Для того чтобы обеспечить свое жилище постоянным теплом, как оказывается на практике нужно не только знать, как включить систему отопления, но и знать как она работает. Именно знание того, как устроено, на каких принципах работает, и что может случиться в непредвиденных ситуациях. Именно знания, чаще всего спасает владельцев частных домов и квартир от аварий и дорогостоящего ремонта. Наиболее часто встречающейся ситуацией форс-мажорных ремонтов является замерзание воды в системе, и как следствие разрыв труб, лопнувшие батареи и замена котла. Но, с другой стороны, если вовремя сменить водяной теплоноситель на антифриз, то даже в случае длительного отключения газа в зимнюю стужу с трубами и батареями ничего не произойдет.
Содержание
Виды теплоносителей
Для заполнения систем отопления с жидким теплоносителем используются три основные виды веществ – вода в чистом виде, раствор незамерзающей жидкости и антифриз в чистом виде.
Вода на сегодняшний день выступает основным видом теплоносителя в промышленных и автономных системах отопления. Она по сравнению с другими типами доступна и в случае аварий или необходимости слить систему обходится не столь дорого. Процесс подготовки воды к использованию даже в промышленных масштабах позволяет очистить ее от примесей и солей металлов до нужного качества, при этом срок службы такой подготовленной воды практически неограничен. Недостаток воды заключается в ее физических свойствах, при замерзании она кристаллизуется и образуется лед. Лед в замкнутом пространстве начинает расширяться, из-за чего и происходит большинство аварий в сетях теплоснабжения. Промерзшие участки с разорванными оболочками труб необходимо заменять на новые, поскольку ставить латки длиной в несколько метров просто нереально.
Система отопления дома с залитым в контур раствором антифриза более приспособлена к условиям временного отключения. Водный раствор незамерзающей жидкости способен выдерживать низкие температуры, опускающиеся далеко за -200С. Раствор обладает всеми качествами жидкого теплоносителя, сравнимого с водой, примерно та же теплоемкость, та же вязкость и динамика изменения плотности, но температура замерзания ниже. С точки зрения затратной составляющей использование раствора дороже, чем очищенной воды. Особенно если это касается теплоснабжения городских микрорайонов, а вот для частного дома или отдельной квартиры, это один из оптимальных вариантов. Именно поэтому владельцы загородных домов и дач поступают рационально, и отдают предпочтение такому варианту как залить незамерзайку в контур отопления.
Антифриз чаще всего используется как жидкость охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Но, химическая промышленность сегодня предлагает незамерзайку и для жилой, и для промышленной недвижимости. Ценность антифриза заключается в его стойкости по отношению к низким температурам. Некоторые типы антифриза имеют порог кристаллизации – 30, -40 и даже -65 градусов Цельсия.
Вода
Вода – самый доступный, безопасный и дешевый вид теплоносителя. Плотность ее при 0 градусов составляет 1000 кг/м3, при +200С – 998 кг/м3, при +800С – 971 кг/м3. Она обладает небольшим коэффициентом расширения, при нагревании до +800С он составляет 0,643. В открытых системах постоянно требует долива из-за испарения в процессе работы котла. При нагреве вода выделяет водород, который обычно скапливается в радиаторах, образуя воздушные пробки, поэтому и приходится из них спускать воздух.
Негативно влияет на состояние трубопроводов и стальных радиаторов наличие в воде ряда химических элементов и соединений железа, кальция, магния, марганца, сульфидов, нитратов и нитритов, определяющих степень ее жесткости. Оптимальный показатель жесткости ее не более 7-9 мг эквл/л. Кислотный баланс определяется в пределах 8,0-9,5 PH. Оптимальный показатель растворенного кислорода составляет 0,05 мг/м3.
В процессе работы вода проходит многократные циклы нагрева-охлаждения из-за чего соли и нерастворимые вещества оседают на внутренних стенках, и образуют накипь внутри теплообменника котла. Но если вода постоянно находится в трубах и не сливается на лето, процесс коррозии металла со временем замедляется. Самым большим недостатком ее выступает опасность замерзания при отрицательных температурах. При понижении температуры в помещении ниже 0 градусов Цельсия вода замерзает, образуя лед, который постепенно начинает расширяться, из-за чего металл труб и радиаторов не выдерживает и лопается.
Этиленгликоль
Автолюбителям понятие незамерзающей жидкости более понятно и знакомо, без антифриза сегодня невозможно представить себе эксплуатацию автомобиля в зимних условиях. Поэтому такие качества этиленгликоля как сохранение жидкого состояния при низких температурах пригодились и для автономного отопления дома.
Сегодня на рынке представлены растворы этиленгликоля двух типов – первый, замерзает при -35 градусов Цельсия, второй может выдерживать температуру ниже -650С. Чаще всего применяется водный раствор этиленгликоля с массовой долей вещества 52%, температура замерзания которого -400С. Плотность раствора при -400С составляет 1108 кг/м3, при 00С градусов – 1092кг/м3, при +80 градусах – 1045 кг/м3. Кинематическая вязкость при -40 равна 100 ед., при 0 – 9,5 ед., при +80 равна 1,0.
Этиленгликоль в чистом виде не имеет цвета и запаха. Закипает этиленгликоль при нормальных условиях, когда нагревается до +1970С.
Недостатком его выступает его токсичность – этиленгликоль опасен для человека, при попадании внутрь действует на почки и центральную нервную систему. Смертельная доза для человека наступает при концентрации 1,4 г/кг. Именно поэтому, он окрашивается в сигнальный малиновый цвет и применяется только в закрытых системах отопления.
Пропиленгликоль
Пропиленгликоль – представляет собой жидкость без цвета с характерным запахом. Считается веществом универсального назначения как для оборудования закрытого, так и открытого типов. Он безопасен для человека, нетоксичен, поэтому и окрашивается в зеленый цвет. Температура кристаллизации средства – 60 градусов Цельсия. В неразбавленном состоянии он закипает при температуре + 1870С.
В основном используется водный раствор с порогом замерзания -400 и температурой кипения +1080С. Плотность при температуре +200С 1044 кг/м3, при нагревании до 800С – 999 кг/м3. Кинематическая вязкость в охлажденном до – 300 состоянии составляет 150 ед, при 0 градусов 18 ед., при температуре +800 – 1,1 Срок службы водного раствора 5-7 лет.
Плюсом этого пропиленгликоля выступает его низкая агрессивность к черному металлу, он практически не поддерживает коррозию даже в трубах из стали низкого качества.
Глицерин
В сравнении с другими видами незамерзайки антифриз на основе глицерина проигрывает в показателе порога замерзания, у него он равен – 30 градусов, максимальный порог нагрева +1050С. С другой стороны, такой антифриз заметно выигрывает, имея другие положительные качества:
- Он химически нейтральный, и защищает внутренние металлические поверхности от коррозии;
- Срок эксплуатации его дольше – до 8 лет, при том, что обычный антифриз требует замены через 5 лет;
- Глицерин можно добавлять и в этиленгликоль и в пропиленгликоль в случае необходимости долить недостающий объем – он абсолютно безопасный и совместимый с этими веществами.
- Перед тем как залить незамерзайку на основе глицерина в контур после другого антифриза нет необходимости делать промывку труб, что значительно удешевляет процесс замены.
Технология заливки антифриза
Перед тем как залить незамерзайку необходимо проверить целостность системы, или по –другому провести опрессовку воздухом. Суть этого приема заключается в испытании всей конструкции рабочим давлением воздуха. Обязательно сделать это перед тем, как залить антифриз необходимо еще и потому, что и этиленгликоль, и пропиленгликоль и даже глицерин имеют отличающиеся от воды физические и химические свойства. Сама процедура не требует больших затрат и специального оборудования, все действия при опрессовке максимально просты и доступны даже для самостоятельного выполнения.
Опрессовка системы отопления
Для проведения опрессовки к сливному крану дополнительно устанавливается переходник с резьбой. К нему крепится конструкция, состоящая из переходника «американки», крана, тройника с подсоединенным к одному из выходов манометру, еще одного крана и переходника для подсоединения шланга. Для однокомнатной квартиры или небольшого дома, достаточно в качестве нагнетателя воздуха иметь обычный автомобильный насос, для больших объемов, лучше иметь компрессор.
Перед накачкой контура перекрываются все краны на котле отопления – дело в том, что современные котлы в своей конструкции имеют клапан, стравливающий воздух, поэтому его нужно изолировать от остальных элементов. После того как вентили котла будут перекрыты делается накачка воздуха в трубы. Для проверки герметичности соединений труб достаточно создания давления в 2-2,5 атмосферы. Для испытания трубопроводы под давлением остаются на 1 сутки, за это время давление может уменьшиться на 0,3-0,5 атмосферы. Для дома с 3 комнатами и подсобными помещениями, в которых установлены 6-8 батарей это нормально. Чтобы окончательно убедиться, что все стыки герметичны и нет утечки, стоит оставить закачку еще на сутки. Если манометр не изменил показаний, значит, контур герметичный и готов к заправке незамерзайкой.
Расчет необходимого количества теплоносителя
Перед тем как залить антифриз, необходимо посчитать какой объем жидкости необходимо будет иметь для полного заполнения всех элементов отопительной системы.
Для работы будет необходим калькулятор и справочные данные, которые указываются на упаковке радиаторов, труб и в инструкции по эксплуатации котла. Так же можно использовать и справочные данные с сайтов заводов-производителей оборудования.
Методика предельно проста – суммируются объемы всех элементов, и таким образом вычисляется, какой объем теплоносителя вмещает система отопления дома. Так при расчете берутся следующие справочные данные:
- Радиатор стальной 11 типа – 0,25 литра на каждые 10 см длины (высота составляет 500 мм);
- Радиатор стальной тип 22 – 0,5 литра на каждые 10 см длины (высота 500 мм);
- Алюминиевая секция – 0,45 литра;
- Секция биметаллическая – 0,3-0,35 литра на одну секцию;
- Чугунные элементы новых моделей – 1,0-1,25 литра на одну секцию;
- Секции чугунного литья старого образца – 1,8-2,0 литра на одну секцию;
- Секции чугунные увеличенные выпусков 30-50 годов – 5,6-6,2 литра в одной секции;
- Труба пластиковая 20 мм – 0,17 литра в 1 погонном метре;
- Труба пластиковая 25 мм – 0,3 литра на 1 метр погонный;
- Трубы стальные:
½ дюйма (15 мм) – 0,17 литра/метр;
¾ дюйма (20 мм) – 0,3 литра/метр;
1 дюйм (25 мм) – 0,49 литра/метр;
1 1/4 дюйм (32 мм) – 0,8 литра/метр;
1 ½ дюйма (40 мм) – 1,25 литра/метр;
2 дюйма (50 мм) – 1,96 литра/метр.
На практике, при заполнении труб и радиаторов часто случаются непредвиденные ситуации, например, разгерметизация соединений, антифриз более текучая жидкость чем вода, и исключать вероятность того что какое-то соединения придется переделать нельзя. Поэтому при расчете учитывается еще и ее запас, примерно 10 % от необходимого объема, этого достаточно для исправления форс-мажорной ситуации.
Инструменты и материалы для работы
Принципиально заполнение систем отопления закрытого и открытого типа различаются тем, что для открытого типа можно сделать заливку через расширительный бак, не используя при этом никаких дополнительных устройств. Для закрытого типа придется использовать как минимум ручной насос, герметичную емкость и кучу переходников и шлангов. Оптимальным вариантом сделать это быстро и качественно можно при помощи электрического насоса с помпой для перекачки жидкости. Впрочем, такое устройство можно использовать и для заливки открытой системы – просто закачать незамерзающий раствор в расширительный бак.
Таким образом, список необходимого инвентаря и расходных материалов для заполнения теплоносителя будет выглядеть так:
- Отвертку или ключ регулировки крана Маевского;
- Емкости, которые можно подвесить на радиаторы для сбора, вытекшей через краны жидкости;
- Гаечные ключи;
- Переходники и шланги для подключения насоса;
- Обратный клапан для установки в точке закачивания теплоносителя;
- Водяной электрический насос;
- Емкость для забора раствора, (если позволяет насосное оборудование, то перекачку можно сделать непосредственно из канистры с раствором);
- Хомуты, вязальная проволока, расходные материалы.
Кстати, в качестве нагнетающего насоса можно использовать как обычный вибрационный насос «Малыш» так и центробежный насос, применяемый в станциях автономного водоснабжения. В первом случае необходимо будет погружать корпус насоса в раствор вещества, а при применении второго, достаточно будет опустить шланг в канистру.
Порядок заливки незамерзайки
В случае если в системе находится жидкость ее необходимо аккуратно слить. Если контур еще не заполнялся антифризом, перед началом работ делается опрессовка воздухом.
При использовании водяной помпы пред тем как залить незамерзайку, делается сборка узла перекачки. К крану слива устанавливается тройник с манометром, за ним устанавливается обратный клапан. Обратный клапан нужен для того, чтобы при заливке незамерзайки во время отключения оборудования она самотеком не слилась обратно в канистру. Дальше устанавливается штуцер и через шланг подсоединяется к выходной горловине помпы. Шланг рекомендуется закрепить зажимным хомутом, а в качестве шланга использовать резиновый армированный шланг высокого давления. Во входную горловину также ввинчивается штуцер под шланг. Перед началом заполнения для создания необходимого разрежения в полость помпы заливается небольшое количество жидкости. Делается это через заливную горловину – отвинчивается крышка и заливается раствор.
Далее все работы проводятся в таком порядке:
- Проверяется герметичность накачкой воздуха;
- Проверяется работоспособность кранов Маевского на всех точках установки;
- Нагнетающий насос подключается к патрубку слива теплоносителя;
- Открываются краны Маевского;
- Шланг подключается к насосу и опускается в емкость, так чтобы жидкость полностью покрыла корпус;
- Электродвигатель включается в сеть и постепенно проводится заполнение труб;
- При появлении протечек через открытые воздушные клапаны двигатель выключается, а задвижка на патрубке перекрывается;
- Перекрываются вентили на радиаторах, а клапан на полотенцесушителе остается открытым;
- Снова включается насос и осуществляется накачка в оставшийся объем – до полного заполнения всех полостей. После появления антифриза в кране на полотенцесушителе кран перекрывается, и подача жидкости прекращается.
После заполнения всего объема, рекомендуется включить котел и сделать в течение 2-4 часов прокачку холодного теплоносителя. В идеале рекомендуется сделать прокачку в режиме отопления при температуре 45-60 градусов. После этого делается стравливание воздуха и окончательная закачка недостающего теплоносителя. Во время тестового прогона, насос подкачки рекомендуется не отсоединять.
