Защита системы отопления от замораживания при авариях в электросети
В. Ф. Гершкович, руководитель Центра энергосбережения КиевЗНИИЭП
Проблемы защиты системы отопления от замораживания при временном отсутствии электрической энергии возникли после того, как вместо водоструйных насосов (элеваторов) в тепловых пунктах стали применять циркуляционные насосы с электроприводом. Острота проблемы стала очевидной после аварии в Москве в мае 2005 года, когда значительная часть города была отключена от системы электроснабжения в течение нескольких часов. Можно только приблизительно вообразить себе масштабы катастрофы, случись эта авария в разгар зимы.
В системах отопления с зависимым присоединением к тепловой сети (рис. 1) опасность замерзания возникнет при остановке циркуляционного насоса (8).
Теплоноситель из тепловой сети (1) будет при этом по-прежнему поступать в систему отопления (2) через регулирующие клапаны (3, 4), но расход сетевой воды будет недостаточным, и отопительные приборы самых протяженных циркуляционных колец прогреваться не будут, что при сильных морозах приведет к их размораживанию. В то же время температура теплоносителя в коротких циркуляционных кольцах будет чрезмерно высокой, и это может вызвать разрушение участков трубопроводов, выполненных из полимерных труб.
Ситуация будет усугубляться, если регулятор теплового потока (5) будет настроен, как это чаще всего бывает, на поддержание температуры воды в подающем трубопроводе системы отопления на уровне, соответствующем температурному графику. Как только циркуляционный насос (8) остановится и прекратится подмешивание, температура воды, поступающей в систему отопления, возрастет, и датчик температуры теплоносителя (6) выдаст команду на закрытие клапана (4). При этом расход воды в системе будет уменьшаться, что ускорит процесс замораживания системы.
Система отопления с зависимым присоединением к тепловой сети.
Вероятность замораживания уменьшится, если регулятор теплового потока будет настроен на поддержание нужной температуры воды не в подающем, а в обратном трубопроводе. В этом случае после остановки циркуляционного насоса клапан (4) останется в открытом положении, и теплоноситель будет по-прежнему поступать в систему отопления.
Для полного устранения опасности замораживания рекомендуется выполнять узел приготовления теплоносителя по схеме, показанной на рис. 2.
В схеме применен нормально открытый электромагнитный клапан (9). Применительно к электромагнитным клапанам термин «нормально открытый» означает, что в обесточенном состоянии он находится в открытом положении, а при подаче напряжения клапан закроется. Таким образом, при нормальном электроснабжении, когда система отопления работает в обычном режиме, клапан (9) будет всегда закрыт, а через теплообменник (10) будет протекать вода только из обратного трубопровода без какого-либо теплообмена в нем.
Система отопления с зависимым присоединением к тепловой сети.
Обозначения: 1–8 – то же, что на рис. 1; 9 – электромагнитный клапан; 10 – теплообменник системы защиты; 11 – дроссельная шайба
При отключении электроэнергии одновременно с остановкой циркуляционного насоса (8) нормально открытый электромагнитный клапан (9) автоматически откроется, и теплоноситель из подающего трубопровода тепловой сети устремится в систему отопления после охлаждения в теплообменнике (10) водой из обратного трубопровода системы отопления. Охлаждение необходимо для того, чтобы исключить попадание в систему отопления воды с температурой выше 95 °C и предотвратить тем самым повреждение полимерных трубопроводов, которые теряют свою прочность при высокой температуре воды в них.
Для того чтобы надежно защитить систему отопления от замораживания, расход сетевой воды должен быть примерно вдвое больше расчетного (для нормальных условий работы) значения. Вместе с тем, фактический расход может оказаться чрезмерно большим, поскольку регулятор перепада давления (3), выполняющий роль дросселирующего устройства, в аварийном режиме окажется вне контура циркуляции. Чтобы избежать излишних расходов сетевой воды, предусматривается дроссельная шайба (11), которую рассчитывают на пропуск удвоенного количества сетевой воды с учетом располагаемой разности давлений в подающем и обратном трубопроводах.
После восстановления электроснабжения нормально открытый электромагнитный клапан закроется, и система отопления вернется к нормальному эксплуатационному режиму без какого-либо вмешательства обслуживающего персонала.
Работа системы отопления в аварийном режиме будет сопряжена с увеличением расхода сетевой воды и с повышением температуры в обратном трубопроводе тепловой сети относительно обычного значения. Но эти неблагоприятные для работы тепловой сети кратковременные факторы могут рассматриваться лишь как слабая реакция новой защитной системы, способной оградить тепловую сеть и отопительную систему от гораздо более серьезных неприятностей.
Защита отопления в доме от разморозки: варианты, преимущества и этапы
Отопление в доме играет важную роль, но иногда оно подвергается повреждениям.
Одной из проблем, которая возникает у владельцев дома, стала разморозка отопительной системы. Что же она собой представляет?
Процесс разморозки — защита и назначение
Во время этого процесса теплоноситель, который находится или в отопительной трубе, или в приборе начинает замерзать. Это может привести к губительным последствиям. Каким? Дом не будет иметь отопления. К тому же потребуется капитальный ремонт, на который нужно будет потратить немало средств. Поэтому важно предотвратить такую ситуацию как можно раньше.
Первое, на что важно обратить внимание, это на планировку и монтаж непосредственно системы отопления. В том числе, предусматриваю то, чтоб можно было использовать дополнительный источник электропитания. Это необходимо тогда, когда возникают перебои в электричестве. Благодаря этому будет предотвращен простой в системе.
Важно, чтоб в системе отопления не было алюминиевых труб. Ведь их использовать можно будет сравнительно недолгое время. Лучше всего используйте трубы из стали или из меди. Они не будут нуждаться в замене, как минимум 20 лет. А еще лучшим вариантом для вас будут радиаторы и трубы из чугуна. Но трубы из металла часто подвергаются воздействию коррозии. А если вода, которая течет по трубам, некачественна, то внутренние стенки будут страдать от налета.
Способы защиты и их преимущества
Но какие трубы лучше всего подойдут для разморозки? В первую очередь пластик. Ведь их не будет «разрывать» во время этого процесса. В крайнем случае, труба из пластика может немного вздуться.
Еще одним методом защиты дома от разморозки стала качественно сделанная теплоизоляция. Что она в себя включает? Специальный материал налаживается на трубы. При этом теплоноситель не замерзает. Особое внимание при этом стоит уделить тем трубам, которые проложены под землей. Главное, на что стоит обратить внимание, это тому, чтоб трубы не соприкасались с грунтом. Для этого делают подушку из щебня. А сверху покрывают их теплоизолом. Стыки трубы утеплять надо особенно качественно, ведь с них и начинается процесс замерзания.
Однако бывает, что заморозка происходит незаметно для хозяев. Результат такого процесса — разрыв трубы. Иногда подвал начинает затапливаться. Естественно, потребуется дорогостоящий ремонт. А это не всегда по карману. Что же предпринимают для решения этой проблемы? Есть определенные способы, благодаря которым можно предотвратить заморозку, система под названием антиобледенение труб.
Для нее устанавливают резистивный кабель, который необходимо проложить по направлению труб. Его укладывают как можно ближе к трубе. Даже если отрезки трубопровода продолжительные такой способ вполне актуален. Для коротких отрезков труб используют резистивный кабель с дополнительным термостатом. К тому же неплох в этом деле и кабель с саморегуляцией.
Защита своими руками — особенности и этапы
Если произошло, то чего вы так боялись, то важно действовать незамедлительно. Чем быстрее произвести следующие действия, тем больше вероятности, что система не будет повреждена. В некоторых случаях лучше было бы пригласить специалиста. Но если такой возможности нет, то необходимо действовать в такой последовательности:
кран, что располагается возле места, где образовалась ледяная пробка, открывают;
после чего открывают краны, которые идут дальше;
для разморозки используется невысокая температура, которая должна быть постоянной. Как ее определить? Ваша рука должна без особых усилий удерживаться на трубах;
ни в коем случае не перегревайте трубы, ведь они могут разорваться.
Когда вы заметили, что проблемы возникли в той трубе, что находится в самом доме либо в подвале, то необходимо действовать несколько по-другому. Для этого на «поврежденное» место налаживают плотную ткань, которую поливают немного горячей водой. Для удобства снизу ставят емкость для воды.
Существует электропростынь или электрические грелки, которые очень подходят для этого процесса. Ими необходимо обмотать трубу и затем подключить к электросети. Так грелка понемногу нагреется. Уровень нагрева должен быть под контролем — повышать его нужно умеренно. Для более длинных кусков трубы тот элемент, который используется, постепенно перемещается по трубе, которая замерзла.
Эффективными являются и обычные лампы, которые могут отражать тепло при помощи рефлекторов. Но этот вариант подойдет тогда, когда замерз небольшой участок трубы. А если заморозилась большая площадь, то используют предыдущие варианты. Как видно, для каждого случая есть свой подходящий тип разморозки.
К тому же на то, какой метод вы выберете, также влияет и то, где находится тот участок, который замерз. Это кроме длины пробки, которая получилась из-за заморозки. Для каждого типа трубы есть свою температура размораживания. К примеру, для труб из металлопластика подходит температурный режим до 120 градусов, но не больше. Для пластиковых — еще меньше.
В некоторых случаях используется более экстремальный метод для защиты от разморозки. Его используют в исключительных случаях — тогда, когда нет возможности применить предыдущие варианты. К тому же для него важно иметь несколько важных инструментов. В чем же заключается эта методика? В первую очередь она подразумевает предельную осторожность. Трубу нагревают только при условии, что труба и стенка имеют друг между другом прокладку из листа асбеста. В таком случае рядом должен быть огнетушитель, а все вещества, которые могут легко воспламениться и взорваться убирают как можно дальше.
Вывод
Способов предотвращения разморозки есть много. Поэтому прежде чем начать этот процесс важно все тщательно взвесить и определить, какой вариант будет лучше. Тогда это принесет необходимый эффект.
Как защитить систему отопления от замерзания? ИБП или Антифриз: что выбрать?
При выборе способа защиты системы отопления от замерзания профессионалы учитывают такие критерии как: безопасность, надёжность, экономичность, комфорт в использовании и обслуживании, гарантии.
Комфортную жизнь в современном мире невозможно представить без тёплого дома. Одна из главных задач при монтаже системы отопления является ее защита от замерзания. Рассмотрим два варианта решения. Первый вариант — использовать систему с применением антифриза и второй — с источником бесперебойного питания (ИБП).
При выборе способа защиты системы отопления от замерзания профессионалы учитывают такие критерии как: безопасность, надёжность, экономичность, комфорт в использовании и обслуживании, гарантии.
Плюсы выбора ИБП
Безопасность
Использовать источник бесперебойного питания (ИБП) безопаснее, чем антифриз. Один из видов антифриза — этиленгликоль — относится к ядовитым веществам. Следует заметить, что принимая во внимание его токсичность, крайне нежелательно применение теплоносителя на его основе в двухконтурных котлах, так как возможно его попадание из контура отопления в контур водоснабжения.
Рис. 1 Примерный состав готового антифриза
Особую опасность в случае утечки из системы данный теплоноситель представляет для детей и животных, так как не имеет неприятного запаха и обладает сладковатым вкусом. Помимо этого, при утечке этиленгликоля в жилом доме деревянный пол, плитку, утеплитель и иные материалы, на которые попал антифриз, необходимо заменить в обязательном порядке, что приводит к существенным затратам.
На сегодняшний день, существует намного более безопасный вид антифриза — пропиленгликоль — практически безвреден для человека, его даже используют в качестве пищевой добавки (E1520). Тем не менее, он в 2-3 раза дороже этиленгликоля.
В случае же использования ИБП все вышеперечисленные проблемы нивелируются.
Надёжность
Использование схемы «вода + ИБП» повышает надёжность системы отопления, так как вода – наиболее оптимальный теплоноситель. Антифриз склонен к разнообразным химическим реакциям. Как следствие, происходит окисление радиаторов и труб. Также из-за своих свойств антифриз разъедает клапана и приводит к более частой замене прокладок.
В случае утечки теплоносителя не получится просто долить антифриз в систему, так как необходимо соблюдать определенную концентрацию состава, чтобы система отопления работала исправно.
Следует отметить еще один факт: антифризы, в состав которых входит этиленгликоль, плохо справляются с перегревом системы. Если в какой-либо точке системы температура поднимется до критической для данной марки смеси, последует разложение этиленгликоля и присадок, что приведёт к образованию твёрдых осадков и кислот. Результатом вышеупомянутых образований может являться снижение теплообмена и появление нагара, что может губительно отразиться на функционировании всей системы. Так как антифризы, в отличие от воды, обладают более низкой теплоёмкостью, повышается склонность к локальным перегревам.
Комфорт в эксплуатации и обслуживании
Простота монтажа ИБП позволяет произвести его установку даже человеку, не имеющему опыта в использовании подобного оборудования. Также следует знать, что качество антифриза может сильно отличаться в зависимости от производителя. Судя по статистическим данным частоты замены теплоносителя, данную процедуру следует производить каждые 1-5 лет. Не стоит забывать, что смешивать жидкости разных производителей категорически не рекомендуется. При использовании антифриза может быть слышен стук и свист насоса.
Экономичность
Для расчёта наиболее выгодного варианта нужно учитывать следующие особенности применения антрифризов:
для эксплуатации систем с антифризом необходимо увеличить на 30-50% тепловую мощность радиаторов;
приобрести более объёмный расширительный бак, так как при использовании антифриза повышается коэффициент теплового расширения на 30-50%;
следует увеличивать мощность котла, потому что теплоёмкость антифризов на 15-20% меньше, чем у воды;
установить более мощный циркуляционный насос, так как вязкость антифриза в 2-3 раза выше, чем у воды.
Гарантии
Лидеры рынка производителей котельного оборудования отказывают в использовании антифриза, снимая с себя ответственность за системы с его применением, а некоторые производители более категоричны – они запрещают использование антифризов в котлах своего производства. По сравнению с антифризом ИБП имеют гарантийный срок. Источники бесперебойного питания TEPLOCOM от компании Бастион имеют безусловную и пожизненную гарантию.
Резюмируя всё вышесказанное, можно прийти к заключению, что выбор антифриза, как защиты системы от замерзания – трудоёмкий и сложный процесс, требующий высокой квалификации монтажников. Также существует необходимость планового облуживания системы и мониторинга её состояния на предмет протечек и иных отклонений.
Выбор ИБП обеспечивает систему отопления не только защитой от замерзания в случае отключения электроэнергии, но и стабильным напряжением в допустимом ГОСТом диапазоне, что сокращает траты на стабилизатор, необходимый почти всем типам котлов.
