Теплоноситель для системы отопления

Запись дневника создана пользователем evraz, 20.03.18
Просмотров: 12.127, Комментариев: 9

Идеальный теплоноситель — это вода. Её по возможности и надо использовать.
Для заполнения систем отопления надо использовать умягченную воду.
Она продается в качестве теплоносителя в торговой сети под различными торговыми марками.

Существуют определенные требования к жесткости воды используемой в качестве теплоносителя для различных типов оборудования, например, котлов, и т. д.

цитирую найденную навскидку в сети статью
«. Хотелось бы более подробно остановиться на подготовке воды для систем отопления использующих алюминиевые радиаторы отопления. Рекомендуемая производителями алюминиевых радиаторов кислотность воды 7-8 рН. Многие люди считая дистиллированную воду нейтральной заливают её в автономную систему отопления. На самом деле уровень кислотности дистиллированной воды увеличивается из-за поглощения углекислоты из воздуха и устанавливается в пределах 5,5-6 рН. Тоже касается дождевой и талой воды, добавив что к тому же, что эта вода насыщена воздухом. Перед заливкой такой воды в систему отопления необходимо уменьшить её кислотность, например добавлением кальцинированной соды. Уровень кислотности воды можно проверить тестами, свободно продающимися в зоомагазинах «Аквариум». Как говорилось в начале статьи не стоит переусердствовать с умягчением воды. Нормальной для систем отопления считается вода с жёсткостью 12-14 ТН (французских градусов). »
————————————————————————————————————————————-

Контроль pH воды в системе отопления
Наибольшее влияние на образование ржавчины имеют содержащиеся в воде газы – кислород и двуокись углерода, а также другие, растворенные в них субстанции. Они существуют в любом виде воды, и их невозможно отделить. Для того, чтобы избежать этого, следует определить pH воды в системе отопления.
Заполняя систему отопления, мы должны знать, каково качество воды, ведь оно в значительной мере может влиять на протекание процесса коррозии. Например, железо и сталь скорее подвержены коррозии в кислотной среде, чем в щелочной, а алюминий одинаково в кислотной и в щелочной среде утрачивает свое защитное покрытие и также начинает быстро коррозировать. Перед наполнением системы отопления следует определить pH воды.
Уровень pH должен быть большим от 7,5 и, соответственно, составлять:

Читайте также:  Электрокотлы для отопления зота люкс

• в системе отопления из меди и медесодержащих материалов pH=8,0-9,5
• в системе отопления с алюминиевыми обогревателями pH = 8,0-8,5

После заполнения водой системы отопления, вода „привыкает” к специфическим условиям системы. Эта реакция постепенна, вода со временем сама улучшает свое качество. Если ее показатели сразу после запуска в систему отопления несколько отличаются от указанных параметров, следует подождать, пока система сама себя не урегулирует и после нескольких дней работы проверить еще раз.

Контроль качества воды для системы отопления
Правильная подготовка воды для системы отопления очень важна для владельцев частных домов, ведь отсутствие должного внимания к выбору теплоносителя может неблагоприятно сказаться на состоянии всех элементов отопительной системы.

Содержание в воде посторонних механических примесей, тяжелых металлов и солей, а также повышенная жесткость, чреваты рядом последствий:

разрушением стенок труб и котла из-за реакции с химически активными веществами;
коррозией материала и образованием накипи;
выходом из строя радиаторов и теплообменников;
ухудшением проходимости теплоносителя и снижением скорости воды в отдельных элементах системы;
снижением показателя теплоотдачи до 20-25%;
перерасходом топлива
Для систем отопления требуется особенная вода, прошедшая все стадии очистки и обработки. Предварительная водоподготовка для системы отопления позволит избежать преждевременного ремонта котельной, замены радиаторов и котла.

Какую воду можно заливать в систему отопления?

Определить химический состав и пригодность выбранного вами теплоносителя можно путем проведения специализированных тестов. Данные услуги предоставляют сертифицированные лаборатории, гарантируя высокую точность и достоверность данных.

Определив концентрацию реагентов в составе теплоносителя необходимо привести их значение к определенному уровню:

Наличие растворенного кислорода около 0,05 мг/куб.м. либо его полное отсутствие.
PH или степень кислотности в пределах 8.0 — 9.0
Содержание железа не более 0,5-1 мг/л
Показатель жесткости около 1,5-2,5 мг экв/л
Концентрацию всех веществ необходимо проверять как минимум один раз в полгода.

Болезнетворные микроорганизмы, содержащиеся в воде, могут значительно ухудшить качество теплоносителя и образовать на стенках системы слизистую пленку, мешающую работе системы.

Не следует забывать о некоторых свойствах воды: полностью обессоленная мягкая вода с повышенной кислотностью является идеальной средой для образования коррозии за счет присутствия кислорода и диоксида углерода.

————————————————————————————————————————————-
Для наиболее популярных видов радиаторов:

• чугунные (теплоотдача 1 секции 80 — 150 Ватт; рабочее давление до 16 Бар; опрессовочное давление до 30 Бар; кислотность носителя 6,5 — 9 pH;
• алюминиевые (теплоотдача 1 секции 170 — 200 Ватт; рабочее давление до 20 Бар; опрессовочное давление до 30 Бар; кислотность носителя 7 — 8,5 pH;
• стальные (теплоотдача 1 секции 130 — 180 Ватт; рабочее давление до 6 — 12 Бар; опрессовочное давление до 9 — 18 Бар; кислотность носителя 6,5 — 9 pH;
• биметаллические (теплоотдача 1 секции 160 — 220 Ватт; рабочее давление 30 — 50 Бар; опрессовочное давление до 200 Бар; кислотность носителя 6,5 — 9 pH;

——————————————————————————————————————-
Есть особые требования к качеству котловой воды для конденсационных котлов.
Например, уточнение для котлов BOSCH и BUDERUS

Антифриз ограничен в применении некоторыми европейскими производителями котельного оборудования на российском рынке во избежание нарушений правил эксплуатации оборудования. Кто то никак не ограничивает, кто то запрещает совсем, кто то оговаривает какой то конкретный антифриз немецкого производства, например Antifrogen

Из антифризов российского производства позволю себе выделить антифриз Hot Stream (из бельгийского сырья), допущенный к применению крупнейшими производителями насосов и некоторого другого оборудования.

05.03.2019
Дополнение по многочисленным откликам, позволяющее подробнее раскрыть вопрос.
Статья с сайта производителя Hot Stream http:// hstream. ru

Как выбрать теплоноситель (на основе антифриза)?
.
О разновидностях антифризов
Из существующих в природе жидкостей наилучшими физическими свойствами, с точки зрения теплопередачи, обладает, безусловно, вода. У нее наиболее высокая теплоемкость и теплопроводность, а также относительно низкая вязкость. Однако высокая температура кристаллизации 0°С и уникальное свойство расширяться при замерзании делает воду непригодной для холодильных установок и систем, имеющих риск замерзания в зимних условиях. В связи с этим, во многих случаях приходится использовать незамерзающие (низкозамерзающие) теплоносители — антифризы, которые могут функционировать при отрицательных рабочих температурах, а также практически не расширяются при замерзании.

Антифризами, которые принято использовать в качестве теплоносителей и хладоносителей, являются водные растворы этиленгликоля, пропиленгликоля, других гликолей, а также растворы некоторых неорганических и органических солей. По-существу, теплоносители и хладоносители выполняют одинаковую функцию, так как переносят тепло от «нагревателя» к «холодильнику», и их терминологическое различие носит условный характер. В дальнейшем будем использовать лишь один термин — теплоноситель.

Поскольку формат данной статьи не позволяет сделать полный обзор всех перечисленных выше теплоносителей, ограничим свое рассмотрение лишь теплоносителями на основе этиленгликоля в применении к системам отопления, вентиляции, кондиционирования. Именно этиленгликолевые теплоносители получили на сегодняшний день наиболее широкое распространение в инженерных системах зданий и сооружений.

О составе и свойствах антифризов.
Чтобы грамотно подойти к выбору теплоносителя, необходимо иметь элементарные знания о теплофизических характеристиках растворов этиленгликоля и других свойствах, которыми должны обладать эти продукты. Неправильный выбор антифриза и несоблюдение правил эксплуатации может стать причиной множества проблем в процессе эксплуатации вплоть до полного выхода системы из строя.

В состав антифризов входят базовые компоненты — вода и этиленгликоль, которые составляют 93–97% объема жидкости, остальное — присадки. Количественное соотношение этиленгликоль-вода определяет физические свойства теплоносителя: температуру кристаллизации, температуру кипения, теплоемкость, теплопроводность, вязкость, объёмное расширение, и другие. Однако «лицо» антифриза определяют присадки, или как принято говорить, «пакет присадок». От них зависят антикоррозионные и антикавитационные свойства антифриза, срок эксплуатации, стоимость. Именно по пакетам присадок отличаются друг от друга антифризы разных компаний-производителей: BASF, Arteco, DOW Chemical, Clariant, и так далее.

Присадки выполняют принципиальную функцию при эксплуатации антифриза — защиту металлов от коррозии. Как показывают экспериментальные данные, скорость коррозии при отсутствии присадок на два порядка выше, чем при наличии присадок.

Коррозионный слой (ржавчина) на стенках каналов теплообменника становится изолятором тепла, так как имеет теплопроводность примерно в 50 раз меньшую, чем металл. Этот слой в разы снижает скорость теплопередачи, а, следовательно, и эффективность теплообменной системы. Проблема усугубляется тем, что коррозионный слой сужает каналы теплообменников и увеличивает их гидравлическое сопротивление (гладкая прежде поверхность становится шершавой). Это ведет к уменьшению скорости движения теплоносителя, и дополнительному снижению теплопередачи. В системах отопления коррозия приведет к тому, что значительная часть тепла будет «вылетать в трубу». В холодильных установках коррозия снижает холодопроизводительность и соответственно увеличивает энергетические затраты.

Из-за продуктов коррозии (частиц ржавчины), находящихся в теплоносителе, может протечь (разгерметизироваться) подшипник циркуляционного насоса, засориться каналы теплообменников, отопительного котла. «Запущенная» коррозия может привести к протечкам теплообменников и даже к полному разрушению отдельных элементов системы.

Современные пакеты присадок способны эффективно защищать металлы теплообменных систем от коррозии и сохранять эти свойства в течение 10 и более лет.

Принципиальной ошибкой, которая, к сожалению, часто имеет место при заправке теплообменных систем, является использование водных растворов этиленгликоля (пропиленгликоля) без добавления в них пакета присадок. Иногда этому способствуют нечетко составленные инструкции по эксплуатации оборудования, в которых даются рекомендации только по концентрации гликоля и не упоминается о присадках. Подчеркнем, что теплоноситель должен содержать пакет присадок, причем максимально высокого качества. Мнимая экономия на присадках при эксплуатации приводит к несоизмеримо большим потерям, связанным с остановкой, демонтажом и заменой оборудования.

Рекомендации по использованию антифризов.
Антифризы реализуются либо в виде концентратов, либо в виде готовых к применению жидкостей. Концентрат антифриза содержит только один базовый компонент — этиленгликоль. Предполагается, что воду потребитель добавит самостоятельно, а оптимальное соотношение концентрата и воды составляет для наших широт 1:2 по объему. Готовые к применению жидкости уже содержат нужное количество деминерализованной воды и, как правило, являются 44%- растворами концентрата с температурой замерзания -30°С. Чтобы не снижать эффективности антикоррозионных присадок, рекомендуется использовать для разбавления антифризов дистиллированную или деминерализованную (фильтрованную) воду.

Антифриз предназначен исключительно для технического использования, поэтому нельзя допускать его попадания в пищевые продукты и в питьевую воду во избежание отравления. Опасной для жизни человека дозой при попадании в желудок считается 100 мл этиленгликоля. При случайном попадании антифриза на руки или на одежду он легко смывается водой не оставляя раздражения или ожогов. Срок биологического разложения этиленгликоля в почве составляет порядка 1 месяца. Этиленгликоль, растворенный в воде в концентрациях менее 1 г/л, не причиняет вреда рыбам и водным живым организмам.

Следует отметить, что антифриз имеет меньший, чем у воды, коэффициент поверхностного натяжения, поэтому легче проникает в мелкие поры, трещины. Кроме того, набухание резины в антифризе меньше, чем в воде. Поэтому в системах, длительное время работавших на воде, замена воды на антифриз может привести к появлению протечек, связанных с тем, что резиновые прокладки принимают первоначальный объем. Рекомендуется первые дни после заливки антифриза следить за состоянием соединительных узлов системы и при необходимости подтягивать их или менять уплотнения. Лучшей защитой от протечек являются хорошие прокладки и качественная сборка системы.

В системах отопления нельзя использовать элементы, содержащие цинк, в частности, оцинкованные изнутри трубы. При температурах, превышающих +70°С, цинковое покрытие будет отслаиваться и оседать на нагревательных элементах котла, а антикоррозионные свойства теплоносителя значительно ослабятся.

Срок службы антифриза зависит от режима его эксплуатации. Не рекомендуется доводить теплоноситель до состояния кипения (температура кипения при атмосферном давлении составляет 106 — 116°С в зависимости от степени его разбавления водой). При локальном перегреве теплоносителя до температур, превышающих +170°С, будет происходить термическое разложение этиленгликоля, образование «нагара» на нагревательных элементах, выделение газообразных продуктов разложения и разрушение антикоррозионных присадок. Поэтому в нагревательных котлах должна быть обеспечена надлежащая циркуляция теплоносителя, и нагревательные элементы в процессе работы должны быть полностью погружены в теплоноситель, чтобы не допускать их перегрева и «пригорания» антифриза. По-существу, в теплообменных системах следует проводить предварительные тепловые расчеты на предмет установления возможности для данного теплоносителя обеспечивать необходимые тепловые потоки. При этом можно использовать табличные данные для параметров, входящих в уравнения подобия, таких как число Прандтля, число Рейнольдса.

Еще одним важным аспектом применения антифризов является герметичность теплообменной системы. Известно, что этиленгликоль окисляется при контакте с атмосферным воздухом и процесс окисления ускоряется при повышении температуры — примерно вдвое на каждые 10°С. Продукты окисления этиленгликоля — гликолаты разрушают антикоррозионные присадки и приводят к усилению коррозии. Поэтому необходимо по возможности исключить контакт теплоносителя с воздухом, в частности, применять герметичные расширительные емкости.

О температуре замерзания антифриза.
В практике применения антифризов часто возникает вопрос о выборе температуры замерзания теплоносителя, который сводится к выбору концентрации антифриза в растворе. Повышенная концентрация, кроме удорожания, создает повышенную вязкость теплоносителя, и снижает эффективность теплопередачи. Кроме того, не всякий насос способен перекачивать жидкость с вязкостью в 2–3 раза превышающей вязкость воды. Выбор оптимальной концентрации теплоносителя важен как с технической, так и с финансовой точки зрения. Часто также возникает вопрос, что будет с теплообменной системой, если теплоноситель в ней замерзнет в результате штатной или нештатной ситуации?

В отличие от воды, водно-этиленгликолевый раствор и соответственно теплоноситель замерзает в несколько этапов. Вода замерзает «мгновенно» (разумеется, не по времени, а по температуре), то есть, при 0°С это еще жидкость, а при минус 1°C уже лед. Теплоноситель замерзает постепенно: в процессе охлаждения при некоторой отрицательной температуре в жидкости начинают образовываться кристаллы. Затем, при дальнейшем охлаждении жидкости, кристаллов в ней становится все больше и больше (это состояние называется «шуга», по-английски, «slush ice» — что-то наподобие манной каши), и наконец, при некоторой более низкой конечной температуре эта шуга затвердевает.

Начальная температура образования кристаллов называется «температурой кристаллизации», по-английски «freezing point» (измеряется по ASTM D 1177). Конечная температура перехода из жидкого в твердое состояние называется «температурой потери текучести» или «температурой застывания», по-английски, «setting point» (по DIN 51583) или «pour point» (по ASTM D 97).

Для антифризов с температурой кристаллизации минус 30°С, которыми мы обычно пользуемся, разница между «freezing point» и «setting point» составляет около 8°С. То есть, антифриз, который начинает кристаллизоваться при минус 30°С, затвердеет лишь при минус 38°С. В промежутке между минус 30°С и минус 38°С он будет находиться в состоянии «манной каши» — более или менее густой.

В России, при описании и тестировании антифризов, обычно пользуются «температурой начала кристаллизации» (по ГОСТ 28084–89) или «температурой кристаллизации» (по ГОСТ 18995.5, совпадает с ASTM D 1177). В Европе, однако, чаще используют понятие «температура защиты от замерзания», по-английски, «frost protection». Она определяется как среднее арифметическое между «температурой кристаллизации» и «температурой застывания». На наш взгляд, именно «frost protection» наиболее адекватно характеризует «температуру замерзания» антифриза, так как это середина фазового перехода из жидкости в твердое тело.

Здесь необходимо отметить еще один принципиальный момент. В отличие от воды, которая при замерзании расширяется в объеме на 9% и «рвет трубы», антифриз при замерзании не «размораживает» теплообменную систему. Водно-этиленгликолевый раствор при переходе из жидкости в твердую фазу расширяется весьма незначительно. Теплоноситель с концентрацией этиленгликоля 40% при замерзании (температура замерзания около минус 30°С) расширяется в объеме лишь на 1,5%. Соответственно, его линейное расширение составит всего 0,5%, а это безопасно для практически любых конструкционных материалов.

Таким образом, при наступлении сильных холодов не следует опасаться каких-либо серьезных последствий (трещин или протечек) от антифриза, замерзшего в системе. Антифриз превратится в застывшую «манную кашу», а при ослаблении холодов, снова станет жидким.

Производители антифризов.
Мировыми лидерами в разработке и производстве теплоносителей на сегодняшний день являются компании DOW Chemical (США), Arteco (Бельгия), BASF (Германия), Clariant (Швейцария). Эти компании разработали лучшие современные пакеты присадок и производят на их основе теплоносители под брендами Dowtherm, Ucartherm (DOW); Zitrec (Arteco); Glythermin (BASF); Antifrogen (Clariant). Наиболее продвинутыми в этой области являются так называемые карбоксилатные технологии, обладающие высокотемпературной стабильностью и максимальной долговечностью.

В России, к сожалению, отсутствуют собственные разработки пакетов присадок, отвечающие мировому уровню. По-видимому, это связано с отсутствием адекватной научной базы, специалистов и вообще социального заказа на такие разработки. Отечественные теплоносители, которые присутствуют на российском рынке, являются, по сути, морально устаревшим Тосолом или его модификациями. Как правило, такие продукты изготавливаются по так называемой традиционной технологии, соответствующей ГОСТ 28084–89 для автомобильных охлаждающих жидкостей, производившихся в СССР.

Однако некоторые российские предприятия кооперируются с ведущими зарубежными компаниями и производят продукцию, разработанную этими компаниями, широко применяемую в мире. При этом используются российские базовые сырьевые компоненты и производственные мощности, а из-за рубежа поступают пакеты присадок и технология производства. К таким предприятиям относится АО «ТЕХНОФОРМ», начавшее в 2003 году совместное производство с компанией Arteco (Бельгия).

В заключение следует сказать, что применение антифризов в системах отопления, вентиляции, кондиционирования имеет широкие перспективы, и российский рынок низкозамерзающих теплоносителей постоянно расширяется и совершенствуется.