед началом процесса заполнения отопительной системы, необходимо обязательно убедиться в работоспособности обратного клапана. На это следует обратить особое внимание, потому что закачка теплоносителя осуществляется как раз через это устройство. Помимо этого нужно проверить прочность, качество и наличие на разъемах конструкции прокладок. Если всё в порядке, то можно начинать.
Для заполнения системы вам понадобится вибронасос и фильтр механической очистки. Насос потребуется для того, чтобы произвести нагнетание вещества, которое вы выбрали в качестве теплоносителя, в установку.
Во время данного процесса закачки давление будет изменяться, поэтому необходимо отслеживать данный параметр, чтобы он не превысил максимально допустимое значение.
Когда работы по закачке теплоносителя будут завершены, необходимо продолжать еще какое-то время контролировать датчик давления, чтобы вовремя выявить возможные утечки. Если показатель давления не будет меняться, то значит, заполнение системы было выполнено правильно.
Необходимо помнить, что данные манипуляции потребуют от вас определенного опыта и массы знаний, поэтому, если у вас этого нет, то лучше сразу доверить это дело специалистам.
Видео о выборе теплоносителя
Данная видео поможет вам правильно выбрать теплоноситель для систем отопления.
Основные виды теплоносителей для систем отопления
06.06.2014 , Опубликовано в Статьи
Виды теплоносителей для систем отопления
Принцип работы большей части современных отопительных систем предусматривает наличие теплоносителя, при помощи которого тепловая энергия передается от источника тепла к потребителю. В качестве теплоносителей могут использоваться жидкости и газы. Но каждое из выбранных веществ имеет свои преимущества и недостатки, поэтому приоритет отдается отдельному виду вещества в зависимости от первостепенности решения тех или иных задач в системе отопления. В соответствии с выбором теплоносителя проектируется отопительная система. Рассмотрим основные виды теплоносителей.
Чаще всего системы отопления заполнены водой, так как это наиболее доступный и универсальный материал. Вода – естественный ресурс, который имеется в свободном доступе и постоянно возобновляется. Около 70% всех систем отопления заполнены водой. Кроме доступности, наибольшим преимуществом воды является ее экологическая безопасность. Вода обладает высокой плотностью и удельной теплоемкостью. Также для эксплуатации важны такие характеристики воды, как низкая вязкость, хороший уровень коэффициента передачи тепла, невысокая химическая активность. Температуру воды легко регулировать. В системе теплоносителей вода маркируется как СП-В.
Несмотря на множество достоинств, сделавших воду самым популярным теплоносителем, она имеет и недостатки. Прежде всего, верхний предел нагревания для воды достаточно низкий. Для действующего в системе отопления давления такая температура составляет всего 150°С. Если теплопровод хорошо изолирован, потери тепла составляют 1°С на километр. Самый существенный недостаток – при температуре 0°С вода замерзает. Это приводит к выходу из строя отопительной системы. Если во время зимы вышло из строя нагревательное оборудование, вода, замерзшая в системе, рвет трубу, приводя в негодность систему. При использовании металлических труб и фитингов возникает опасность возникновения коррозионных процессов, которые ускоряют износ теплопроводов. Вода, нагретая до температуры более 80°С, откладывает накипь на трубы. Чтобы снизить рост отложений, необходимо использовать дистиллированную воду или добавлять специальные присадки. Системы, использующие в качестве теплоносителя воду, требуют регулярного обслуживания – необходимо ежегодно промывать теплопроводы и радиаторы отопления, ремонтировать котел, в отопительный период — корректировать удельное сопротивление воды.
Этиленгликоль
В некоторых системах есть необходимость использовать теплоносители, для замерзания которых требуется очень низкая температура — антифризы. Около 25% всех теплоносителей составляет антифриз на основе этиленгликоля. В его состав входят специальные добавки ингибиторы, которые снижают скорость нежелательных химических процессов под воздействием этиленгликоля. Его температура замерзания до -60°С. По своим теплофизическим свойствам вещество вполне подходит для заполнения отопительных систем. Такие антифризы используют в автомобильных системах отопления, для обогрева нежилых помещений. К достоинствам данного теплоносителя относят средний уровень цены на него, а также пониженное образование отложений на теплопроводах.
Более широкого распространения этиленгликоль не получил по причине его высокой токсичности. Это яд, которого достаточно 50-500 мг для смерти человека. В открытых системах этиленгликоль не применяется. Еще из недостатков вещества следует выделить высокую вязкость при понижении температуры. Если этиленгликоль попал на доски, плитку, утеплитель в доме, эти материалы подлежат замене.
Пропиленгликоль
Поиск антифриза меньшей токсичности с достаточными теплофизическими характеристиками для выполнения функции теплоносителя привел к внедрению в системы отопления заполнителей на основе пропиленгликоля. Это вещество экологически безопасно, не токсично.
Если пропиленгликоль по какой-либо причине вытек из системы, его можно просто собрать тряпкой без соблюдения каких-либо мер предосторожности. Вещество не вызывает отравления при вдыхании пара. Антифризы на его основе замерзают при температуре -60°С — -70°С. В системах отопления доля пропиленгликоля как теплоносителя 5%. Он используется для обогрева жилых домов, общественных зданий. Еще одно важное преимущество вещества – низкая химическая агрессивность. Использование пропиленгликоля дает возможность применять материалы, для которых нежелателен контакт с водой по причине повышенной опасности развития коррозии. Даже при полном удалении воды из смеси температура замерзания остается на уровне -60°С, при том что этиленгликоль в таком случае замерзает при -13°С. Использование данного вещества дает возможность предотвратить гидроудары, так как оно обладает хорошим смазывающим эффектом.
Отставание пропиленгликоля от этиленгликоля по теплофизическим параметрам до 20%. При этом стоимость такого теплоносителя выше стоимости этиленгликоля. Однако его преимущества вполне покрывают недостатки, поэтому его использование часто более выгодно.
Смеси
На основе смесей двух основ, этиленгликоля и пропиленгликоля, разработаны теплоносители, которые совмещают преимущества двух веществ. Повышенная вязкость пропиленгликоля в некоторых системах является серьезным препятствием, ухудшающим запуск оборудования. Применение такой смеси дает возможность использовать все преимущества пропиленгликоля и понизить энергозатраты на 20% при вводе системы в эксплуатацию.
Виды теплоносителей для систем отопления
Большинство современных систем отопления предполагает наличие теплоносителя, тепловая энергия которого передается от источника — потребителю. Обычно в роли теплоносителей выступают жидкости или газы. Однако каждый из видов теплоносителей не лишен преимуществ и недостатков. При выборе определенного вида теплоносителя, нужно учитывать первостепенность решения конкретных задач в отопительной системе. Выбранный вид теплоносителя лежит в основе проектируемой системы отопления.
Наиболее распространенными и доступными видами теплоносителей являются:
Детально рассмотрим каждый из этих видов.
В силу своей доступности и универсальности, наиболее распространенным видом теплоносителя является именно вода. Ведь вода – это естественный ресурс, имеющийся в свободном доступе в каждом доме и постоянно возобновляющийся. Согласно статистике, около 70% всех отопительных систем работают с использованием воды в качестве теплоносителя.
Воду отличает высокая плотность и удельная теплоемкость. Для успешного использования воды в качестве теплоносителя важны также такие отличительные особенности как низкая вязкость, высокий коэффициент передачи тепла, невысокая химическая активность. Температура воды легко регулируется. В системе теплоносителей воду обозначается СП-В.
Однако вода имеет и ряд недостатков в сравнении с другими видами теплоносителей. Во-первых, верхний предел нагревания воды относительно низок – около 150°С при уровне давления, действующего в системе.
В случае хорошей изоляции теплопровода, потери тепла составят всего 1°С на километр. Самым существенным недостатком использования воды в качестве теплоносителя является то, что она замерзает при температуре ниже 0°С. Промерзание воды в трубопроводах неизбежно приведет к поломке всей системы. Если зимой выйдет из строя нагревательное оборудование, замерзшая в системе вода просто разорвет трубу.
Если в системе используются металлические трубы и фитинги георг фишер из каталога, то появляется вероятность появления коррозии, которая ускорит износ теплопроводов. А в случае нагрева циркулирующей в системе воды до температуры более 80°С, на стенках трубопроводов откладывается накипь. Во избежание скапливания накипи, нужно использовать дистиллированную воду или добавлять специальные примеси.
Помимо прочего, отопительные системы, в которых теплоносителем является вода, требуют регулярного обслуживания: как минимум, раз в год их нужно промывать, ремонтировать котел, корректировать удельное сопротивление воды в отопительный период.
Этиленгликоль
Иногда в отопительных системах необходимо использовать антифризы – теплоносители, характеризующиеся низкой температурой замерзания. Согласно статистике, примерно четверть всех теплоносителей составляет антифриз на основе этиленгликоля.
В его составе специальные добавки — ингибиторы, которые понижают скорость протекания нежелательных химических процессов, в результате воздействия этиленгликоля. Температура замерзания этого вещества около -60°С. Теплофизические свойства вещества делают его подходящим для отопительных систем. Антифризы на основе этиленгликоля используются в автомобильных системах отопления и для обогрева технических помещений. Одним из главных достоинств данного теплоносителя является невысокая цена, а также низкий уровень отложений в трубах.
Однако широкое распространение этиленгликоль не получил в связи с его высокой токсичностью. По сути, это – яд, лишь 50-500 мг которого достаточно для того, чтобы отравить человека. Этиленгликоль не применяется в открытых отопительных системах. К слабым сторонам вещества также можно отнести высокую вязкость при пониженных температурах. Примерять этиленгликоль нужно с особой осторожностью: если он случайно попадет на древесину, плитку, утеплитель в доме — материалы необходимо срочно заменить.
Пропиленгликоль
Стремление найти менее токсичный антифриз с достаточными теплофизическими характеристиками для использования в качестве теплоносителя привело к заполнению отопительных систем пропиленгликолем. Согласно статистике, лишь 5 % отопительных систем используют пропиленгликоль в качестве теплоносителя.
Весомым достоинством этого вещества является его экологическая безопасность, отсутствие негативных воздействий на здоровье человека. В случае протекания пропиленгликоля, его можно просто стереть тряпкой без соблюдения специальных мер предосторожности. Пары вещества также совершенно безопасны для человека. Антифризы на его основе характеризуются морозостойкостью, они замерзают при температуре -60°С — -70°С.
Другим важным преимуществом вещества является его низкая химическая агрессивность. При использовании пропиленгликоля можно применять материалы, которым противопоказан контакт с водой из-за высокой вероятности развития коррозии. Даже в случае полного удаления воды из смеси, морозостойкость останется на уровне -60°С. В то время как этиленгликоль в аналогичной ситуации замерзает при -13°С. Благодаря смазывающему эффекту, использование пропиленгликоля способствует предотвращению гидроударов.
Теплофизические параметры пропиленгликоля лишь на 20% уступают этиленгликолю. Однако стоимость этого теплоносителя значительно выше стоимости этиленгликоля.
Смеси
В поиске оптимального теплоносителя, современные производители предлагают различные смеси, в основе которых лежат этиленгликоль и пропиленгликоль. Такие теплоносители несут в себе преимущества обоих веществ. Использование теплоносителя на основе смеси позволяет при сохранении всех преимуществ пропиленгликоля, на 20% понизить энергетические затраты на ввод системы в эксплуатацию.
В вопросе выбора теплоносителя и проектирования отопительной системы лучше всего довериться мнению специалистов. Грамотная консультация, качественно разработанный проект, технически правильный монтаж оборудования и ввод системы в эксплуатацию, позволят Вам просто наслаждаться теплом в частном доме и годами не вспоминать о проблемах связанных с отоплением.
Загрузка...