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.
“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.
Из опыта - если не промывать трубопроводы перед пуском системы отопления, то уже через 1-2 недели могут возникнуть проблемы в работе с котлом (котел отключается часто и не набирает температуру). Промываем фильтр и проблема уходить. Или через какое-то время засоряется термостатическая арматура на отопительных приборах.
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