Вместо заключения или несколько слов… о водке
Конечно, о том, чтобы заливать водку в систему отопления речь не идет, но использование этилового спирта, основы пищевого продукта, для изготовления «незамерзайки» вполне подойдет, чем и пользуются многие владельцы коттеджей.
Растворителем в этом случае служит вода (обычная из крана, подготовленная или дистиллированная), а концентрация состава в зависимости от климатических условий может достигать от 33 до 55%.
Но надо учитывать, что этиловый спирт – летучее вещество, имеет склонность к испарению. Поэтому для открытых систем это не совсем подходящий вариант: процентное соотношение необходимо будет постоянно поддерживать путем заливки нового объема спирта в расширительный бак.
Использование этила позволяет применение теплоносителя на водной основе, при этом точка замерзания сдвигается к -30°C, но при этом точкой кипения будет предел в 90°C, что потребует жесткого контроля рабочего состояния котла и системы. При превышении этого показателя возможны прорывы и разгерметизация системы.
Как выбрать
Теплоносителем называют жидкую или газообразную субстанцию, используемую для передачи тепловой энергии
Покупая антифриз, обращайте внимание на следующие критерии выбора: основа, точка кристаллизации, точка кипения, возможность разбавления водой и время, которое антифриз прослужит
Основу можно прочитать на упаковке, изучая состав. Наиболее стойким к морозу компонентом считается этилен-гликоль, но он же и самый противоречивый с точки зрения пользы, ведь токсичность зашкаливает. Средним по стоимости является глицерин — вещество щадящее и безвредное, но со своим минусом. Придется заменять привычные прокладки на тефлоновые. Из дорогих основ выделяется пропилен-гликоль. Его плюсы — в устойчивости к перегреву и нейтральности в химическом плане.
Показатель точки кристаллизации может варьироваться от -15 до -65 градусов, поэтому при покупке надо ориентироваться на климат региона, смотреть, умеренный он или холодный.
Точка кипения дает понять, когда вещество начнет пениться. Чем позже происходит закипание, тем дольше будет текучесть и передача тепла. Максимальным считается показатель 115 С.
Обратите внимание, что одни средство можно разбавлять водой, а другие необходимо использовать исключительно в чистом виде. Наиболее выгодным считается, конечно, тот, который можно разбавить водой
Срок службы — тоже важный параметр, так как именно в течение указанного периода продукт по щадящему воздействует на металл и полностью соответствует своим характеристикам
Срок службы — тоже важный параметр, так как именно в течение указанного периода продукт по щадящему воздействует на металл и полностью соответствует своим характеристикам.
Выбор теплоносителя
Чаще всего в качестве рабочей жидкости для систем отопления применяется вода. Впрочем, эффективным альтернативным решением может стать антифриз. Такая жидкость не замерзает при понижении температуры окружающей среды до критической для воды отметки. Несмотря на очевидные преимущества, цена антифриза достаточно высока. Поэтому используют его преимущественно для обогрева незначительных по площади строений.
Заполнение отопительных систем водой нуждается в предварительной подготовке такого теплоносителя. Жидкость должна быть отфильтрована от растворенных минеральных солей. Для этого могут быть использованы специализированные химические реагенты, которые присутствуют в продаже. Более того, из воды в системе отопления должен быть удален весь воздух. В противном случае возможно снижение эффективности обогрева помещений.
Расчет расхода воды на отопление Система отопления
Конструкция обогрева включает котел, систему соединения, развоздушки терморегуляторы, коллекторы, крепежи, бак для расширения, батареи, увеличивающие давление насосы, трубы.
Любой фактор определенно важен. Поэтому выбор частей монтажа нужно делать правильно. На открытой вкладке мы постараемся помочь подобрать для своей квартиры нужные части монтажа.
Монтаж обогрева особняка включает важные устройства.
Страница 1
Расчетный расход сетевой воды, кг/ч, для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения по формулам:
на отопление
(40)
максимальный
(41)
в закрытых системах теплоснабжения
среднечасовой, при параллельной схеме присоединения водоподогревателей
(42)
максимальный, при параллельной схеме присоединения водоподогревателей
(43)
среднечасовой, при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей
(44)
максимальный, при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей
(45)
Важно
В формулах (38 – 45) расчетные тепловые потоки приводятся в Вт, теплоёмкость с принимается равной. Расчет по этим формулам производится поэтапно, для температур.
Суммарные расчетные расходы сетевой воды, кг/ч, в двухтрубных тепловых сетях в открытых и закрытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять по формуле:
(46)
Коэффициент k3, учитывающий долю среднечасового расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления, следует принимать по таблице №2.
Таблица №2. Значения коэффициента
r-Радиус окружности, равный половине диаметра, м
Q-расход воды м 3 /с
D-Внутренний диаметр трубы, м
V-скорость течения теплоносителя, м/с
Сопротивление движению теплоносителя.
Любой движущийся внутри трубы теплоноситель, стремиться к тому, чтобы прекратить свое движение. Та сила, которая приложена к тому, чтобы остановить движение теплоносителя – является силой сопротивления.
Это сопротивление, называют – потерей напора. То есть движущийся теплоноситель по трубе определенной длины теряет напор.
Напор измеряется в метрах или в давлениях (Па). Для удобства в расчетах необходимо использовать метры.
Извиняйте, но я привык указывать потерю напора в метрах. 10 метров водного столба создают 0,1 МПа.
Для того, чтобы глубже понять смысл данного материла, рекомендую проследить за решением задачи.
Задача 1.
В трубе с внутренним диаметром 12 мм течет вода, со скоростью 1м/с. Найти расход.
Решение: Необходимо воспользоваться вышеуказанными формулами:
Использование пара в качестве теплоносителя
Схема отопления с попутным движением теплоносителя.
В отличие от воды и антифриза, пар на сегодня не используется для отопления в центральных системах. Нередко он применяется в промышленности в автономных системах отопления. Такой теплоноситель, как пар, обладает одним ценным свойством — скрытой теплотой парообразования. Под ним подразумевается тепло, которое требуется для превращения 1 кг воды в пар. В процессе охлаждения в нагревательных приборах теплоноситель конденсируется и отдает тепло, необходимое на обогрев помещения, которое было потрачено на испарение воды. Каждый кубический м пара отдает примерно 312 ккал/м тепла
Очень важно еще одно его свойство, такое как способность изменять свой объем и тем самым снижать давление до параметров атмосферного
Благодаря именно этому свойству пар как теплоноситель нашел широкое применение в технике. Но несмотря на свои достоинства, выбрать его для системы центрального отопления будет нерациональным. По санитарно-гигиеническим характеристикам, таким как способность к пригоранию, загрязнению окружающего воздуха, он просто не подходит. Пыль, оседая на приборах, температура которых достигает 100 градусов, пригорает и загрязняет продуктами распада окружающий воздух, что может негативно сказаться на здоровье жильцов.
Идеальный теплоноситель – мифы и разочарования
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:
Коррозийная безопасность – залитая в систему жидкость не должна приводить к образованию коррозии. Многие теплоносители действительно безопасны практически для всех узлов, как металлических, так и пластиковых, только они обладают уже другими недостатками
Та же вода может быть сравнительно безопасной или агрессивной, разъедая железо или не оказывая на него никакого воздействия;
Текучесть в большом диапазоне температур – очень важное свойство для систем отопления загородных домов. Хороший теплоноситель должен оставаться жидким при любых температурах
Вода здесь уже не подходит – она замерзает при 0 градусов и даже вызывает разрывы труб, так как имеет свойство расширяться при охлаждении. Этиленгликоль становится при минусовых температурах более вязким, чего нельзя сказать о пропиленгликоле;
Доступная цена – согласитесь, фактор немаловажный, но очень уж расплывчатый. Например, вода может быть бесплатной или очень дорогой. Набрав ее из колодца, мы получим самый простой теплоноситель почти бесплатно, а вот дистиллированная вода в нужных количествах ударит по карману. Но мы расскажем вам, как нормализовать воду для ее использования в качестве теплоносителя в системах отопления загородных домов;
Минимальное количество солей – чем меньше солей, тем меньше отложений на стенках труб и радиаторов. Например, дистиллированная вода славится отсутствием солевого содержимого, в то время как в обычной воде может содержаться гигантское количество невидимых невооруженным взглядом солевых соединений. В процессе нагрева в теплоносителе происходят химические реакции, в результате чего часть солей становится нерастворимой, выпадая в осадок в виде жуткого нароста;
Минимальная токсичность – очень важное свойство, так как некоторые теплоносители очень токсичны. Их не то что внутрь принимать опасно – опасны их пары и даже попадание на кожу. Типичным тому примером является недорогой этиленгликоль, ядовитый для человека. Альтернативой ему является пропиленгликоль, но он дороже;
Температурная стойкость – хороший теплоноситель для системы отопления загородного дома должен при любой температуре оставаться собой. Например, вода должна оставаться водой, а не превращаться в щелочь или какое-нибудь другое агрессивное вещество. Но если с водой уж точно ничего не случится, то органические соединения, к которым относятся глицерин, этиленгликоль и пропиленгликоль, при нагреве могут распадаться.
Самым важным параметром теплоносителя является его стоимость. Вода из-под крана, из ближайшей речки или колодца почти бесплатная или предельно дешевая, в то время как на дистиллированную придется разориться.
Идеальный теплоноситель для отопления не существует. Смотрите сами – вода при 0 градусов замерзает и расширяется, грозя разорвать систему отопления. От этого эффекта избавит этиленгликоль, но он ядовитый. Пропиленгликоль не отличается токсичностью, он безвреден, но дорог. Глицерин вроде и не очень дорогой, зато он разрушительно влияет на резиновые прокладки. Иными словами, везде есть какое-то «но». Вроде как под идеальный теплоноситель попадает вода, но из-за нее система отопления загородного дома может зарасти солевыми отложениями.
Солевой нарост в отопительной системе можно смыть, но это дорого или неэффективно, ведь иногда слой бывает настолько толстый, что бороться с ним бесполезно.
Солевой раствор
Для отопительных систем открытого типа с естественной циркуляцией теплоносителя одним из возможных вариантов теплоносителя является концентрированный раствор поваренной соли, хлористого кальция или прочих минеральных солей. Он используется во избежание промерзания труб отопительного контура в зимнее время. Причем чем сильнее концентрация соли, тем ниже температура промерзания раствора.
Технические характеристики рассола:
- довольно низкая теплоемкость – раствор с концентрацией соли в 30 % отдает 2700 Дж/кг·град;
- малая вязкость;
- очень высокая коррозионная активность – стальные трубы очень быстро «прогорают» от постоянного контакта с солью;
- отсутствие токсинов;
- коэффициент термического расширения – 0,03 %/град;
- низкая цена соли.
Принцип работы системы с естественной циркуляцией
Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией пользуется популярностью благодаря следующим преимуществам:
- Простой монтаж и обслуживание.
- Отсутствие необходимости в установке дополнительного оборудования.
- Энергонезависимость – во время работы не требуются дополнительные расходы на электроэнергию. При отключении электричества, система обогрева продолжает работать.
Принцип работы водяного отопления, с использованием самотечной циркуляции, основан на физических законах. При нагревании уменьшается плотность и вес жидкости, а при остывании жидкостной среды, параметры возвращаются в первоначальное состояние.
При этом, давление в системе отопления практически отсутствует. В теплотехнических формулах принимается соотношение 1 атм., на каждые 10 м. напора водяного столба. Расчет системы отопления 2-х этажного дома покажет, что гидростатическое давление не превышает 1 атм., в одноэтажных зданиях 0,5-0,7 атм.
Так как при нагреве жидкость увеличивается в объеме, для естественной циркуляции, обязательно потребуется расширительный бак. Вода, проходящая через водяной контур котла, нагревается, что приводит к увеличению в объеме. Расширительный бачек должен находиться на подаче теплоносителя, в самом верху системы отопления. Задачей буферной емкости является компенсация увеличения объема жидкости.
Система отопления с самоциркуляцией может применяться в частных домах, делая возможным следующие подключения:
- Подсоединение к теплым полам – требует установить циркуляционный насос, только на водяной контур, уложенный в пол. Остальная система продолжит работать с естественной циркуляцией. После отключения электричества, помещение продолжит отапливаться с помощью установленных радиаторов.
- Работа с бойлером косвенного нагрева воды – подключение к системе с естественной циркуляцией возможно, без необходимости в подключении насосного оборудования. Для этого бойлер устанавливают в верхней точке системы, чуть ниже воздушного расширительного бака закрытого или открытого типа. Если это невозможно, тогда насос устанавливают непосредственно на накопительную емкость, дополнительно устанавливая обратный клапан, чтобы избежать рециркуляции теплоносителя.
В системах с гравитационной циркуляцией, движение теплоносителя осуществляется самотеком. Благодаря естественному расширению, нагретая жидкость поднимается вверх по разгонному участку, а после, под уклоном «стекает», через трубы, подключенные к радиаторам, обратно к котлу.
Схема ручной подпитки
Простейший вариант наполнения системы реализован в 90% двухконтурных настенных котлов, куда априори подведена труба холодного водоснабжения. Внутри корпуса установлен ручной вентиль, соединяющий эту магистраль с обратной линией отопления. Нередко кран подпитки котла встречается на твердотопливных теплогенераторах с водяным контуром и без такового (пример — отопительные агрегаты чешского бренда Viadrus).
В настенных двухконтурных теплогенераторах подпиточный вентиль расположен снизу, где подключаются трубопроводы Для сборки классического подпиточного узла, подходящего к любому типу системы, понадобятся такие детали:
- тройник с боковым отводом Ду 15—20, соответствующий материалу трубы отопительной магистрали, — фитинг для металлопластика, полипропилена и так далее;
- тарельчатый (пружинный) обратный клапан;
- кран шаровой;
- соединительные муфты, фитинги.
Задача обратного клапана — не пускать воду из тепловой сети назад, в водопровод. Если речь идет о подкачке антифриза с помощью насоса, без клапана вовсе не обойтись. Арматура устанавливается именно в порядке перечисления:
- Тройник врезается в обратку отопления после циркуляционного насоса.
- К отводному патрубку тройника подсоединяется обратный клапан.
- Следом ставится шаровой кран.
Принцип действия узла простой: при открытии крана вода из централизованной магистрали поступает в трубопроводы отопления, поскольку ее давление выше (4—8 Бар против 0.8—2 Бар). Процесс наполнения закрытой системы отслеживается по манометру котла или группы безопасности. Если вы случайно превысили давление, воспользуйтесь краном Маевского на ближайшем радиаторе и стравите лишнюю воду.
Чтобы контролировать количество теплоносителя в расширительной емкости открытой теплосети, расположенной на чердаке дома, бак нужно оснастить 2 дополнительными трубками диаметром ½ дюйма:
- Контрольный трубопровод, заканчивающийся краном в котельной, врезается в боковую стенку примерно на половине высоты резервуара. Открыв данный вентиль, вы сможете определить наличие воды в баке, не забираясь на чердак.
В процессе подпитки воздушные пузыри выходят через крышку бачка, максимальный уровень отслеживается по истечению воды из верхнего штуцера через трубу
- Трубка перелива врезается на 10 см ниже крышки бака, конец отводится в канализацию либо просто на улицу под свесом кровли. Находясь в топочной и открывая кран подпитки, вы должны видеть этот патрубок, когда оттуда потечет вода, заполнение прекращается.
Схема с обратным клапаном и запорным краном также применима для заливки гелиосистем (солнечных коллекторов) и геотермальных контуров тепловых насосов антифризом. Как пользоваться котловым вентилем подпитки, рассказывается на видео:
Порядок действий
Котел. Размеры емкости зависят от мощности и габаритов установки. Характеристики для каждой модели котла указаны в паспорте.
Трубы. Для расчета потребуются характеристики всех коммуникаций в доме. Объем трубы рассчитывается как произведение длины на площадь поперечного сечения:
Vт = L х S
Важно, чтобы единица измерения была общей для обоих параметров: миллиметры или метры. Площадь поперечного сечения можно вычислить, зная диаметр трубы (D, мм) и постоянную π = 3,14:. S = π х R2 = π x (D/2)2
S = π х R2 = π x (D/2)2.
Можно подставить значения в формуле и произвести расчеты, а можно воспользоваться готовой таблицей объема труб длиной 1 м:
| Диаметр трубы, дюйм | Диаметр, мм | Объем, л |
| ½ | 15 | 0,177 |
| ¾ | 20 | 0,314 |
| 1 | 25 | 0,491 |
| 1¼ | 32 | 0,804 |
| 1½ | 40 | 1,257 |
| 2 | 50 | 2,467 |
| 2½ | 65 | 3,318 |
| 3 | 80 | 5,026 |
| 4 | 100 | 7,854 |
Напомним, что 1 мм = 0,1 см = 0,001 м, а 1 мм2 = 0,01 см2 = 1 х 106 м2.
Радиаторы. Объем теплоносителя указан в паспорте изделия
Обратите внимание, что данные обычно приводят для одной секции. Необходимо умножить это число на количество ребер во всех радиаторах
Если документы на приборы утеряны, для ориентировочного расчета можно использовать такие цифры:
- биметаллические радиаторы – 0,2−0,3 л на 1 секцию;
- чугунные – 1,5 л;
- алюминиевые – 0,4 л.
Например, в комнате установлен 1 биметаллический радиатор на 12 секций. Объем теплоносителя будет равен (12 х 0,2) 2,4 л.
Виды
На данный момент существуют различные жидкости, которые можно применять исключительно для отопительных приборов. Ключевым различием в них имеет основа. Это может быть пропиленгликоль, этиленгликоль или глицерин. Кроме этого, жидкости для отопления дома отличаются по своей стоимости, температуре кристаллизации, а также количеству специальных присадок.
Этиленгликоль
Наибольшей популярностью пользуется теплоноситель, изготовленный на основе этиленгликоля. Однако такая жидкость достаточно ядовита — попадание этиленгликоля на кожу человека может привести к очень неприятным последствиям, испарения также представляют опасность.
Если же говорить непосредственно о концентрации данного вещества в жидкости для отопления дома, то при температуре замерзания -65 °C его концентрация примерно 60%, при температуре -30 °C – 44%.
Учитывая тот факт, что этиленгликолевый антифриз для отопления является столь токсичным и ядовитым, специалисты не рекомендуют использовать его в двухконтурных котлах, если имеется возможность подмеса из отопительного в водоснабжающий контур. Кроме этого, его нежелательно применять в отопительных приборах c открытым верхом.
Пропиленгликоль
Не столь токсичны жидкости для отопления домов, произведенные на основе пропиленгликоля. Стоит отметить, что это вещество может быть как техническим, так и пищевым. Антифриз, в основе которого находится пищевая жидкость, разумеется, более экологически чист и безопасен для здоровья и жизни человека.
Глицерин
Наиболее безопасный вариант, срок эксплуатации которого составляет 8-9 лет. Надежный и удобный в использовании. Отопительные системы на основе такого теплоносителя не нуждаются в промывке. Обладает отличными антикоррозийными свойствами и не воспламеняется.
Сложность выбора теплоносителя для загородного дома
Выбор вида теплоносителя для загородного дома начинается еще до этапа проектирования системы или, по крайней мере, параллельно.
Вода как традиционная жидкость для таких случаев не всегда, к сожалению, может использоваться. Связано это с несколькими факторами и одним из основных является ее высокая температура замерзания.
В случае если загородный дом не используется как место для постоянного проживания, такая характеристика воды может вывести систему из строя во время даже несильных холодов. Но даже если система эксплуатируется постоянно, то чрезвычайные ситуации тоже не исключены.
Например, перебои с подачей электроэнергии также могут стать фатальным моментом. Для работы большинства газовых котлов, не говоря уже об электрическом оборудовании, а также насосов, необходима стабильная подача электроэнергии, в ином случае вода замерзнет и разорвет систему. Вариант с резервным источником можно рассматривать лишь как аварийный и надеяться на него особо не следует.
Поэтому незамерзающая жидкость для отопления загородного коттеджа или дома является оптимальным вариантом, но, перед тем как выбрать состав, следует внимательно ознакомиться с инструкцией к котлу, который планируется установить.
Часто производители рекомендуют определенный вид теплоносителя, который обязателен для заполнения системы. В ином случае все гарантийные обязательства с его стороны снимаются. Но это требование не относится ко всем моделям, к тому же даже при ограничении можно рискнуть и залить другой вид жидкости. Но все риски потребитель возьмет на себя, в том числе и ремонт котельного оборудования.
При проектировании отопления в загородном доме важно сразу решить вопрос с видом теплоносителя, так как этот фактор накладывает определенные условия на технические параметры системы и особенности ее монтажа
