Требования к теплоносителю системы отопления. Почему это важно?
Теплоноситель, как носитель тепла, является важной «единицей» общей системы отопления. В данной статье мы разберем какие «подводные камни» нас подстерегают с казалось бы простой воде.
Важно помнить, что для нормальной работы системы отопления необходимо обеспечить нормальные условия работы и состояния рабочей жидкости.
Для начала определим перечень проблем, которые возникают в процессе работы отопления из-за некачественного теплоносителя. Параллельно разберем на что они влияют и как эти проблемы решать.
Может быть как физическая (остатки строительного мусора, мелкая грязь, песок и т.д.), так и химическая (соли жесткости, кислород и т.д.).
Отдельно стоит упомянуть “подготовку воды”. Бытует мнение, что “подпиточную” воду нужно подготовить (очистить). Это действительно так, но данное требование важно для "больших" систем, т.к. в таких системах сложно обеспечить герметичность и обнаружить утечку (например когда трубопроводы проложены под землей, скрыты изоляцией и т.д.), а постоянная подпитка не подготовленной водой может привести к образованию накипи на стенках трубопроводов и соответственно нарушение гидравлических характеристик системы и выходу из строя всей системы!!!
Для бытовых систем все немного не так. Нет никакого смысла тратить средства на станцию водоподготовки, т.к. в "маленьких" системах проще найти причину подпитки (утечку) и устранить ее, а первоначальное заполнение системы можно произвести простой водой, т.к. в процессе работы соли жесткости осядут на внутренних поверхностях системы тончайшим слоем, что никак не повлияет на ее работу и таким образом вода в системе будет пригодна для дальнейшей эксплуатации. Критично не первое заполнение не подготовленной водой, а постоянная подпитка в процессе работы системы отопления!!! Правильно будет сначала найти причину подпитки и затем устранить ее.
Для начала разберем откуда они берутся в системе, а дальше на что они влияют и как с этим бороться.
Важно знать!!! Система отопления “водонепроницаемая” (герметичная), но не“газонепроницаемая”, т.к. таких систем не существуют. Это значит, что газы в систему отопления будут попадать всегда и избежать этого не удастся, но бороться с этим можно.
Вода в естественном состоянии содержит газы (азот и кислород, а также ряд других). Соединения газов с молекулами воды при нагреве распадаются, образуя свободные газы, которые испаряются из жидкости внутри системы. Азот дает наибольший вклад в проблемы связанные с появлением “воздуха” в системе и соответственно негативно влияет на гидравлику. Кислород вызывает коррозию со всеми вытекающими. Однако, если кислород участвует в химических реакциях и “уходит” из системы (растворяется в воде), то азот остается в системе и накапливается в ней в верхних ее точках.
Дальше нужно знать что газовые и воздушные пузырьки находятся в системе в 3 состояниях:
Подводя итог, что мы имеем?
Вода нагревается в котле (именно в котле мы имеем максимальную температуру теплоносителя), в процессе нагрева из воды выделяются газы, которые двигаются по системе отопления. По мере остывания вода начинает впитывать газы обратно и это происходит через неплотности системы отопления, стенки труб и т.д и так по кругу. Это значит, что бороться с образованием газов нужно непрерывно. Но как?
Исходя из различного состояния газовых пузырьков бороться нужно тоже по разному.
Это сложный физический процесс, поэтому постараюсь объяснить простым языком. Кавитация - процесс появления в жидкости пузырьков пара и последующее их схлопывание. Это происходит в процессе резкого снижения давления (вы же знаете из уроков физики, что давление жидкости влияет на температуру кипения), которое в моменте может быть ниже атмосферного, вследствие чего вода закипает и образуются пузырьки пара. Дальше давление растет и пузырьки схлопываются, образуя гидроудар (более 10 000 бар), что приводит в выходу из строя рабочего колеса насоса (это наиболее частая причина поломки насоса) и других поверхностей где происходит процесс кавитации.
Кавитация может появляться не только перед насосом, но и при определенных условиях, когда сечение фитинга или термовентиля (например) резко сужается. Это приводит к различным шумам в системе отопления и к выходу из строя элемента системы разумеется. А вот сужение проходного сечения вызывают засорения как физические, так и химические.
Бороться с этой проблемой (стук и шум) достаточно легко - необходимо поднять давление жидкости перед насосом (есть параметр необходимого давления), а также уменьшить скорость истечения жидкости перед вентилем и этого будет достаточно. Вопросы гидравлики в котельной я разбирал здесь и здесь.
Мы плавно перешли давлению в системе отопления, которое является важным параметром нормальной работы системы на ряду с другими требованиями.
Возникает вопрос - "какое давление нужно закачать в систему при первоначальном заполнении?" Некоторые специалисты не глядя говорят “полтора очка!!!” (часто слышу такое), но так ли это? Давайте разбираться.
Вода при нагревании расширяется, что приводит к увеличению давления в системе. Рабочее давление бытового оборудования редко превышает 3 бар, для предотвращения превышения которого в системе и в котле в частности установлен предохранительно-сбросной клапан, который настроен на эти 3 бар. Это значит, что при превышении предельного значения давления клапан открывается и сбрасывает избыток давление в системе отопления. Это одна из причин образования утечки в системе, ведь система замкнутая и если часть теплоносителя из системы удалить, то на ее месте сразу образуется "воздух" и от сюда "завоздушивание" системы.
Получается, что если первоначально закачать в систему слишком большое давление, то есть риск превысить пороговое значение при штатной ситуации вследствие нагрева теплоносителя. Мы рекомендуем при первоначальном заполнении системы “закачать” давление равное 1,0-1,2 бар. Этого начального давления хватит, чтобы не бояться кавитации и срабатывания предохранительного клапана. Почему такое? В современных котлах устанавливаются датчики минимального давления (оно нам нужно, чтобы избежать образование кавитации в системе), которые настроены на 0,8 бар. Сильно приближаться к этому значения мы не хотим, т.к. малейшее падение давления в системе может спровоцировать отключение котла по минимальному давлению.
Отдельно стоит упомянуть мембранный расширительный клапан, который выполняет следующие функции:
Важно помнить, что для нормальной работы системы отопления необходимо обеспечить нормальные условия работы и состояния рабочей жидкости.
Для начала определим перечень проблем, которые возникают в процессе работы отопления из-за некачественного теплоносителя. Параллельно разберем на что они влияют и как эти проблемы решать.
“Грязь” в системе.
Может быть как физическая (остатки строительного мусора, мелкая грязь, песок и т.д.), так и химическая (соли жесткости, кислород и т.д.).
- Физический мусор - попадает в систему при заполнении и подпитке системы и негативно влияет на работу котла, запорной арматуры, насосов, что в свою очередь плохо сказывается на работе всей системы. Для того, чтобы этого не произошло необходимо перед заполнением системы отопления промыть все трубопроводы, установить сепараторы шлама и фильтры в необходимые места, а так же не заполнять и не подпитывать систему отопления грязной не подготовленной водой.
- Химический "мусор" - соли жесткости, кислород и различные газы, который просто так не убрать. Это слишком большой вопрос и для этого требуется отдельная статья, но кое-что мы разберем ниже.
Отдельно стоит упомянуть “подготовку воды”. Бытует мнение, что “подпиточную” воду нужно подготовить (очистить). Это действительно так, но данное требование важно для "больших" систем, т.к. в таких системах сложно обеспечить герметичность и обнаружить утечку (например когда трубопроводы проложены под землей, скрыты изоляцией и т.д.), а постоянная подпитка не подготовленной водой может привести к образованию накипи на стенках трубопроводов и соответственно нарушение гидравлических характеристик системы и выходу из строя всей системы!!!
Для бытовых систем все немного не так. Нет никакого смысла тратить средства на станцию водоподготовки, т.к. в "маленьких" системах проще найти причину подпитки (утечку) и устранить ее, а первоначальное заполнение системы можно произвести простой водой, т.к. в процессе работы соли жесткости осядут на внутренних поверхностях системы тончайшим слоем, что никак не повлияет на ее работу и таким образом вода в системе будет пригодна для дальнейшей эксплуатации. Критично не первое заполнение не подготовленной водой, а постоянная подпитка в процессе работы системы отопления!!! Правильно будет сначала найти причину подпитки и затем устранить ее.
Образование газов в системе.
Для начала разберем откуда они берутся в системе, а дальше на что они влияют и как с этим бороться.
Важно знать!!! Система отопления “водонепроницаемая” (герметичная), но не“газонепроницаемая”, т.к. таких систем не существуют. Это значит, что газы в систему отопления будут попадать всегда и избежать этого не удастся, но бороться с этим можно.
Вода в естественном состоянии содержит газы (азот и кислород, а также ряд других). Соединения газов с молекулами воды при нагреве распадаются, образуя свободные газы, которые испаряются из жидкости внутри системы. Азот дает наибольший вклад в проблемы связанные с появлением “воздуха” в системе и соответственно негативно влияет на гидравлику. Кислород вызывает коррозию со всеми вытекающими. Однако, если кислород участвует в химических реакциях и “уходит” из системы (растворяется в воде), то азот остается в системе и накапливается в ней в верхних ее точках.
Дальше нужно знать что газовые и воздушные пузырьки находятся в системе в 3 состояниях:
- свободные газы - скапливаются в верхних точках системы.
- микропузырьки - находятся в воде.
- растворенные газы.
Подводя итог, что мы имеем?
Вода нагревается в котле (именно в котле мы имеем максимальную температуру теплоносителя), в процессе нагрева из воды выделяются газы, которые двигаются по системе отопления. По мере остывания вода начинает впитывать газы обратно и это происходит через неплотности системы отопления, стенки труб и т.д и так по кругу. Это значит, что бороться с образованием газов нужно непрерывно. Но как?
Исходя из различного состояния газовых пузырьков бороться нужно тоже по разному.
- свободные газы удаляются из системы при помощи воздухоотделителей, которые устанавливаются после котла (в самих котлах, группах безопасности, гидрострелках и т.д.) и в верхних точках системы.
- микропузырьки удаляются при помощи сепараторов воздуха, которые желательно устанавливать на ровных прямых участках. В сепараторах есть специальная сетка, которая "провоцирует" выделение пузырьков из жидкости, которые после этого сразу удаляются из системы.
- растворимые газы удаляются из системы отопления при помощи специальных дегазаторов, но они используются в основном в больших системах.
Кавитация.
Это сложный физический процесс, поэтому постараюсь объяснить простым языком. Кавитация - процесс появления в жидкости пузырьков пара и последующее их схлопывание. Это происходит в процессе резкого снижения давления (вы же знаете из уроков физики, что давление жидкости влияет на температуру кипения), которое в моменте может быть ниже атмосферного, вследствие чего вода закипает и образуются пузырьки пара. Дальше давление растет и пузырьки схлопываются, образуя гидроудар (более 10 000 бар), что приводит в выходу из строя рабочего колеса насоса (это наиболее частая причина поломки насоса) и других поверхностей где происходит процесс кавитации.
Кавитация может появляться не только перед насосом, но и при определенных условиях, когда сечение фитинга или термовентиля (например) резко сужается. Это приводит к различным шумам в системе отопления и к выходу из строя элемента системы разумеется. А вот сужение проходного сечения вызывают засорения как физические, так и химические.
Бороться с этой проблемой (стук и шум) достаточно легко - необходимо поднять давление жидкости перед насосом (есть параметр необходимого давления), а также уменьшить скорость истечения жидкости перед вентилем и этого будет достаточно. Вопросы гидравлики в котельной я разбирал здесь и здесь.
Давление.
Мы плавно перешли давлению в системе отопления, которое является важным параметром нормальной работы системы на ряду с другими требованиями.
Возникает вопрос - "какое давление нужно закачать в систему при первоначальном заполнении?" Некоторые специалисты не глядя говорят “полтора очка!!!” (часто слышу такое), но так ли это? Давайте разбираться.
Вода при нагревании расширяется, что приводит к увеличению давления в системе. Рабочее давление бытового оборудования редко превышает 3 бар, для предотвращения превышения которого в системе и в котле в частности установлен предохранительно-сбросной клапан, который настроен на эти 3 бар. Это значит, что при превышении предельного значения давления клапан открывается и сбрасывает избыток давление в системе отопления. Это одна из причин образования утечки в системе, ведь система замкнутая и если часть теплоносителя из системы удалить, то на ее месте сразу образуется "воздух" и от сюда "завоздушивание" системы.
Получается, что если первоначально закачать в систему слишком большое давление, то есть риск превысить пороговое значение при штатной ситуации вследствие нагрева теплоносителя. Мы рекомендуем при первоначальном заполнении системы “закачать” давление равное 1,0-1,2 бар. Этого начального давления хватит, чтобы не бояться кавитации и срабатывания предохранительного клапана. Почему такое? В современных котлах устанавливаются датчики минимального давления (оно нам нужно, чтобы избежать образование кавитации в системе), которые настроены на 0,8 бар. Сильно приближаться к этому значения мы не хотим, т.к. малейшее падение давления в системе может спровоцировать отключение котла по минимальному давлению.
Отдельно стоит упомянуть мембранный расширительный клапан, который выполняет следующие функции:
- поддержание давления в системе отопления в допустимых пределах.
- компенсация колебаний объема теплоносителя в системе вызванных изменениями температуры.
- компенсация незначительных утечек в системе отопления.
Выводы и рекомендации.
- Перед заполнением системы отопления необходимо промыть трубопроводы от строительного мусора.
- Обязательное наличие фильтров или сепараторов шлама в системе отопления.
- Осторожно относиться к частой “подпитке” системы отопления, лучше обнаружить причину и устранить ее. Ведь при нормальной работе системы отопления подпитки не требуется. А если вы установите устройство автоматической подпитки, то о проблеме вы узнаете слишком поздно!!! Именно по этому мы категорически против таких устройств в небольших системах.
- Необязательно устанавливать водоподготовку для подпитки и заполнения системы, т.к. бояться плохого качества воды при первичном заполнении не нужно.
- Обязательное наличие в системе отопления мембранного (расширительного) бака нужного объема (объем бака рассчитывается в каждом конкретном случае и зависит от объема теплоносителя , температурных режимов, давления в системе, места установки и вида теплоносителя).
- Регулярно проверять давление закачки воздуха в мембранном баке, ведь именно от этого значения зависит его правильная работа.
- Обеспечить наличие устройств для удаления газов из системы отопления, а также регулярно удалять их из радиаторов в качестве профилактики при обслуживании.
- Доверить проектирование систем отопления профессионалам, которые правильно подберут насосы и диаметры трубопроводов, что гарантирует нужные расходы и скорости движения жидкости в системе трубопроводов, что в свою очередь обеспечит корректную работу отопления и акустический комфорт (не будет шумов, ударов, вибраций в трубах и радиаторах).
- Проводить регулярное обслуживание системы отопления (1 раз в год), в процессе которого необходимо промыть фильтры, проверить работоспособность воздухоудалителейт(они часто выходят из строя)
- Проверить давление в мембранном баке, проверить давление в системе (лучше чтобы подпитку системы отопления производители специалисты), удалить воздух из радиаторов и т.д. Данные работы рекомендуется проводить перед отопительным сезоном.
Наша компания оказывает услуги по диагностике работы и обслуживания систем отопления и водоснабжения. Данные услуги требуют глубоких знаний, богатого опыта и специального инструмента.
Примеры выполненных работ и список услуг можно посмотреть в разделе "Объекты" и "Услуги"
www.ovk-prof.ru
Телефон: +7 977 897-00-70, Email: info@ovk-prof.ru
Примеры выполненных работ и список услуг можно посмотреть в разделе "Объекты" и "Услуги"
www.ovk-prof.ru
Телефон: +7 977 897-00-70, Email: info@ovk-prof.ru