Что можно залить в систему отопления вместо воды: Что залить в систему отопления дома вместо воды, что бы не разморозить?

Что залить в систему отопления частного дома, воду или антифриз

Автор Монтажник На чтение 18 мин Просмотров 36.4к. Обновлено 14.12.2020

Индивидуальная система отопления в зимнее время должна функционировать непрерывно, даже при отсутствии жильцов, в экономичном режиме работы. Но если хозяева на долгое время покинули загородный коттедж или дачный дом, могут возникнуть непредвиденные ситуации, приводящие к замерзанию воды в трубах отопления, и в этом случае становится актуальным вопрос — что залить в систему отопления частного дома.

Задача усложняется тем, что существует несколько вариантов замены воды морозоустойчивыми жидкостями, имеющими различные химические свойства и физические характеристики. Также необходим точный расчет объема теплоносителя в системе — это позволит правильно определить нужное количество незамерзающей жидкости для функционирования в системе отопления, и соответственно сэкономить финансовые средства и время.

Рис. 1 Система отопления в частном доме

Содержание

1. Что такое теплоноситель и какие бывают виды
2. Основные требования к теплоносителю для отопления загородных домов
3. Вода в качестве теплоносителя
4. Плюсы и минусы воды в роли теплоносителя
5. Что такое антифриз и его виды
6. Плюсы использования антифриза
7. Минусы использования антифризов
8. Сравнение антифриза с водой
9. Основные виды антифризов и их свойства
10. Состав антифризов
11. Этиленгликолевый антифриз — когда стоит выбрать
12. Пропиленгликолевый антифриз когда стоит выбрать
13. Триэтиленгликолевый антифриз — когда стоит выбрать
14. Плюсы использования антифризов с присадками
15. Расчет жидкости в системе отопления
16. Что залить в систему отопления частного дома — выбор производителя антифриза
17. Как самостоятельно приготовить антифриз
18. Как заливать незамерзающую жидкость в систему отопления самостоятельно

Что такое теплоноситель и какие бывают виды

Теплоносителем называют жидкое или газообразное вещество, предназначенное для передачи тепловой энергии, в индивидуальной отопительной системе дома используется только жидкое рабочее тело.

В домашнюю систему отопления заливаются следующие виды теплоносителей:

• Вода. Самый доступный и универсальный теплоноситель, не требующий финансовых затрат на его приобретение и используемый в большинстве систем отопления, обладает наибольшей теплоемкостью среди жидких веществ.
• Антифризы. Для передачи тепловой энергии используются два вида антифризов — этиленгликоль и пропиленгликоль. Они имеют низкую температуру кристаллизации и разводятся с водой в определенном соотношении — это позволяет изменять точку замерзания жидкости.
• Смеси антифризов. Наиболее популярные антифризы этиленгликоль и пропиленгликоль обладают разными химическими и физическими свойствами. Некоторые производители добавляют в их состав гликоли для получения жидкостей, сочетающий в себе преимущества двух компонентов.
• Автомобильные антифризы. Этиленгликоль является одним из основных компонентов автомобильных охлаждающих жидкостей, поэтому можно использовать общеизвестный Тосол для отопления дома. В его марках цифры 40 (голубой цвет) и 65 (красный цвет) означают температуру замерзания.
  При эксплуатации раствор тосола меняет цвет на сине-зеленый, затем зеленый, желтый и в конце обесцвечивается (точнее становится грязно-коричневым из-за отложений ржавчины). Это говорит о снижении ее эксплуатационных качеств и необходимости замены. Нормальной рабочей температурой эксплуатации Тосола считается показатель до 95º С, при превышении этого порога срок службы жидкости резко падает.

Рис.2 Антифризы — виды

• Другие вещества. Чтобы понизить точку замерзания воды, можно использовать любые солевые растворы (хлористые натрий, калий, кальций), спирты, глицерин, гликоли, анилин и многие другие химические компоненты. Очень хорошим антифризом считается вода с 40% содержанием этилового спирта, но его использование довольно дорого и ограничено высокой летучестью и воспламеняемостью. Аналогичными свойствами обладает и более дешевый метиловый спирт, который опасно использовать в качестве теплоносителя вследствие его высокой ядовитости.

На рынке встречаются антифризы на основе глицерина — ни в коем случае не следует использовать эти составы в отопительной системе, они обладают температурной неустойчивостью, разлагаются с образованием вредных для материалов компонентов, затрудняют настройку котла отопления.

Основные требования к теплоносителю для отопления загородных домов

Теплоноситель, который следует заливать в систему отопления загородного дома, должен обладать следующими свойствами:

• Иметь высокую теплоемкость. Данный показатель характеризует свойство вещества накапливать тепловую энергию — чем больше рабочая жидкость впитает в себя энергии, тем больше ее будет подано на радиаторы отопления.
• Вязкость. Рабочее тело должно иметь низкую вязкость — в этом случае электронасосу для подачи жидкости потребуется меньше электроэнергии.
• Экологичность. Многие жидкости, обладающие подходящими физическими параметрами для применения в роли теплоносителя, не используются в качестве рабочего тела из-за высокой опасности нанесения вреда здоровью человека.
• Безопасность. Проводящая тепло жидкость не должна быть взрыво- и пожароопасной.

Рис. 3 Однотрубный контур отопительной системы с открытым расширительным баком

Возможно будет интересно: Однотрубная система отопления — плюсы и минусы, популярные схемы

• Нейтральность. Теплоноситель не должен оказывать вредного воздействия на трубы, котлы, отопительное оборудование, радиаторы, приводящего к их коррозии, химическому повреждению и соответственно быстрому выходу из строя.
• Стоимость. Цена теплопроводящей жидкости является наиболее важным параметром при выборе подходящих материалов, многие из них с хорошими физическими характеристиками не используются в системах по той причине, что слишком дороги.
• Температура. Подающая тепло жидкость должна выдерживать максимальную и минимальную рабочие температуры, а также их нижний и верхний предел с учетом экстренных ситуаций (отключение электроэнергии, поломка оборудования, повреждение магистрали).
• Срок эксплуатации. Все антифризы в процессе эксплуатации меняют свои химические свойства с ухудшением технических параметров. При использовании в автомобильной технике их рекомендуется менять раз в 3 — 5 лет, этот параметр необходимо учитывать и при использовании в качестве незамерзающей жидкости, выбирая состав с наиболее длительным сроком службы.

Рис. 4  Однотрубная система отопления с герметичным контуром

Вода в качестве теплоносителя

Применение воды в отопительной системе оптимально в том случае, если в доме постоянно проживают люди — даже при каких-то неполадках или длительном отключении электроэнергии в зимнее время, если не удастся быстро устранить неисправность и подключить электричество, можно просто слить воду из системы.

Идеальным вариантом для заполнения магистрали отопления является дистиллированная вода, но ее получение или приобретение в больших количествах обходится слишком дорого. Выходом из положения может быть сбор дождевой воды и ее дальнейшее использование после фильтрации, также воду можно умягчить кипячением или использовать для этого химические реагенты.

Плюсы и минусы воды в роли теплоносителя

Вода является самым распространенным элементом среди используемых жидкостей для переноса тепла, она обладает следующими свойствами:

• Доступность. Вода есть везде, она практически ничего не стоит, в экстренных ситуациях ее всегда можно слить и снова наполнить систему.
• Высокая удельная теплоемкость. Среди всех жидкостей вода обладает наивысшей теплоемкостью со средним значением 4200 Дж./кг.*К. (4,2 КДж./кг.*К.) — это означает, что она медленно нагревается, и медленно остывает.
• Низкая вязкость. Вода имеет низкую кинетическую вязкость 1,006 м.кв./с.(10-6) при температуре 20º С, с увеличением вязкость падает и при рабочей температуре котла около 70 С. данный показатель имеет значение около 0,4 м.кв./с.(10-6). Это означает, что вода меньше поддается сопротивлению при движении во время проталкивания ее в систему рабочим колесом электронасоса.
• Низкий коэффициент объемного расширения. При нагреве вода незначительно увеличивается в объеме, по сравнению с нулевой температурой при 80 градусах ее объем увеличивается на 2,8%.
• Экологичность. Применение воды безвредно для здоровья, при аварийных утечках она не нанесет ущерба здоровью человека.
• Нейтральность. Вода химически нейтральна по отношению ко всем синтетическим материалам, она не оказывает вредного воздействия на широко используемые в настоящее время трубопроводы из сшитого полиэтилена (металлопластик), применяемые для систем отопления.

Рис. 5 Физические свойства воды

К недостаткам относятся следующие свойства воды:

• Высокая температура замерзания. Это основной недостаток, не позволяющий эксплуатировать систему отопления дома зимой в отключенном состоянии.
• Коррозионное воздействие на сталь. Использование воды не позволяет применять в качестве материала трубопроводов дешевую сталь длительное время, приходится эксплуатировать трубы из более дорогих материалов и сантехническую арматуру из цветных или нержавеющих сплавов.
• Накипь. При повышении температуры, соли, содержащиеся в воде, оседают на трубах, в радиаторах и сантехнических приборах — это приводит к уменьшению сечения рабочего канала и нарушению работы запорной и регулирующей арматуры.

Что такое антифриз и его виды

Антифризами называется класс жидкостей, не поддающихся кристаллизации при низких температурах, их основное назначение — охлаждение автомобильных двигателей и работа в низкотемпературных установках.

Известны два основных вида антифризов: пропиленгликоль и этиленгликоль (также в продаже есть составы на основе глицерина), они обладают разными химическими и физическими свойствами и сферами применения.

Использование незамерзающей жидкости в отопительных системах оправдано в тех случаях, если хозяева индивидуальных домов отсутствуют в них зимой некоторое время — при возникновении экстренной ситуации (поломки, отключение электроэнергии) может произойти размораживание отопительной системы. Как только температура воды в трубах упадет до нуля градусов, произойдет ее замерзание и расширение на 10%, связанное с меньшей плотностью льда по сравнению с водой на аналогичную величину. При этом придется менять весь трубопровод, полностью заполненный водой, радиаторы отопления и нагревательный котел — убытки будут огромны.

Рис. 6 Физические свойства гликолей и температуры замерзания антифризов

Плюсы использования антифриза

Помимо предотвращения размораживания трубопроводной системы применение антифризов имеет следующие преимущества:

• Температурный диапазон работы незамерзающих составов для отопительных систем, лежащий в диапазоне от -70º до +110º С обеспечивает сохранение трубопровода при любых существующих в природе низких температурах и эффективную работу в качестве теплоносителя.
• При температуре охлаждения гликолей ниже кристаллизации, они становятся желеобразными, незначительно расширяясь в объеме — это не приводит к размораживанию системы и выходу ее из строя. После оттаивания труб жидкость можно разморозить и использовать повторно без потери качества.
• Наличие специальных присадок (ингибиторы коррозии и другие) в составе гликолей предотвращают появление накипи, ржавчины, пены, завоздушивание, увеличивая тем самым срок службы системы.
• Использование красителей позволяет легко обнаружить протечки, а изменение цвета жидкости говорит о необходимости ее замены.

Минусы использования антифризов

Использование антифризов имеет следующие недостатки:

• При применении незамерзающих составов необходимо помнить, что этиленгликолевые антифризы ядовиты, смертельная доза для человека при приеме внутрь составляет 2 мг. на 1 килограмм массы тела. В связи с этим был разработан экологически чистый и абсолютно безопасный пропиленгликоль.
• Большой минус незамерзающих жидкостей — их слишком высокая цена, стандартная 20-литровая емкость этиленгликоля с предельной температурой — 65º С стоит в среднем около 30 у.е. Такую же стоимость имеет 20-литровая канистра пропиленгликоля с максимальной температурой -30º С — фактически это говорит о том, что пропиленгликолевый состав стоит в 2 раза дороже.
• Применение относительно недорогого ядовитого этиленгликоля невозможно в доме с открытым расширительным баком.
• Незамерзающие жидкости имеют ограниченный срок службы, в среднем он составляет 5 лет или 10 отопительных сезонов, после чего жидкость необходимо сливать, промывать трубопровод и заливать новый состав, а при использовании ядовитого этиленгликоля придется дополнительно решать вопрос о его утилизации. Данная процедура приводит к существенным финансовым затратам и потерям времени.

Рис. 7 Влияние процентного содержания этиленгликоля в растворе на температуру его кристаллизации

• Применение некачественного антифриза или использование его после истечения срока службы может стать причиной повреждения водопроводной арматуры, засорения труб и фитингов — в интернете есть немалое количество подобных примеров.
• Один из критических недостатков применения незамерзающих составов заключается в том, что многие производители котлов отказывают потребителю в их в дальнейшем гарантийном обслуживании после заливки в систему антифриза.
• При использовании гликолей придется устанавливать более мощный циркуляционный насос, пропиленгликоль потребует увеличения его напора на 10% и производительности на 60%, аналогично понадобится более объемный расширительный бак.
• Не рекомендуется использовать пропиленгликолевые составы в электролизных котлах (Галан) и отопительных системах с оцинкованными трубами.

Сравнение антифриза с водой

Используемые в системах обогрева незамерзающие составы уступают воде по всем параметрам:

• Имеют на 10% меньшую теплопроводность — это говорит о том, что для передачи одинакового с водой количества тепла скорость их движения по трубам должна быть больше на 10%.
• Вязкость некоторых антифризов в 5 -10 раз превышает аналогичный показатель воды, поэтому насосу понадобится приложить больше кинетической энергии (возрастут затраты электроэнергии) для продвижения жидкости по трубам.
• Антифризы обладают высокой текучестью, то есть будут проникать через мелкие щели, в которых ранее задерживалась вода — это может привести к дополнительным протечкам, данный недостаток устраняют применением высококачественных соединений и уплотнителей (паронитовые или тефлоновые прокладки).
• Коэффициент теплового расширения этиленгликоля в 1,5 раза больше, чем у воды, то есть при температуре + 80º С он может достигать 4,5% от общего объема и в некоторых случаях понадобится установка расширительного бака больших размеров.

Рис. 8 Сравнение характеристик антифриза и воды

Основные виды антифризов и их свойства

Антифризы применяют для того, чтобы не разморозилась отопительная система, их основные виды — водные пропиленгликолевые и этиленгликолевые растворы, порог замерзания которых зависит от соотношения гликоля и воды.

Состав антифризов

Низкозамерзающие жидкости состоят из активного вещества (антифриз 60 — 65%) дистиллированный или деионизированной воды (около 30 — 35% от общего объема) и 3 — 4% специальных присадок (ингибиторов коррозии), которые поставляются крупными зарубежными химическими концернами (BASF). Иногда производитель поставляет на рынок дешевые низкозамерзающие жидкости, в состав которых входит диэтиленгликоль, обладающий низкой химической стабильностью и соответственно малым сроком службы.

Этиленгликолевый антифриз — когда стоит выбрать

На рынок поставляются две основные разновидности этиленгликолевой незамерзающей жидкости (красный цвет), температура кристаллизации которых составляет -30 и -65º С, несмотря на токсичность использовать его можно без сильных опасений в закрытых отопительных системах. Большой угрозы в закрытом контуре он здоровью детей и животных не представляет, в отличие от лекарственных препаратов и бытовой химии, находящихся дома в доступных местах.

Этиленгликоль вреден только при попадании внутрь организма (детей может привлечь его сладкий вкус), долгое вдыхание его паров вызывает кратковременное расстройство здоровья, при попадании на кожу рук в случае ликвидации протечки или прорыва трубопровода нужно будет их просто промыть водой.

Рис. 9 Сравнение температуры замерзания антифризов

Пропиленгликолевый антифриз когда стоит выбрать

Положительные качества пропиленгликоля — малый коэффициент теплового расширения и абсолютная безвредность для человека (он является пищевой добавкой), поэтому использовать его можно в контурах с открытыми расширительными баками. На рынок поставляется пропиленгликолевый состав зеленого цвета (в название часто добавляют ЭКО) с температурой замерзания до -30º С, для получения стандартной температуры замерзания в пределах 20 градусов его следует разбавить водой приблизительно на 40%. К недостаткам относят низкую теплопроводность (на 30% меньше, чем у воды), поэтому при использовании низкотемпературной жидкости производительность насоса придется повышать.

Триэтиленгликолевый антифриз — когда стоит выбрать

Основное отличие триэтиленгликоля от других теплоносителей — способность выдерживать рабочую температуру до 170 — 180º С, и высокая вязкость (в 2 раза больше этиленгликоля), что делает проблематичным его использование в качестве антифриза в высоких концентрациях. Триэтиленгликоль используют в качестве добавок в смеси с другими незамерзающими жидкостями в антифризных составах для повышения верхнего температурного порога.

Плюсы использования антифризов с присадками

Отличительные особенности антифриза различных производителей — наличие присадок разного химического состава и назначения, в большинстве случаев они предназначены для борьбы с ржавчиной в металлических трубах и содержат ингибиторы коррозии. При использовании незамерзающих жидкостей в системах со стальными трубами и элементами отопительной системы, чугунными радиаторами польза от таких присадок несомненна — они замедляют коррозионные процессы в 100 раз.

При применении незамерзающей жидкости в современных пластиковых трубах и алюминиевых радиаторах антикоррозионные присадки бесполезны (за исключением веществ, растворяющих накипь) и не оказывают положительного влияния на работу системы.

Рис. 10 Объем теплоносителя, который заливают в трубы для отопления

Расчет жидкости в системе отопления

Определить объем жидкости можно двумя способами: путем расчетов и экспериментов, в последнем случае магистраль заполняют водой и затем ее сливают, измеряя полученное количество ведрами или другими емкостями с известными параметрами.

Для расчета по формулам складывают объемы следующих составляющих (кроме расширительного бака):

• V(объем) = V(труб) + V(радиаторов) + V(котла)

Для расчета объема жидкости в трубах используется следующее уравнение:

• V(объем) = S(площадь сечения трубы) х L(длина трубы)

Площадь сечения можно вычислить вручную по формуле площади круга:

• S = 3,14(число пи) х R2(радиус в квадрате)

или определить по таблицам объема жидкости в одном погонном метре трубы заданного внутреннего диаметра (Рис. 10) – такой вариант намного проще и точнее.

Объем воды в радиаторах обычно указывается в паспорте, при его утере можно воспользоваться таблицами с указанием данных для одной секции батарей различного образца и материала изготовления (рис. 11), параметры котла берут из паспортных данных.

Рис. 11 Таблица расчета объема радиаторов

Объем расширительного бака берут не менее 10% от общего объема системы — этого должно хватить для любого теплоносителя, наибольший коэффициент теплового расширения имеет этиленгликоль, и данный показатель не превышает 5% при температуре до 80º С.

Что залить в систему отопления частного дома — выбор производителя антифриза

При покупке антифризов следует выбирать составы от отечественного производителя — их стоимость значительно ниже импортных при одинаковых показателях (многие жидкости изготавливаются на основе импортного фармакологического пропиленгликоля, отсюда их высокая стоимость).

Наиболее известными поставщиками своей продукцией считаются фирмы Форвард групп (торговые марки Dixis, Теплый дом), ВинтХим (марка Hot Blood), Primoclima, Обнинскоргсинтез (марки Thermagent, Sintec, Sintoil), при выборе товара сложно отдать предпочтение какому-либо производителю — все гликоли имеют практически одинаковый состав, приблизительно равную стоимость и высокий срок службы в 5 лет.

Рис. 12 Популярные марки гликолей

Как самостоятельно приготовить антифриз

Единственным приемлемым вариантом самостоятельного изготовления антифриза является использование 40% спиртового раствора с достаточно низкой температурой замерзания (около -28,9º С).

Если рассматривать затраты на изготовление данной смеси, то стоимость 5-литровой канистры 95% этилового спирта составляет около 20 у.е., 20-литровая емкость будет стоить 80 у.е., а 40% раствор такого же объема обойдется потребителю в 33,7 у.е. — это близко к цене пропиленгликоля, который заливается как теплоноситель.

Если вместо высококачественного этилового спирта использовать денатурат (метанол не стоит рассматривать — он очень ядовит), то по затратам можно получить стоимость относительно недорогого этиленгликоля.

Применение самостоятельного приготовленного спиртового раствора в качестве теплоносителя имеет неоспоримые преимущества по сравнению с составами промышленного изготовления, основные из них:

• Длительное использование. Через 10 лет, если не раньше, антифриз придется сливать и заливать в систему новый состав. Спиртовой раствор в закрытой системе можно использовать очень долгое время — это уменьшение затрат минимум в 2 раза.
• Экономия электроэнергии. Спиртосодержащий раствор имеет значительно меньшую вязкость, чем незамерзающие жидкости, поэтому электронасос будет работать в таком же режиме, как и при использовании воды.
• Водно-спиртовой раствор имеет аналогичное с водой поверхностное натяжение — это уменьшает риск протечек в отличие от незамерзающих жидкостей.
• Если воду со спиртом сравнивать с промышленным антифризом, то состав оказывает полезное влияние на трубопроводную магистраль, растворяя накипь и препятствуя коррозии.
• Проверить качество теплоносителя в отличие от антифризов намного проще — для этого понадобится простейший спиртометр. А при понижении процентного содержания спирта его легко повысить доливанием основного компонента и использовать раствор дальше.
• У производителя будет слишком мало оснований отказать в гарантийном обслуживании котла при применении данного раствора.
• Некачественные антифризы засоряют систему осадком и даже способны повредить сантехническую арматуру, вызывая ее ускоренную коррозию продуктами распада — с водно-спиртовым раствором этого можно избежать.

Рис. 13 Характеристики некоторых марок гликолей

Как заливать незамерзающую жидкость в систему отопления самостоятельно

Перед применением состава, его разводят водой для получения необходимой точки замерзания. При использовании пропиленгликолей оптимальным считается раствор с температурой кристаллизации -25º С для котлов на жидком и твердом топливе, при применении нагревателей газового или электрического типа, выбирают нижний температурный порог — 20º С.

При использовании полипропиленгликолевого состава с температурой -30º С, для получения необходимых температурных значений обычно добавляют 10% и 20% воды (для температур -25º С и -20º С соответственно). Если используют растворы этиленгликоля с предельной температурой в -30º или -65º С, то количество добавленной воды рассчитывают с учетом процентного содержания гликолей для разных температур по таблицам (Рис. 7).

К примеру, если мы имеем состав объемом 20 л. с температурой кристаллизации -30º С с 46% содержанием гликоля, то для получения жидкости с температурой замерзания -20º С. необходима его 36% концентрация, умножаем  20 на 46, делим на 36 и получаем искомое значение 25,55.

Для получения состава с температурой  кристаллизации -20º С. необходимо долить 5,5 литра воды — для разбавления используют умягченную или дистиллированную воду.

Рис. 14 Плотность этиленгликоля в зависимости от температуры

При самостоятельной заливке жидкости в систему поступают следующим образом:

• Сливают теплоноситель через кран опорожнения и заполнения, расположенный в области водонагревательного котла, также минимум один раз промывают систему.
• Это делают с помощью электронасоса любого типа (можно использовать недорогие вибрационные модели Малыш). Промывают трубопровод и элементы отопительной системы, подавая в магистраль воду из емкости под давлением около 2 бар.
• После наполнения магистрали прекращает подачу воды, перекрывают кран подачи и включают котел на некоторое время (от одного часа) до нагрева воды. Не обязательно производить нагревание до 80 градусов, следует лишь добиться чистого состояния грязевого фильтра, который до и в процессе промывания периодически очищают. Промывку магистрали считают законченной, если в течение 30 минут работы на фильтре не появится грязь.
• По завершении промывочной процедуры сливают воду, и приступают к заполнению радиаторной системы. Для этого накачивают насосом (можно использовать ручные гидравлические насосы) глюколь до двух атмосфер и начинают стравливать воздух из радиаторов, при этом важно учесть, что работу следует начинать с нижних этажей.
• Воздух в радиаторах выпускают через краны Маевского, открывая их шлицевой отверткой или специальным сантехническим ключом до появления жидкости. При этом давление в магистрали немного падает, и его снова поднимают до необходимого порога подкачкой гликоля в систему.
• Процедуру стравливания и подкачки производят повторно, после чего теплоноситель нагревают до температуры приблизительно 65º С и проверяют радиаторы на нагрев с двух противоположных сторон. Если одна половина более холодная, значит воздух стравлен не полностью и процедуру необходимо повторить.
• Если при стравливании воздуха из радиатора идет пена (она образуется при прохождении гликоля через крыльчатку компрессионного насоса), оборудование и насос отключают, давая жидкости возможность отстояться.

Рис. 15 Как незамерзающую жидкость залить в систему

Решая, что залить в отопительную систему для предотвращения ее размораживания, можно прийти к выводу, что наилучшим вариантом является спиртовой 40% раствор, изготовленный самостоятельно. Его стоимость сопоставима с выпускаемыми промышленностью гликолями для теплоносителей, а совокупные физические характеристики состава (вязкость, теплоемкость, экологичность, срок службы и другие) на порядок выше широко разрекламированных незамерзаек.

Что залить в систему отопления, чтоб она не замерзла зимой

Владельцы дачи, коттеджа или любого другого загородного дома интересуются вопросом, что залить в систему отопления, чтоб она не замерзала зимой. В таких зданиях пользователь может жить не постоянно, например, приезжать на выходные, поэтому разморозка труб считается актуальной проблемой.

Для начала разберёмся с понятием теплоноситель. В общих чертах это горячая жидкость или пар, которая поступает от котла к радиаторам, отдаёт часть тепла и возвращается по обратному трубопроводу к теплогенератору. В большинстве случаев пользователи используют теплоноситель для системы отопления дома в виде жидкости. Это может быть:

• обычная водопроводная или дистиллированная вода;
• не замерзающие жидкости, антифризы (пропиленгликоль или этиленгликоль).

Важно! Для снижения воздействия коррозии на поверхность металлических труб в состав любого теплоносителя могут вводиться специальные вещества, присадки.

Во всех жидкостей для системы отопления есть свои сильные и слабые стороны. Далее разберёмся с этим более детально.

Содержание:

• Как подобрать теплоноситель для отопления
• Достоинства и недостатки воды в качестве теплоносителя
• Использование антифризов в качестве теплоносителя

Как подобрать теплоноситель для отопления

Составление проекта разводки и монтаж отопления в частном доме должен проводится вместе с выбором вида теплоносителя. От типа выбранной жидкости зависит показатель мощности котла и производительность отопительных приборов, подбор такого важного агрегата как циркуляционный насос и покупка других материалов и составляющих.

Если двухтрубная система отопления с нижней разводкой будет эксплуатироваться на протяжении всей зимы, то идеальным вариантом выбора считается вода. На данный момент такая жидкость считается основным теплоносителем. Воду можно набрать из колодца или скважины, кроме этого она абсолютно бесплатна.

Достоинства и недостатки воды в качестве теплоносителя

Кроме указанных выше достоинств, вода, которая используется в однотрубной системе отопления с принудительной циркуляцией или любой другой схеме обладает прекрасными теплофизическими качествами. В этой жидкости не содержатся токсины, поэтому она абсолютно безопасна для здоровья человека.

Несмотря на огромное количество преимуществ, вода не всегда считается идеальным выбором, даже если говорится о круглогодичном применении. Главными недостатками использования этой жидкости в автономной системе отопления считается:

• возможность заледенения под воздействием отрицательных температур;
• коррозионная активность на стенки металлических труб;
• возможность образования накипи и солевых отложений в трубопроводе.

Если заледеневшие участки на стойких к разрыву полипропиленовых трубах можно отогреть, то для борьбы с коррозией и различными отложениями в состав жидкости вводят специальные вещества, присадки ингибиторы, которые позволяют уменьшить коррозийную активность воды в несколько раз.

Не используйте в качестве незамерзающей жидкости такие растворы, как этиловый спирт, тосол или трансформаторное масло. Это связано с тем, что теплоноситель не должен гореть или содержать в своём составе вредных для человека веществ.

Использование антифризов в качестве теплоносителя

В продаже в строительных магазинах есть специальные жидкости, антифризы, которые используются в системе отопления с попутным движением теплоносителя или других схемах. Эти жидкости отличаются по таким характеристикам:

• температура замерзания;
• стоимость;
• основа для раствора;
• наличие определённых присадок.

В случае применения незамерзающих жидкостей нужно устанавливать более мощные радиаторы, в связи с тем, что теплоёмкость этого вещества на 20% ниже, чем у воды. Антифризы более вязкие, поэтому для их прокачки по контуру потребуется циркуляционный насос повышенной мощности. При выборе незамерзайки следует обращать внимание на её совместимость с компонентами отопительной системы. Не все модели котлов и отопительных приборов могут эксплуатироваться на антифризах.

Одной из самых популярных незамерзающих жидкостей считается этиленгликоль. В зависимости от базовых характеристик диапазон замерзания этого антифриза находится в пределах -35..-65 градусов. Вещество обладает хорошими теплофизическими качествами, имеет невысокую стоимость.

Этиленгликоль в чистом виде считается ядом, поэтому его можно использовать только в отопительных системах закрытого типа.

Вторым популярным видом антифриза считается пропиленгликоль. Эта жидкость абсолютно безопасна для здоровья человека, её даже используют в пищевой промышленности. Температура замерзания пропиленгликоля -40 градусов и ниже. Единственным недостатком этой жидкости считается высокая цена.  Если вы не можете определиться с выбором теплоносителя для дачи или любого другого загородного дома обратитесь за помощью к специалистам. Для этого достаточно позвонить по номеру +7-926-966-78-68

Преобразование системы отопления: пар в горячую воду

Паровые системы отопления распространены в Нью-Йорке, особенно в довоенных квартирах и других старых зданиях. Однако паровые котлы и радиаторы, как правило, неэффективны из-за своего возраста и конструкции, а переход на горячую воду может привести к значительной экономии энергии. Помимо того, что они более эффективны, системы горячего водоснабжения также предлагают более быстрое время отклика, чем паровые радиаторы, при этом снижая затраты на техническое обслуживание и обеспечивая более безопасную работу.

При переводе системы отопления здания с пара на горячую воду возможны два подхода:

• Адаптация существующей установки для использования горячей воды. Это наиболее экономичный вариант, когда в ближайшее время здание не будет подвергаться капитальному ремонту. Однако часть эффективности установки горячего водоснабжения теряется при использовании оборудования, изначально рассчитанного на использование пара.
• Полная замена системы отопления. Этот вариант является непомерно дорогим в существующих зданиях, поскольку он включает в себя открытие стен и полов для замены трубопровода и связанной с ним арматуры. Тем не менее, это экономически выгодно, когда здание будет подвергаться капитальному ремонту.

Системы нагрева на основе пара рекомендуются в новых конструкциях, где пар требуется для дополнительных целей, помимо обогрева, таких как стерилизация; или когда имеется отработанный пар промышленного процесса или электростанции. Тем не менее, горячая вода, как правило, является лучшим вариантом для большинства других объектов.

---

Убедитесь, что ваш проект преобразования системы отопления профессионально разработан.

---

Как разрабатывалось паровое отопление в 20 веке

Неэффективность парового отопления в значительной степени связана с практикой проектирования, которая была распространена в начале 20-го века: санитарные нормы требовали, чтобы системы отопления были рассчитаны на здания с открытыми окнами даже в самые холодные зимние дни. Поэтому паровые радиаторы склонны перегревать внутренние помещения, а открывание окон — единственный способ регулировать температуру. Эта практика представляет собой значительную трату энергии, так как часть тепла выбрасывается на улицу.

Расточительная эксплуатация — не единственный недостаток традиционных паровых систем, используемых в нью-йоркских зданиях. Они также имеют следующие ограничения:

• Паровые трубы обычно больше, чем трубы горячей воды, поэтому система занимает больше места. В новостройках первоначальная стоимость увеличивается.
• Системы парового отопления менее щадящие, когда дело доходит до неисправностей и утечек. Утечку горячей воды относительно легко обнаружить и устранить, но утечки пара обычно связаны с высокотемпературными струями, которые могут вызвать серьезные ожоги. Учтите, что вероятность неисправности увеличивается по мере старения системы, поэтому системы парового отопления в довоенных зданиях требуют наибольшего внимания.

Пар использовался в старых системах отопления по той простой причине, что он поднимается по трубопроводу, не требуя насоса, а по одной трубе можно подавать пар и отводить сконденсировавшуюся воду из радиатора. Однако дополнительные затраты на эксплуатацию парового котла намного превышают затраты на откачку, связанные с современной системой горячего водоснабжения. Паровое отопление также имеет очень медленное время отклика, что ограничивает использование автоматического управления.

---

Ищете инженера-проектировщика сантехники для вашего строительства?

---

Эффективность Преимущества горячей воды перед паром

Основной причиной замены системы парового отопления на горячую воду является энергоэффективность: например, проект преобразования системы отопления Университета Британской Колумбии позволил повысить эффективность с 60 до 85 процентов. Системы на основе пара также требуют более высоких затрат на техническое обслуживание, которые могут быть более чем в 10 раз выше, чем у эквивалентной системы горячего водоснабжения.

Системы горячего водоснабжения

также обеспечивают повышенную эффективность, поскольку они имеют меньшее время отклика и их легче контролировать. Такие переменные, как температура воды и поток, могут регулироваться с точностью, которая просто невозможна с паром, оптимизируя потребление энергии и снижая затраты на энергию.

Процедура преобразования системы отопления

Как упоминалось ранее, системы парового отопления часто имеют слишком большие размеры, поскольку они были разработаны с учетом устаревших санитарных норм. Первым шагом перед переходом с пара на горячую воду является правильный расчет отопительной нагрузки.

Расчет тепловой нагрузки и мощность котла

Использование «эмпирических правил» может показаться заманчивым, потому что они просты, но они часто приводят к чрезмерно большой системе отопления, что частично сводит на нет цель модернизации. Помимо неэффективности, большие котлы работают в более коротких циклах, изнашивая их компоненты и сокращая срок их службы. Это увеличивает затраты на техническое обслуживание и сокращает время между заменами котла. Когда выполняется преобразование пара в горячую воду, размер котла почти всегда уменьшается, и настоятельно рекомендуется связаться с квалифицированным инженером-проектировщиком или фирмой, чтобы получить установку надлежащего размера.

Несмотря на то, что существующие паровые котлы могут быть модифицированы для подачи горячей воды, модернизация агрегата, как правило, предпочтительнее:

• Возможен заказ современного агрегата с превосходной эффективностью.
• Уменьшение размера блока обеспечивает дополнительную экономию помимо той, что достигается за счет повышения эффективности.

Повторное использование паровых радиаторов

При переходе с пара на горячую воду важно определить, можно ли повторно использовать радиаторы. Некоторые радиаторы рассчитаны исключительно на пар, модифицировать их вообще дорого и не рекомендуется; в этих случаях лучшим вариантом является использование другого теплоносителя, например, фанкойла.

Несмотря на то, что радиаторы должны проверяться квалифицированным специалистом, есть один способ сразу определить, предназначены ли они исключительно для пара: если отдельные секции радиатора не соединены трубой сверху, горячую воду использовать нельзя.

Конфигурация трубопроводов радиатора также важна при принятии решения об их повторном использовании. Как следует из их названия, однотрубные системы подают пар и отводят конденсат по одной и той же трубе; в то время как двухтрубные системы имеют отдельную трубу для каждой функции. Две трубы обязательны для систем горячего водоснабжения, поэтому модернизация становится более сложной, если в существующей паровой установке используется только одна труба на радиатор. Иногда даже двухтрубные системы требуют модернизации обратки; если они были рассчитаны на небольшой поток конденсата, они могут не справиться с полным потоком системы горячего водоснабжения.

Использование парового трубопровода для горячей воды

Имейте в виду, что трубопроводы будут подвергаться совершенно другому набору условий эксплуатации после того, как установка будет модернизирована для горячей воды:

• Пар поднимается сам по себе, а горячая вода подается. Трубопровод должен выдерживать давление воды на выходе насоса, а также статическое давление воды в системе.
• Вода будет подаваться как по подающему, так и по обратному трубопроводу. Несмотря на то, что обратная линия предназначена для этого, линия подачи больше, потому что она рассчитана на пар, и для балансировки потока обычно требуются клапаны.

Паропровод имеет ряд приспособлений и принадлежностей, которые не нужны при использовании горячей воды и приводят только к потере энергии в виде перепада давления. Любые компоненты, которые больше не нужны после модернизации системы на горячую воду, должны быть удалены, и особое внимание следует уделить термостатическим конденсатоотводчикам, которые могут сильно препятствовать потоку горячей воды.

Альтернатива переоборудованию: полная замена системы

Замена системы парового отопления совершенно новой системой горячего водоснабжения возможна, но затраты на существующие объекты могут быть непомерно высокими из-за необходимости вскрытия стен и замены трубопровода. Однако, если здание будет подвергаться капитальному ремонту, то будет отличным решением полностью переделать систему отопления.

• Размер трубопровода можно подобрать специально для горячей воды, что устраняет необходимость использования клапанов на линиях увеличенного размера, которые изначально были рассчитаны на пар. Сбалансировать подачу и возврат воды намного проще, если трубы соответствующего размера.
• Радиаторы можно заменить более эффективными альтернативами, такими как водяные системы подогрева пола или водяные тепловые насосы.
• Автоматизация может быть развернута для всей системы горячего водоснабжения, достигая минимально возможных эксплуатационных расходов.

Это выгодно только при проведении капитального ремонта. Например, снос полов и стен только для установки новых трубопроводов редко оправдан с точки зрения затрат и выгод.

Когда рекомендуются паровые системы?

В большинстве жилых и коммерческих помещений горячая вода является явным преимуществом перед паром с точки зрения первоначальных затрат, удобства и эффективности. Однако есть определенные области применения, для которых лучше подходит паровая система.

Области применения, требующие стерилизации

Пар часто используется для стерилизации оборудования в таких областях, как здравоохранение или пищевая промышленность, и наиболее экономичным вариантом является использование одного и того же бойлера для стерилизации и нагревания. Еще одним преимуществом пара является то, что любые бактерии в конденсированной воде немедленно погибают во время испарения.

В тех случаях, когда требуется стерилизация, использование горячей воды для отопления помещений потребует использования двух отдельных бойлеров, что требует чрезвычайно высоких первоначальных затрат. Следовательно, паровое отопление является экономически выгодным.

Наличие отработанного пара

Пар часто является отходом промышленных процессов и процессов производства энергии и, по сути, является источником бесплатной энергии для систем отопления. С абсорбционным чиллером также можно использовать пар для кондиционирования воздуха и охлаждения, но это представляет собой значительные инвестиции, которые оправданы только при наличии бесплатного или дешевого пара.

Выводы

Пар является экономичным теплоносителем, если он доступен в виде технологических отходов или когда его можно использовать для других целей, но горячая вода обеспечивает большую эффективность, безопасность и удобство в жилых и коммерческих целях. Если вы планируете преобразовать систему отопления, настоятельно рекомендуется связаться с квалифицированными специалистами, чтобы вы могли определить, какие компоненты системы можно использовать повторно, а какие модификации потребуются. В качестве альтернативы, если на вашем объекте будет проводиться капитальный ремонт, рассмотрите возможность полной замены системы отопления, чтобы максимизировать эффективность.

Теплоемкость воды и теплоемкость масла | Научный проект

Научный проект

Вы когда-нибудь задумывались, почему масло в кастрюле так быстро нагревается, а вода так долго кипит?

Тепло , представляющее собой обмен энергией между системой и ее окружением, происходит тремя основными способами: проводимость , конвекция и излучение .

Скачать проект

Оценка

Пятый класс

Проводимость — передача тепла через прикосновение (физический контакт между молекулами). Чем горячее молекулы, тем быстрее они перемещаются и передают свою энергию другим молекулам. Конвекция — это передача тепла через поток жидкости, например, когда горячую воду поливают льдом или когда холодный воздух обдувает теплый суп. Излучение возникает, когда объект выделяет тепло в виде электромагнитных лучей.

Теплоемкость объекта описывает количество тепла, необходимое для изменения температуры этого объекта на определенную величину. Удельная теплоемкость — это количество тепла, необходимое для изменения температуры вещества на один градус (обычно °C).

Жидкости по-разному поглощают тепло. Изменение температуры конкретной жидкости, нагретой теплопроводностью, может не совпадать с той же тенденцией изменения температуры той же жидкости, нагретой излучением.

Как различные жидкости поглощают тепло?

• Вода
• Соленая вода
• Оливковое масло
• Жидкое мыло
• Банки (сколько бы у вас ни было жидкостей)
• Цифровая конфорка
• Цифровой термометр
• Микроволновая печь
• Секундомер
• Этикетировочная лента
• Маркер
• Любая другая жидкость, которую вы хотите протестировать

За ночь до теплового испытания отмерьте ½ стакана жидкости в каждую банку и промаркируйте ее соответствующим образом. У вас должно быть по 2 баночки на каждую жидкость. Отложите банки в сторону, чтобы они были одинаковой температуры, когда вы будете проверять их на следующий день.

Микроволновые испытания

1. Запишите начальную температуру тестируемой жидкости. Не забудьте записать температуру в °C.
2. Поместите банку с первой жидкостью в микроволновую печь и разогрейте на полной мощности в течение 30 секунд. Запишите температуру и любые наблюдения.
3. Повторите шаг 2 еще несколько раз, каждый раз записывая температуру и любые наблюдения. Будьте осторожны, стеклянная банка нагреется! Попросите взрослого помочь вам вытащить банку из микроволновой печи.
4. Повторите шаги 1-3 для второй жидкости.

Проверка нагревательной плиты

1. Установите нагревательную плитку на 80°C.
2. Запишите начальную температуру тестируемой жидкости.
3. Поставьте банку на плиту и включите секундомер.
4. Записывайте температуру жидкости каждые 2 минуты в течение 20 минут. Запишите любые наблюдения.
5. Будьте осторожны с горячим стеклом и жидкостью!
6. Повторите шаги 1-5 для второй жидкости.

Нарисуйте ваши данные:

Нарисуйте график каждого набора данных с температурой на оси y и временем на оси x. О чем говорят ваши графики?

Микроволны лучше нагревают полярные жидкости, такие как вода. Масла очень неполярны. Оливковое масло нагревается на плите быстрее, чем вода. Вода по-прежнему будет нагреваться медленнее, чем оливковое масло, если ее поместить в микроволновую печь, но ваши графики должны были показать, что вода нагревается в микроволновой печи быстрее, чем на плите.

Как на плите, так и в микроволновой печи оливковое масло нагревается быстрее, чем вода, поскольку теплоемкость масла ниже теплоемкости воды. Вода требует больше энергии на грамм жидкости, чтобы изменить ее температуру. Поскольку подвод тепла от плиты и микроволновой печи одинаков во всех испытаниях, а вода нагревается до заданной температуры дольше, чем оливковое масло, мы можем сделать вывод, что вода может удерживать больше тепловой энергии, чем оливковое масло.

Микроволновое излучение – это излучение с длиной волны от одного миллиметра до одного метра. Эти короткие волны имеют высокие частоты и, следовательно, высокие энергии. Микроволны намного лучше нагревают полярных молекул, таких как вода. Молекула полярна, если она имеет концентрацию заряда на одной или другой стороне. В молекуле воды атом кислорода заряжен отрицательно, а атомы водорода заряжены положительно. Масла, такие как оливковое масло, представляют собой длинные, равномерно расположенные цепи и очень неполярны, поэтому они не поглощают энергию микроволн так же, как полярные молекулы, как вода. Микроволны работают, заставляя полюса молекулы быстро вращаться, что приводит к выделению тепла. Это известно как вращение диполя.

Заявление об отказе от ответственности и меры предосторожности

Education.com предоставляет идеи проекта научной ярмарки для ознакомления только цели. Education.com не дает никаких гарантий или заявлений относительно идей проекта научной ярмарки и не несет ответственности за любые убытки или ущерб, прямо или косвенно вызванные использованием вами таких Информация. Получая доступ к идеям проекта научной ярмарки, вы отказываетесь и отказаться от любых претензий к Education.