Теплоноситель в системе

Теплоноситель — жидкое или газообразное вещество , применяемое для передачи тепловой энергии. На практике чаще всего применяют воду (в виде газа или жидкости), глицерин , пропиленгликоль, бишофит, нефтяные масла, расплавы металлов (Sn, Pb, Na, К), воздух, азот (в том числе жидкий), фреоны (в случае использования фазовых переходов обычно называют хладагентами ) и др. Английский термин coolant в большей степени относится к использованию теплоносителя в качестве охлаждающего агента.

В большинстве приборов/инженерных систем и др., служащих для передачи/распределения тепла используется теплоноситель, например: системы отопления зданий, холодильник , кондиционер , масляный обогреватель , тепловой пункт , котельная , солнечный коллектор , солнечный водонагреватель и др.

Система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя имеет пару ключевых особенностей:

Перед тем, как заливать теплоноситель в закрытую систему отопления, нужно учесть эти факторы и продумать технологию проведения работ.

Начнем с того, что идеальный теплоноситель для отопления частного дома в природе не существует, как не существует ничего идеального. Один будет дорогим, другой – малоэффективным, а третий быстро разъест все прокладки, в то время как четвертый разорвет при замерзании пару участков домашнего трубопровода. А в загородных домах, которые нередко используются для временного проживания, разрывы труб становятся довольно распространенным явлением.

Хороший теплоноситель для отопления должен обладать следующими качествами:

Вне зависимости от того, проводится ли запуск новой, только смонтированной системы, или контур был сброшен для ремонта или замены теплоносителя, инженерная сеть перед заполнением должна пройти определенную подготовку:

Некоторые производители котлов допускают использование антифриза с сохранением гарантийного обслуживания, но в этом случае можно использовать только рекомендованные бренды теплоносителей.

Важная особенность такой системы – отсутствие контакта с наружным воздухом и наличие небольшого избыточного давления. Как правило, схема работает при искусственном побуждении циркуляции теплоносителя с помощью насоса. Это позволяет не беспокоиться о соблюдении больших уклонов магистралей, а также принимать меньшие диаметры труб и прокладывать их наиболее удобным способом.

Как правило, гравитационная система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя делается с открытым расширительным баком, устанавливаемым в самой высокой точке. Закрытая же система традиционно снабжается циркуляционным насосом, что повышает эффективность ее работы и снижает материалоемкость.

Благодаря своим особенностям, системы закрытого типа обладают массой преимуществ:

Существует множество вариантов отопительных коммуникаций закрытого типа. При выборе нужно отталкиваться от площади здания, планировки, количества этажей, размера комнат.

Самая простая замкнутая схема – однотрубная, где радиаторы последовательно присоединяются к одному подающему контуру, и горячая жидкость протекает последовательно сквозь них. Такая схема не очень удобна – при прохождении по отопительной ветке жидкость остывает, и последние теплоприборы нагреваются слабо. Поэтому конструкция подходит только для небольших домов.

В зимний период при аварийном отключении электроэнергии или падении давления газа в системе отопления коттеджа многие ее элементы (котел, радиаторы, расширительный бак, циркуляционный насос, трубы) за два-три дня могут быть выведены из строя замерзшей в них водой, объем которой увеличивается на 9% при переходе в лед. Если воду предварительно специально не подготовить, то дополнительно возникают условия для коррозии металла и образования накипи, ухудшающих теплоотдачу и повышающих энергозатраты. Для исключения этого явления вместо воды в качестве теплоносителя используют антифриз. Антифризом (от англ. freeze — «замерзать») называют жидкость с температурой замерзания ниже 0°С. Использовать автомобильную охлаждающую жидкость (ОЖ согласно ГОСТ 28084-89 в ред.

Антифриз, обладая значительно более низкой температурой замерзания, чем вода, способен спокойно переносить российские зимы. Он надежно оберегает установку от внезапных отключений энергоносителя (если в доме не станет газа, то жидкость в котле и трубах не замерзнет), а также благодаря уникальным присадкам в своем составе предотвращает процессы образования накипи и ржавчины. Для нашего климата и эксплуатационных реалий антифриз, вне всякого сомнения, является идеальным вариантом для заправки в систему отопления.
Антифриз представляет собой смесь воды, основного компонента (этиленгликоля или пропиленгликоля) и целевых добавок.

Чтобы понять, какой теплоноситель лучше использовать , стоит разобраться в составе и свойствах жидкостей. Современные материалы изготавливают на основе органических соединений с низкой температурой застывания.

Этиленгликоль . Жидкость представляет собой двухатомный спирт, имеет маслянистую консистенцию и слабо выраженный характерный запах. Этиленгликоль летучий, токсичный, поэтому применяется только в системах закрытого типа. Допускается использование с газовыми, твердотопливными, электрическими, дизельными котлами. Не рекомендуется применять этиленгликоль в системах с электролизным оборудованием и оцинкованными трубами. Преимущества теплоносителя:

Рекомендации по использованию антифриза в качестве теплоносителя

Некоторые из материалов, используемых для производства уплотнительных соединений, не совместимы с антифризом: могут дать течь или быстро выйти из строя. Поэтому, при переходе на антифриз потребуется перебрать такие соединения.

Дистиллированную воду, используемую в бытовых целях, можно заменить снегом и дождем при соблюдении следующих условий:

На чистоту осадков влияет экологическая ситуация в конкретном населенном пункте и регионе. Лучше дать ей отстояться в течение нескольких суток. За это время примеси осядут, а в верхних слоях останется минимальное их количество.

Для обогрева чаще всего применяются 2 вида систем – закрытые и открытые. Чтобы знать, как своими руками правильно залить воду, антифриз или иной теплоноситель в систему отопления закрытого или открытого типа в частном доме, необходимо понимать их устройство, различия и специфику заправки. Каждая разновидность имеет следующие индивидуальные особенности:

Данная модификация имеет простейшее устройство и оснащенность. Ее отличительные черты проявляются в следующем:

Проектирование частного дома подразумевает расчет схемы отопительной системы, которая бывает открытой и закрытой (предполагающей установку расширительного бака). Второй вариант считается наиболее предпочтительным у владельцев коттеджей, так как дает возможность существенно экономить на потреблении ресурсов. Основное преимущество подобной системы заключается в том, что теплоноситель не контактирует с воздухом, значит, не подвергает оборудование коррозии.

Особенности и разновидности

В водяном контуре отопления чаще всего используют воду. Это недорогой и достаточно эффективный способ обогрева жилья. Тем не менее, прежде чем залить жидкость в систему отопления, вода должна соответствовать определенным требованиям (содержание кислорода не должно превышать отметки 0,05 мг/м3, уровень кислотности и жесткости должен находится в рекомендуемых диапазонах и т.д.). Некачественная вода может стать причиной образования:

Наиболее простой при монтаже и обладающий приемлемой эффективностью тип сети. К тому же отличается достаточно низкой ценой.

Данная система может работать как по принципу принудительной циркуляции теплоносителя (с насосом), так и в качестве самотёчной схемы.

Во втором случае движение жидкости будет обусловлено рядом физических законов и углом наклона труб.

Работа открытой сети состоит из двух этапов, которые постоянно следуют друг за другом:

Схема открытой системы теплоснабжения

Для работы любой водяной отопительной системы необходимо обеспечить циркуляцию теплоносителя по трубам. Нагреваясь в котле, горячая вода должна поступать в батареи и радиаторы для передачи тепла в помещения дома. Водяная система отопления с естественной циркуляцией не является исключением.

Схема отопления с естественной циркуляцией

Движение теплоносителя происходит за счет разности плотности в нормальном и в нагретом состоянии. При попадании в теплообменник работающего котла происходит повышение температуры воды и как следствие – уменьшение плотности. Так как удельная масса холодного теплоносителя выше – он начитает вытеснять нагретый. В результате этого образуется движение масс.

Если решено делать отопление открытого типа, то в качестве теплоносителя может использоваться только вода. Если в контурах с принудительной циркуляцией за движение жидкости отвечает насос, то при естественной циркуляции используются принципы термодинамики. Вода по трубам движется за счет разной плотности холодной и горячей среды, а также за счет уклона труб.

Излишки разогретого теплоносителя попадают в открытый расширительный бак. Благодаря ему автоматически стабилизируется давление.

Работа всей системы подразделяется на два этапа:

Преимущества отопления открытого типа:

Всё потребляемое тепло уходит из дома через строительные конструкции: пол, стены, перекрытия, кровлю и окна (двери).

Наглядное изображение теплопотерь частного дома.

Понять насколько эффективна теплоизоляция можно воспользовавшись калькуляторами теплопотерь.

Пример. Одноэтажный дом 6х6 м с высотой стен 3 метра из керамзитобетонных блоков толщиной 40 см, перекрытый бетонной плитой 20 см. Площадь стен составит 72, площадь потолка — 36 м2. Разница между наружной и комнатной температурой 40оС (на улице -20, внутри помещений +20).

Без учёта окон и дверей, теплопотери через строительные конструкции составят примерно 20 кВт (8,7 через стены и 12,2 через перекрытие).

Контур отопления — это совокупность элементов, предназначенных для обогревания жилища путём передачи тепла воздуху. Наиболее распространённым видом отопления является система, использующая в качестве источника нагрева котлы или бойлеры, подключённые к водопроводу. Вода, проходя через нагреватель, достигает определённой температуры, а после направляется в отопительный контур.

В системах с теплоносителем, в качестве которого используется вода, циркуляция может быть организована двумя путями:

Как выглядит схема отопления закрытого типа? Основная конструктивная особенность, которая и обуславливает название такой системы – ее герметичность.

Система отопления закрытого типа, схема которой включает элементы, часть из которых используется и в других типах отопления, выглядит так:

Двухтрубная система отопления представляет собой самую распространенную схему прокладки отопительных труб и подключения радиаторов. Она предусматривает использование двух труб – по одной осуществляется подача горячего теплоносителя, а по второй он отводится к отопительному котлу. Данная схема отличается высокой эффективностью и обеспечивает равномерное распределение тепла по всем обогреваемым помещениям.

Однотрубные системы отопления, в отличие от двухтрубных, обладают целым рядом недостатков:

Различие в работе однотрубных и двухтрубных систем отопления хорошо иллюстрирует данная картинка.

Любая из вышеперечисленных систем может быть «закрытого (независимого) типа». Это означает отсутствие общих участков, разобщенность между внутридомовым контуром отопления и наружными теплосетями. Вода внутри системы отопления дома (часто деаэрированная и содержащая антикоррозионные присадки) движется побуждаемая циркуляционным насосом. Нагревается она от первичной воды внутри водоводяного теплообменника (как и вода в контуре горячего водоснабжения).

Конструктивно проста зависимая схема системы внутридомового отопления, выполняющая смешивание обратного потока своей воды с высокотемпературной сетевой водой посредством смесительного устройства – водоструйного элеватора или насоса.

Число секций биметаллического радиатора отопления напрямую влияет на выбор схемы подключения. Например, для моделей, имеющих до 8 секций , оптимальным будет боковое, диагональное или нижнее седельное подключение . Если количество секций биметаллического радиатора отопления больше 8-ми , то стоит выбирать диагональную схему подключения .