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.

Какой выбрать теплоноситель для отопления своего дома

Российская зима – это чаще всего суровые морозы, поэтому без отопления даже в южных регионах РФ обойтись невозможно. С развитием новых технологий у домовладельцев появилась возможность устанавливать котлы на разных энергоносителях, а не только пользоваться печками и обогревателями в домах частного сектора. Установка котла подразумевает применение жидкостного теплоносителя, который перемещается во всех помещениях по трубам, попадая в обогревательные приборы. Оптимальным будет использовать незамерзающий теплоноситель для систем отопления, чтобы трубы и обогревательные приборы при аварийной остановке или ремонте не разморозились. Поэтому выбор теплоносителя для системы отопления – вопрос решающий, от этого зависит длительность и надежность эксплуатации отопительной системы загородного частного дома. Какими бывают типы теплоносителей в сложных и простых системах отопления – рассмотрим ниже.

Основные требования к наполнению труб отопления

Нагретая жидкость в системе отопления здания предназначена для передачи своей температуры на секции радиаторов. Кроме обычной чистой воды, в систему часто заливают незамерзающие жидкие вещества — антифризы. Так как эта незамерзайка выпускается с разными характеристиками, то, выбирая эффективный теплоноситель для отопления жилья, пользуются несколькими критериями:

1. Нейтральная реакция жидкости на контакт с любыми веществами, безвредность и нетоксичность для человека, безопасность в эксплуатации;
2. Высокая теплоемкость, позволяющая максимально эффективно переносить тепло и и отдавать его на радиаторы;
3. Большой срок службы.

Исходя из вышеперечисленных требований, вода является наиболее подходящим теплоносителем, но она подходит не для всякого режима эксплуатации систем отопления. Так, при больших перерывах в работе отопления зимой (садовый или дачный домик) вода быстро замерзнет и может разорвать металл, пластик и металлопластик. Потому обогревательные контура и схемы, работающие в прерывистом режиме, лучше заполнять антифризом, который при температуре ниже нуля не замерзнет, а только станет более вязким. Такая жидкость надежнее и эффективнее, но в трубной разводке открытого типа его лучше не применять, так как при испарении через расширительный бачок в воздух будут попадать токсины, присутствующие во всех марках антифризов.

Вода как рабочая жидкость

Воду можно считать идеальным носителем тепла, так как у нее большой показатель теплосохранения и высокая текучесть. Совокупность этих параметров делает возможной транспортировку тепла в расчетных показателях на большие расстояния. Обычно в закрытую систему заливают обычную водопроводную воду, так как отсутствие доступа кислорода внутрь системы делает ее защищенной от накапливающихся солевых отложений и развития коррозии металла. Вода как рабочая жидкость в открытой отопительной схеме требует постоянной доливки, а по окончании отопительного сезона – полной замены, если она добавлялась из водопровода. Поэтому в такие контуры рекомендуется добавлять дистиллированную или очищенную через фильтры воду, чтобы уменьшить или вообще нивелировать возможность накопления солевых накоплений на внутренних стенках труб и другого отопительного оборудования.

Ознакомившись с этими минимальными требованиями, становится понятно, какой теплоноситель лучше всего использовать системе отопления – это любые марки антифризов для закрытых систем, и вода – для открытых отопительных схем.

Характеристики антифризов

Чтобы правильно выбрать теплоноситель незамерзающий антифриз для закачки в трубы отопления, нужно знать его состав:

1. Антифриз из этилен-гликоля дешевле других марок, выдерживает более низкие температуры, но заливать его можно только в закрытые отопительные контура из-за высокой токсичности — обогрев открытой системой не рекомендуется для жилых помещений. Недостаток такого раствора – плохая реакция на перегрев (потеря текучести). Так при достижении температуры +70°C в жидкости выпадает осадок, оседающий на стенках труб и рубашке котла. Поэтому для котлов на твердом топливе и трубной разводки такие вещества заливать не рекомендуется.
2. Вещество с добавками пропилен-гликоля сто́ит дороже, но абсолютно безопасное, так как в разбавленном виде его используют даже в пищевой промышленности, то есть, он химически пассивен. Но этот теплоноситель имеет существенный недостаток: потеря текучести при повышенных температурах.
3. Антифриз с добавками глицерина представляет собой промежуточное звено между этилен-гликолевыми и пропилен-гликолевыми жидкостями. Глицериновые теплоносители отопления частного дома не опасны для людей, но могут разлагать резиновые или силиконовые прокладки на соединениях.

Кроме того, реакция глицеринового антифриза на повышение температуры такая же, какой бывает и у этилен-гликоля. Более точные характеристики и свойства незамерзающих жидкостей приведены в таблице:

Особенности отопления с применением антифризов

Начало реализации отопления в доме – это проектирование, и на этом этапе необходимо определиться с маркой и типом теплоносителя для частного жилого дома. Выбор антифризов в начале проектирования связан с разной теплоемкостью незамерзающих рабочих жидкостей, образованием осадков, материалом труб и фитингов, и другими характеристиками антифризов и материалов системы отопления. Если не придерживаться этих рекомендаций, а залить антифриз в трассу, рассчитанную на эксплуатацию с водой, то не избежать следующих проблем:

Мощности котла и насоса для транспортировки рабочей жидкости не хватит, температура в трубах и на радиаторах будет недостаточной для достижения комфортной температуры в доме. Такие последствия возникнут из-за пониженного коэффициента теплопроводности залитого антифриза. Решается проблема увеличением скорость перемещения нагретого теплоносителя, а именно — установкой циркуляционного насоса с повышенной мощностью. Также можно увеличить количество секций в батареях отопления;

В закрытой системе отопления необходимо правильно рассчитать объем расширительного резервуара мембранного типа, так как, нагреваясь, антифриз увеличивается в объеме больше, чем вода. Также можно не менять бачок, а параллельно подключить еще один. Общий объем нескольких резервуаров должен немного превышать расчетный объем, значения которого указаны в таблице выше.

При монтаже системы отопления стандартный набор прокладок для соединений – из резины или силикона. Но, если трубопровод заполняется антифризами на основе этилен-гликоля или глицерина, то резиновые или силиконовые прокладки разбухают и разрушаются, что неизбежно вызовет протечки системы. Потому все подобные изделия необходимо заменить (при заливке антифриза, а не воды) на изделия из паронита или тефлона.

Важно: Оптимально подходящая для отопления здания жидкость – вода (это к ответу на вопрос, чем лучше заполнить систему отопления), но при угрозе размораживания труб следует заливать антифриз. Незамерзающие жидкости, предназначенные для заливки в автомобили, здесь не годятся – для отопительных контуров выпускаются специально для этого разработанные антифризы на основе перечисленных выше веществ — этилен-гликоля, глицерина и пропилен-гликоля. Незамерзайку на основе этилена рекомендуется использовать только в крайних случаях и в системах отопления, смонтированных по закрытой схеме, чтобы не допустить перегрева теплоносителя.

Как различить, где какой антифриз, если вы решили собрать отопительную систему в доме своими руками? Для простой ориентировки их окрашивают в разные цвета: антифриз с этиленовыми веществами окрашен в розовый или красный цвет, пропиленовая незамерзайка заполняется красителем зеленого цвета, в антифриз с глицерином – голубые или синие красители. Но какой из этих антифризов лучший, выбирается только с привязкой к конкретной схеме разводки и монтажа отопительного оборудования.

Если вы покупаете антифриз с давним сроком производства, то он может быть блеклого цвета или совсем не иметь окраски из-за длительного хранения и разрушения красящих компонентов, но это не влияет на его характеристики.

Методики заливки или закачки теплоносителя в трубы отопления: ручной способ

В открытый отопительный контур теплоноситель закачивается очень просто – заливкой в расширительный бак с параллельным спуском воздуха из системы при помощи вентилей и кранов Маевского. Для систем закрытого типа технология отличается кардинально, и имеет два решения: самотеком или при помощи погружного насоса. Также профессионалы используют специальные насосы для опрессовки системы.

Заливка любых выбранных жидкостей самотеком не требует использования специального оборудования, но отнимает много времени, особенно при разветвленной трассе и нескольких этажах в доме. Нужно будет постоянно выдавливать воздушные пробки из труб, поэтому расчетное давление будет набираться тоже очень долго. Для ускорения выдавливания воздуха из трубопровода можно использовать обычный автомобильный насос, который присоединяется к системе в самой высокой точки разводки. Можно включить насос вместо воздухоотводчика, который предварительно демонтируется. Перед заливкой низкозамерзающей жидкости в трубы необходимо открыть выпускной вентиль теплоносителя, который расположен в самой низкой точке контура, обычно рядом с котлом или циркуляционным насосом.

Если в систему заливается вода, то шланг можно присоединить в централизованному водопроводу, а пир отсутствии такового – набрать воду в большую емкость и приподнять ее выше самого высокого уровня трубной разводки. Так же можно заливать и любые антифризы, но только с использованием индивидуальных средств защиты, так как при попадании на слизистую или кожу могут быть неприятные последствия. Если антифриз попал на одежду ее лучше не стирать, а уничтожить.

После заполнения системы (это определяется по началу слива жидкости из сливного патрубка) нужно воспользоваться резиновым или силиконовым шлангом длиной 1,5-2 м: шланг крепится на входе отопительной системы с таким расчетом, чтобы можно было наблюдать за манометром. В выбранном месте последовательно врезается обратный клапан и шаровый вентиль. На свободный конец шланга закрепляется переходник, через который подключается автомобильный насос.

Переходник снимается, теплоноситель заливается в приподнятый шланг. После заполнения шланга к переходнику подключается автомобильный насос и открывается шаровый вентиль. Теперь насосом можно закачивать теплоноситель в трубы отопительного контура – следите за тем, чтобы в шланг не попал воздух, иначе его нужно будет долго удалять, после чего снова заливать недостающий объем антифриза или воды.

Каждый раз, когда вся жидкость из шланга заливается в систему, вентиль нужно закрывать, а в шланг снова наливать очередную порцию жидкости. Такой способ долгий, но наиболее дешевый. Обычно для одноэтажного дома нужно соблюдать давление в системе 1,5 Бар, и, чтобы этого добиться, операцию по заливке жидкости придется 6-8 раз. Соответственно, для более сложных и протяженных трасс количество повторов увеличивается.

Заливка теплоносителя при помощи погружного насоса

Создать необходимое давление в системе возможно не только вручную – значительно ускорит процесс включение в схему погружного насоса небольшой мощности – это может быть марка «Тайга», «Водолей» и другие с глубиной подъема водяного столба до 25-30 метров. Насос необходимо подключить в нижней точке контура, но не к сливному патрубку, а рядом. Насос подключается не напрямую, а через обратный клапан и запорный вентиль шарового типа.

Вода или антифриз предварительно должна быть налита в любую подходящую емкость, в которую нужно опустить и включить насос. При закачке теплоносителя воздух не долен попадать в систему, поэтому следует постоянно следить за уровнем жидкости в емкости. Кроме того, не следует выпускать из виду показания манометра – если стрелка отклонится от нуля, то это будет означать, что контур полностью заполнен. Во время закачки все механические вентили, клапаны и воздухоотводчики нужно открыть, чтобы через них выходил воздух. По мере заполнения и начала слива воды из открытых патрубков все вентили и клапаны последовательно закрываются.

Чтобы давление в системе достигло требуемых значений, насос должен продолжать закачку, после чего все вентили перекрываются, и насос выключается. Далее необходимо открыть краны Маевского и спускные клапана, при этом оставшийся воздух уйдет и давление в трубах снова упадет. Поэтому насос снова включается и давление поднимается до нормативных показателей. Эту операцию повторяют до тех пор, пока из труб не выйдет весь воздух без потери давления.

Последний шаг – контрольный запуск циркуляционного насоса для выдавливания остатков воздушных пробок. Если воздуха нет, давление не изменится, если воздух остался и вышел из системы – давление упадет, и тогда придется еще раз закачать теплоноситель.

Как залить жидкость опрессовочным насосом

Основные шаги при использовании насоса для опрессовки при заливке воды или антифриза в контур такие же, как и в предыдущих случаях. Отличие – в насосе. Чаще всего это он ручной, с собственным резервуаром для теплоносителя. Жидкость точно так же закачивается в системы – резиновым или силиконовым шлангом.

Узнать, поднимается давление или нет, довольно легко – рычаг движется легко и свободно, пока система не заполнена до конца. Опрессовочные насосы снабжаются собственным манометром, что облегчает контроль за уровнем давления. Дальнейшие действия совпадают с описанными выше: закачка, стравливание воздуха, снова закачка, и т.д. Последний этап тоже повторяется – включаем циркуляционный насос и доводим давление до нормы окончательно.

Заливка теплоносителя любого типа в систему отопления своего дома не представляет сложности, если знать последовательность действий, контролировать их и не допускать ошибок. Даже без сложных механизмов и агрегатов эту операцию можно провести своими руками, не прибегая к оплачиваемым услугам.