Теплоноситель для систем отопления: что это такое, виды, как выбрать, скорость и температура жидкости

Теплоноситель для отопления — основные сведения и характеристики

Для начала определимся, что такое теплоноситель. Теплоноситель для системы отопления — это жидкое вещество, применяемое для передачи тепловой энергии от теплоисточника к отопительным приборам. Иногда для переноса тепла применяют пар, но не в бытовых системах отопления.

Исходя из определения, можно понять, какими качествами должен обладать теплоноситель:

переносить максимальное количество тепла от отопительного котла к радиаторам;
обеспечивать как можно более низкие потери тепла при этой передаче;
обладать небольшой вязкостью — в противном случае скорость движения и температура теплоносителя в системе упадут, а потери, соответственно, возрастут;
не вызывать коррозию труб и радиаторов, по которым проходит;
не давать протечки и утечки;
быть безопасным в эксплуатации.

Важным, особенно в наше время, является и стоимость теплоносителя. Но сразу оговоримся — скупой платит дважды, и экономить на теплоносителе лучше не стоит.

Давайте разберемся также, чем отличаются теплоноситель и антифриз. Антифриз — общее название для жидкостей, не замерзающих при низких температурах. Вспомним, что в числе требований к теплоносителю значится безопасность в эксплуатации. Одним из главных источников опасности в наших широтах является замерзание теплоносителя вследствие отключения газа или электроэнергии и как итог — полный выход из строя всей системы отопления дома. Чтобы не допустить это, рекомендуется использовать в качестве теплоносителя антифризы. Хотя некоторые считают, что лучший теплоноситель — вода.

Вода – доступный теплоноситель

Большинство потребителей используют в качестве теплоносителя простую воду. Это обусловлено ее низкой ценой, абсолютной доступностью, и хорошими показателями теплоотдачи. Большое преимущество воды – ее безопасность для людей и окружающей среды. Если по каким либо причинам произойдет утечка воды, ее уровень можно легко восполнить, а вытекшую жидкость устранить привычным способом. Особенность воды состоит в том, что она расширяется при замерзании, и может повредить радиаторы и трубы. Если вы не знаете, какой выбрать теплоноситель для системы отопления в доме, учтите ситуации, связанные с отсутствием отопления. Воду в качестве теплоносителя можно выбирать только в том случае, когда система отопления работает бесперебойно и постоянно.

Не стоит производить заполнение системы отопления теплоносителем из-под крана. Водопроводная вода содержит слишком много примесей, которые со временем осядут в трубах и могут стать причиной их поломки. Особенно опасны для систем отопления примеси солей и водород. Соли вступают в реакцию с металлическими поверхностями и провоцируют процесс коррозии. Для того чтоб повысить качество воды, необходимо сделать ее более «мягкой», устранив примеси. Этого можно достигнуть двумя способами: температурным воздействием, или с помощью химической реакции.

Температурное воздействие предполагает обычное кипячение. Кипятить воду нужно в металлической емкости без крышки, желательно с большой поверхностью дна. В процессе нагрева углекислый газ будет выделяться в воздух, а соли осядут на дно. Химическое устранение примесей происходит за счет реакции с кальцинированной содой и гашеной известью. Эти вещества делают соли нерастворимыми в воде, и они выпадают в виде осадка. Перед тем, как залить в систему отопления теплоноситель, его необходимо профильтровать, чтоб осадок не препятствовал ее нормальной подходит для систем отопления дистиллированная вода. Дистиллят лишен всяких примесей и не нуждается в дополнительной обработке. Такую воду необходимо покупать в магазине, так как она производится только промышленным способом.

Требования

К теплоносителю современных отопительных систем предъявляются высокие требования

Несмотря на технический прогресс во всех областях промышленности, до сих пор нет идеального теплоносителя, который можно было бы с одинаковым успехом использовать в любой отопительной системе. Чтобы понять, о чём идёт речь, достаточно вспомнить, как ведёт себя вода при изменении внешних условий. При определённой температуре она переходит в другое агрегатное состояние (лёд или пар) и не только перестаёт выполнять свои функции, но и приводит к поломкам оборудования.

Хороший теплоноситель должен отвечать следующим требованиям:

высокая энергоэффективность при минимуме потерь, что ускорит перенос тепловой энергии от начальной до конечной точки системы;
низкая вязкость, благодаря чему увеличивается скорость движения рабочего тела, а соответственно и КПД оборудования;
химическая инертность, что даст возможность использовать любые материалы, не опасаясь коррозии деталей и агрегатов;
возможность безопасной эксплуатации (нулевая горючесть и токсичность паров жидкости).

Немаловажным фактором является и срок службы вещества, а также его стоимость, учитывая общее количество жидкости в системе.

Виды теплоносителей

Вода

Основная статья: Вода как теплоноситель

Вода — занимает примерно 68% от всего объема используемых теплоносителей.

Теплоносители Компании «Импульс»

Подготовленная вода — идеальный теплоноситель: стойкий и инертный, с высокой теплоемкостью и низкой вязкостью. Но что значит — подготовленная? Как минимум — без взвесей, т.е. профильтрованная, а еще желательно, чтобы она была мягкой (без солей жесткости) и не содержала растворенного в ней воздуха. С воздухом все ясно: кислород — источник коррозии металла, соли жесткости образуют на горячих поверхностях котла твердый налет, известный нам как накипь и ухудшающий теплопередачу и соответственно эффективность котла.

Соли жесткости и воздух, содержащиеся в воде, которой только что заполнили систему отопления, не так страшны, если эта система замкнута, герметична, и вода в ней циркулирует, не обновляясь. Тогда концентрации и того и другого достаточно быстро сходят на нет, и в дальнейшем такая «мертвая» вода ни котлу, ни системе ничем не угрожает. Другое дело, когда вода из системы отопления расходуется для бытовых нужд, и ее количество в системе восполняется за счет подпитки — как правило, такое решение принимается «из экономии», и о соответствующей подготовке воды речи нет. Понятно, что в этом случае вода становится постоянным источником роста накипи в котле и коррозии стальных частей системы отопления. У воды как теплоносителя единственный минус — при температуре ниже 0 °С она превращается в лед, при этом увеличиваясь в объеме и разрывая даже стальные трубы и резервуары, которые заполняет. Поэтому системы отопления, для которых существует опасность размораживания, уже давно придумали заполнять незамерзающим теплоносителем — соляным раствором или смесью этилен, либо пропиленгликоля с водой. Помимо этих компонентов предлагаемые на рынке незамерзающие теплоносители обычно содержат различные добавки -от коррозии, пенообразования, для стабилизации свойств и пр.

Принимая решение об использовании в системе отопления такого теплоносителя, нужно иметь в виду: во-первых, характеристики «незамерзайки», такие как теплоёмкость, теплопроводность, плотность, вязкость и др., отличаются от характеристик воды, и с учетом этого надо подбирать насосы, теплообменники и отопительные приборы. С учетом этого надо рассчитывать и гравитационную систему отопления. Во-вторых, такой теплоноситель со временем деградирует — он расслаивается, часть компонентов выпадает в осадок, соответственно свойства меняются. Поэтому за состоянием незамерзающего теплоносителя в системе отопления необходимо постоянно следить, и время от времени его полностью заменять.

Антифриз

Антифриз представляет собой смесь воды, основного компонента (как правило, этиленгликоля или пропиленгликоля) и целевых добавок.

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.

Ингибитор

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).

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.

Правила безопасности при работе с антифризами

Не рекомендуется смешивать продукты разных торговых марок. Если возникла такая необходимость, сначала проводят проверку на совместимость. К тому же, не все производители используют одинаковые присадки. Эти компоненты могут взаимно нейтрализоваться. Тогда теряются антикоррозионные свойства теплоносителя.

Специалисты не рекомендуют заливать антифриз в открытую систему. Причина — открытый расширительный бачок. Через него могут попадать в атмосферу вредные вещества. Поэтому при использовании «незамерзаек» рекомендуют систему сделать закрытой.

Для использования антифризов отопительные системы открытого типа малопригодны

Не всегда владелец дома знает, какой именно продукт использовали для заполнения системы отопления в прошлый раз. В этом случае трубы полностью освобождают от предыдущего продукта, и только потом наполняют систему.

Для разбавления концентрата используют дистиллированную воду. Она не должна содержать солей кальция и магния. Если использовать водопроводную воду с жесткостью выше 5мг-эквл, возникает вероятность выпадения осадка.

Если предполагается, что в системе отопления будут использоваться антифризы, то следует обратить внимание на характеристики радиаторов. Отдают предпочтение моделям с более высокими показателями теплоотдачи, внутреннего объема и диаметра

Мощность насоса должна быть на 60% выше, чем у оборудования, работающего с водой.

Для разведения концентрированных средств жесткую воду нельзя использовать

Автоматические устройства по отводу воздуха не рассчитаны работу с такими теплоносителями. Чтобы освобождение системы от воздуха было возможным, на радиаторы устанавливают краны Маевского.

В системе лучше использовать вкладки из стойких к гликолевым средам материалов — паронита, тефлона и т. д. Резьбовые соединения прокладывают льняной паклей, в качестве смазки используют специальную уплотнительную пасту. Масляная краска не годится. Активные компоненты теплоносителя являются хорошими растворителями ЛКМ, вследствие чего система начинает протекать.

Концентрат антифриза смешивают с водой в отдельной емкости, и только в таком виде заполняют систему. Если сначала залить теплоноситель, а потом воду, система может выйти из строя. Последствия игнорирования этого правила:

неравномерное прогревание системы, причем некоторые радиаторы могут быть совсем холодными, из-за неравномерного распределения продукта;
выход из строя циркуляционного насоса;
вспенивание, из-за чего возникает необходимость повторного опорожнения и заполнения системы.

Если по ошибке все-таки залили отдельно концентрат и воду, то циркуляционный насос не следует включать на полную мощность. Занимают выжидательную позицию и периодически выпускают воздух из системы через радиаторы. Через некоторое время произойдет более или менее равномерное смешивание воды и антифриза. Если система отопления гравитационная с функцией самотека, то этот процесс длится дольше.

Видео — Минусы использования антифриза в системах отопления

Не следует использовать антифризы в системах, где отсутствует точный регулятор температуры. При повышении температуры до 70 °С и выше теплоноситель распадается, что опасно для системы отопления.

После слива антифриза и перед заливкой новой порции систему промывают чистой водой или специальными растворами.

Перед новой заливкой антифриза систему отопления рекомендуется промыть

Слив водного теплоносителя

Вода является универсальным решением: эта субстанция нетоксична, обладает хорошей теплопередачей, она дешевая, с относительно низкой вязкостью. Однако замерзает при 0 градусов по Цельсию, что сводит на нет большую часть ее преимуществ. Помимо этого, вода сильно расширяется при замерзании – на 9 %, что критично для систем отопления. При замерзании этого теплоносителя неизбежным последствием будет разрыв труб и порча насосного оборудования. Все это делает ее использование в условиях холодной зимы нерентабельным.

Слив воды в условиях частного дома предполагает схожий порядок действий, но требует ряда дополнительных шагов. Примерный перечень действий таков:

Отключить питание у котла отопления.
Дать жидкости в системе остыть.
Перекрыть кран водоснабжения.
Открыть вентили на радиаторах и котле, а также воздушный клапан.
Подключить шланг к сливному крану. Другой конец шланга нужно поместить в место слива воды.
Открыть сливной кран и следить за давлением через манометр (должен остановиться на нулевой отметке).
Открыть кран Маевского и впустить воздух в систему для вытеснения оставшейся жидкости.
Перевесить шланг на кран подачи, открыть его и слить жидкость из верхней трубы.

Что из себя представляет антифриз для системы отопления загородного дома

Самая большая опасность, которая может угрожать индивидуальной отопительной системе — промерзание в зимний период при отключении электроэнергии. Чтобы избежать подобных ситуаций, многие используют антифриз для системы отопления загородного дома, защищающий котел и трубы отопления от деформации.

На строительном рынке предлагают различные марки антифризов для отопительных систем, схожий состав у автомобильных незамерзающих жидкостей, самой известной из которых являются Тосол. Поэтому у многих домовладельцев возникает резонный вопрос — можно ли использовать Тосол в качестве антифриза для контура отопления индивидуального дома и выгодно ли это с финансовой точки зрения.

Чтобы получить ответы на данный вопрос, следует рассмотреть физико-химические характеристики Тосола и сравнить его со специальными жидкостями, предназначенными для защиты отопительной системы от промерзания.

Циркуляция теплоносителя

Скорость движения теплоносителя по трубам определяет параметры циркуляционного насоса. Производительность насоса лучше выбирать, зная объем системы отопления, который проще всего определить опытным путем, заполнив систему и затем слив воду из контура.

Для систем отопления минимальная скорость движения теплоносителя по условию препятствования отложению солей составляет 0,5 м/с. При этом нормальная скорость движения теплоносителя составляет от 0,7 до 1 м/с. При большей производительности насоса за счет гидравлических шумов в контуре жильцы дома могут испытывать дискомфорт.

Вода

Вода – это самый простой и вместе с тем самый недорогостоящий способ передать тепло от источника до радиаторов. Если сравнивать воду с другими веществами в процентном соотношении, то на нее приходится порядка 70 процентов. Собственно, и неудивительно, поскольку вода не токсична, хотя недостатки у нее все же имеются. Прежде всего, это высокая коррозийная активность во время соприкосновения с металлами, а также то, что на поверхности теплообменника со временем образуется накипь.

Но и преимущества, которыми обладает такой теплоноситель для систем отопления, тоже существенны: дешевизна и относительная простота в обращении. Более того, сегодня продается масса ингибиторов, которые в несколько раз уменьшают губительное воздействие воды на элементы отопительной системы. Она с использованием ингибиторов становится инертной, что положительно сказывается на сроке службы оборудования.

Теперь о стоимости. Использование воды практически ничего не стоит, разве что дополнительно вы купите ингибитор, но это уже, повторимся, дополнительно. Но если в зимнее время отопление не будет использоваться регулярно, то желательно отказаться от воды вовсе и прибегнуть к антифризам.

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.

Лучший теплоноситель — вода?

Когда речь заходит о выборе теплоносителя для отопления дома, чаще всего в качестве лучшего варианта называется вода. Так ли это? Попробуем разобраться. Несомненно, вода обладает множеством привлекательных свойств, главным из которых являются ее низкая цена и доступность. И этот фактор чаще перевешивает все остальные.

Вячеслав Сидоров, Коммерческий директор «ВинтХим»

«Сегодня на российском рынке представлено много антифризов, есть среди них и качественные, которые давно зарекомендовали себя с наилучшей стороны, производители которых держат высокую планку по качеству выпускаемой продукции. Но, есть и много дешёвых, глицериновых и контрафактных антифризов, которые могут вывести из строя вашу дорогостоящую систему отопления – опасайтесь таких подделок и антифризов».

Вода обладает превосходной теплоемкостью (т.е. способна переносить наибольшее количество тепла), малой вязкостью, она не токсична и пожаробезопасна при утечках. А если утечка все же произошла, то долить воду в систему отопления — не великий труд.

Но вода обладает и недостатками. Во-первых, вода из крана вызывает коррозию труб и нагревательных приборов. Во-вторых — и это основной недостаток, нивелирующий все положительные свойства — вода замерзает всего при 0°C. И это не все — замерзая, вода расширяется примерно на 9%, что с неизбежности приводит к порывам труб и радиаторов и выходу из строя всей системы отопления. Если по каким-либо причинам температура в доме упадет до отрицательных значений, а в трубах осталась вода, трагедия неизбежна. Таким образом, риски при эксплуатации системы, в которой теплоноситель — вода, весьма велики.

Разумеется, есть способы борьбы с недостатками. Например, для борьбы с коррозией используют антикоррозийные добавки, чтобы снизить отложения солей на стенках труб, применяют дистиллированную воду. Чтобы снизить температуру замерзания тоже применяют специальные присадки.

Получается, что, несмотря на свою «водную» природу, чаще всего в системе отопления циркулирует отнюдь не водопроводная вода, а некий раствор. Кстати, никто не заливает в свой автомобиль простую воду, только антифриз, почему же в системе отопления должно быть иначе?

Вода

Воздух как теплоноситель

Схема системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.

В качестве основного элемента системы отопления можно выбрать воздух. Системы воздушного отопления могут применяться в частных домах, промышленности. Воздух, подаваемый в сеть трубопроводов, имеет температуру около 45-70 градусов. Установлено, что 1 куб.м воздуха с температурой 45°C способен отдать 8,3 ккал энергии, что очень мало. То есть такой носитель тепла, как горячий воздух, обладает наименьшими показателями теплоемкости. Это самый большой недостаток, который делает невозможным его использование для центральных систем отопления. Несмотря на этот недостаток, у него есть и положительные стороны.

Какой бы он ни был плохой проводник тепла, воздух очень подвижен. При нагревании меняется его удельный вес, он расширяется и хорошо проходит по воздуховодам. После обогрева помещения он охлаждается и возвращается более тяжелым по обратным каналам вниз. При выборе той или иной среды нужно строго придерживаться основных требований к идеальному носителю тепла. В данном случае воздух, какой бы он ни был, не удовлетворяет основным требованиям и потребительским свойствам, что ограничивает его использование в настоящее время.

Использование пара в качестве теплоносителя

Схема отопления с попутным движением теплоносителя.

В отличие от воды и антифриза, пар на сегодня не используется для отопления в центральных системах. Нередко он применяется в промышленности в автономных системах отопления. Такой теплоноситель, как пар, обладает одним ценным свойством – скрытой теплотой парообразования. Под ним подразумевается тепло, которое требуется для превращения 1 кг воды в пар. В процессе охлаждения в нагревательных приборах теплоноситель конденсируется и отдает тепло, необходимое на обогрев помещения, которое было потрачено на испарение воды. Каждый кубический м пара отдает примерно 312 ккал/м тепла

Очень важно еще одно его свойство, такое как способность изменять свой объем и тем самым снижать давление до параметров атмосферного

Благодаря именно этому свойству пар как теплоноситель нашел широкое применение в технике. Но несмотря на свои достоинства, выбрать его для системы центрального отопления будет нерациональным. По санитарно-гигиеническим характеристикам, таким как способность к пригоранию, загрязнению окружающего воздуха, он просто не подходит. Пыль, оседая на приборах, температура которых достигает 100 градусов, пригорает и загрязняет продуктами распада окружающий воздух, что может негативно сказаться на здоровье жильцов.

Следует помнить

Теплоноситель для системы отопления выбирается, в первую очередь, исходя из того, какой материал, использован в трубопроводе контура отопления.

Все рассмотренные виды теплоносителей, как отечественного производства, так и импортные, выпускаются промышленностью в удобной для применения пластиковой таре по 10, 20 или 50 кг.

Далеко не все производители отопительного оборудования допускают использование альтернативных теплоносителей в качестве рабочей жидкости. Иногда это обусловлено требованиями безопасности, как в случае с токсичным этиленгликолем, а иногда применением в конструкции котла или радиаторов отопления стандартных уплотнителей, предназначенных для воды. Использование вида теплоносителя, не указанного в документации на котел, может привести к отказу в гарантийном и сервисном обслуживании оборудования.