Теплоносители для системы отопления - как сделать правильный выбор?

Содержание

Что такое теплоноситель и каким он должен быть

Теплоноситель в жидкостной отопительной системе — это то вещество, посредством которого тепло переносится от котла к радиаторам. В наших системах качестве теплоносителя используется вода или особые незамерзающие жидкости — антифризы. При выборе необходимо руководствоваться несколькими критериями:

Безопасность. Время от времени в отоплении возникают протечки или они требуют обслуживания и ремонта. Чтобы ремонтные работы не были опасными, теплоноситель должен быть безвредным.
Безвредным для составляющих системы отопления.
Должен иметь высокую теплоемкость, чтобы эффективно переносить тепло.
Иметь длительный срок эксплуатации.

Теплоноситель для систем отопления выбирают по условиям эксплуатации

С учетом этих требований наиболее подходящая жидкость для система отопления — вода. Она безопасна, безвредна, имеет высокую теплоемкость, а строк эксплуатации неограничен. Но в тех системах отопления, где велика вероятность простоя зимой, вода может сослужить плохую службу. Если она замерзнет, разорвет трубы и/или радиаторы. Потому в таких системах применяют антифризы. При отрицательных температурах они теряют текучесть, но оборудование не рвут. Так что выбрать теплоноситель для системы отопления с этой точки зрения легко: если система находится все время под присмотром и работоспособном состоянии, использовать можно воду. Если дом временного проживания (дача) или он надолго может оставаться без присмотра (командировки, зимний отпуск), если в регионе возможно частое и/или длительное отключение электроэнергии, лучше в систему заливать антифриз.

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

Конструкция нагревателя

Конструкция устройства достаточно проста. Во-первых, это прибор небольших габаритных размеров.

Во-вторых, котел представляет собой трубу, которая просто врезается в систему трубной развязки путем резьбового соединения при помощи американок. В-третьих, электроды вставляются с одного из торцов устройства. Вход теплоносителя производится через боковой патрубок, а выход через свободный торец.

Размеры агрегата зависят от его мощности. К примеру, котел «Галан » однофазный имеет длину 30 см (диаметр 6 см), трехфазный – 40 см. Для небольшого частного дома подойдет первый вариант. Если дом достаточно большой, многоэтажный, то лучше установить трехфазный прибор.

Котел Галан

Схема подключения котла Галан

Два основных направления компании это ТЭНовые и электродные котлы. Притом последним отдается предпочтение как устройству с лучшими характеристиками. В линейке от Галан есть варианты для малогабаритной квартиры или дома и для промышленных объектов. Всего представлены три варианта:

Очаг(3, 5, 6 кВт);
Гейзер (9-15 кВт);
Вулкан (до 50 кВт и выше).

Указаны линейки в порядке возрастания мощности. Для своих котлов компания предусматривает полный набор автоматики, начиная с систем защиты, делающими их продукцию безопасной по всем аспектам, и заканчивая программаторами с рядом датчиков и большим набором настроек, способных оптимально управлять котлом.

Котлы при необходимости объединяются последовательно для получения большей мощности. Модульная система дает преимущество малого габарита и возможности более точной и плавной настройки.

Предельно простое решение от производителя связано с наличием алюминиевых радиаторов. Допускаются только конструкции, изготовленные из первичного алюминия и только при условии использования специальной добавки, способной погасить отрицательное влияние электродного котла.

Под маркой «ИОН» выпускаются только электродные котлы отопления. Естьважная отличительная черта компании. Они не утверждают, что их котлы на 30-40% экономичнее ТЭНовых, с учетом, что и те и другие работают с КПД близким к 100%.

Для котлов ИОН несколько изменены требования к теплоносителю. Лучшие результаты достигаются при проводимости не менее 3 кОм/см, что достигается большей концентрацией соли в растворе. Зато в ответ производитель гарантирует долговечность электрода до 30 лет, что в несколько раз превышает стойкость основного элемента от Галан и на несколько порядков стойкость самодельных стальных электродов.

Нет деления котлов на линейки с характерными названиями. У производителя заявлено наличие котлов мощностью от 2 кВт до 36-ти кВт. Устройства от 2 до 12 кВт допускают подключение к однофазной сети 220В, а котлы от 6 кВт до 36 кВт изготавливаются под трехфазное питание 380В.

Отопительный прибор «ION»

1 Что такое теплоноситель для системы отопления?

Прежде чем ответить на вопрос, какой носитель лучше использовать для систем отопления, нужно разобраться, что это вообще такое.

Жидкость для отопления и состав теплоносителя для отопления отвечают за передачу тепла внутри трубопровода.

В любой отопительной системе, основанной на переносе горячей жидкости, основную работу выполняет контур или носитель. Им наполняют трубную полость. После наполнения жидкость нагревают, передавая ей желаемую температуру.

За счет постоянной циркуляции носитель постепенно отдает свою температуру стенкам труб и радиаторов, а те, в свою очередь отдают тепло уже в воздух.

Остывшая жидкость для отопления во время циркуляции циклично движется по трубам и подогревается с определенным интервалом. Подогрев происходит непосредственно внутри котла, либо же в смесительных узлах. Таким образом, в системе удается поддерживать желаемый уровень температуры, не давая дому и трубам остыть раньше времени.

За счет своей простоты, эффективности и удобства отопительные системы на основе жидкостей пользуются огромной популярностью на современных рынках.

Импортный антифриз для систем отопления из этиленгликоля

Однако со временем люди поняли, что не одна только вода подходит как жидкость для отопления дома трубами. В некоторых случаях куда более удобно и эффективно вода заменяется специальными составами, именуемыми в народе антифризами.

В отличие от воды, они обладают особенными свойствами (конкретные характеристики зависят от химической формулы того или иного рабочего варианта), и часто, куда более полезными.

1.1 Требования к тепловому носителю

Вода не просто так является фаворитом, когда речь идет о выборе жидкости в системе отопления.

Она обладает кучей преимуществ при минимуме недостатков (хотя ее недостатки довольно значительны). Главное – она практически идеально подходит под все требования, которые выдвигаются к жидкостям в системе обогрева частных домов.

Опишем эти требования конкретнее. Зная их, нам будет проще понять, что лучше использовать и когда.

Доступность, чем дешевле носитель, тем лучше;
Высокий уровень теплоотдачи;
Текучесть;
Безопасность для человека;
Низкий коэффициент расширяемости;
Полная толерантность;
Невозможность замерзнуть при низких температурах.

Как видим, простая вода удовлетворяет большинство наших требований. Она практически бесплатна, найти сотню другую литров для заполнения не составит труда никому.

Вода легко и быстро отдает тепло в воздух. В этом плане ни один антифриз (кроме действительно дорогих) с ней не сравнится. Она очень текуча, и обладает низким коэффициентом расширяемости

Последний момент очень важен, хотя мало кто обращает на него внимание

Трубы разрушенные длительной эксплуатацией жесткой воды в качестве носителя

Если в системе с трубами из пластика, выбрать носитель с большим коэффициентом расширяемости, то есть большая вероятность, что трубы лопнут непосредственно в процессе нагрева или транспортировки нагретой жидкости. Чего, конечно же, хотелось бы избежать.

Впрочем, под некоторые требования вода не подходит. Ее нельзя назвать полностью толерантной. Более того, обычная вода из под крана для систем отопления из стальных труб в долгосрочной перспективе даже опасна.

Ну и самый главный минус – вода замерзает в трубах. Причем замерзает быстро. Именно ее дальнейшая разморозка чаще всего приводит к разрушению труб или радиаторов.

Мембранные расширительные баки для систем отопления Wester

Общий вид фронт	Общий вид сзади	Вид сверху	Вид снизу
Все объемы

Увеличить

membrannye-rasshiritel’nye-baki-dlja-otoplenija-wester-wrv_, Общий вид сзади, увеличить

membrannye-rasshiritel’nye-baki-dlja-otoplenija-wester-wrv_, Вид сверху, увеличить

membrannye-rasshiritel’nye-baki-dlja-otoplenija-wester-wrv_, Вид снизу, увеличить

membrannye-rasshiritel’nye-baki-dlja-otoplenija-wester-wrv_, Все объемы, увеличить

Производитель: Wester HeatingЕмкость: 8, 12, 24, 35, 50, 80, 100, 120, 150, 200, 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 5000, 10 000 литровПреддавление в воздушной полости: 1,5 барМакс. давление: 5,0 барРабочая температура: -10°C…+100°C

— Предназначены для компенсации температурных расширений теплоносителя в замкнутых системах отопления. — Основные элементы бака — корпус из высококачественной стали, эластичная мембрана из каучука. — Давление в воздушной полости для баков от 8 до 150 литров — 1,5 бара, от 200 до 10 000 литров — бара. — Теплоноситель в системе отопления — вода с содержанием гликоля не выше 50%. — Расширительные баки комплектуются сменной мембраной. — Температурный режим работы — от -10 °С до +100 °С — Срок службы — 100 000 циклов. — Цвет корпуса — красный.

Характеристики и цены >>>

Наименование	Стоимостьс НДС, руб.
Мембранный бак для отопления Wester WRV8	1 391,00	Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV8
Мембранный бак для отопления Wester WRV12	1 073,00	Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV12
Мембранный бак для отопления Wester WRV18	1 173,00	Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV18
Мембранный бак для отопления Wester WRV24	1 343,00	Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV24
Мембранный бак для отопления Wester WRV35	2 199,00	Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV35
Мембранный бак для отопления Wester WRV50	2 624,00	Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV50
Мембранный бак для отопления Wester WRV80	3 832,00	Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV80
Мембранный бак для отопления Wester WRV100	5 508,00	Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV100
Мембранный бак для отопления Wester WRV150	8 325,00	Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV150
Мембранный бак для отопления Wester WRV200 (top)	12 367,00	Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV200 (top)
Мембранный бак для отопления Wester WRV300 (top)	15 114,00	Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV300 (top)
Мембранный бак для отопления Wester WRV500 (top)	29 572,00	Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV500 (top)
Мембранный бак для отопления Wester WRV750	67 580,00	Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV750
Мембранный бак для отопления Wester WRV1000	90 664,00	Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV1000

Как рассчитать расход

Значение представляет собой количество теплоносителя в килограммах, которое тратится в секунду. Оно используется для передачи температуры в помещение посредством радиаторов. Для расчёта необходимо знать потребление котла, которое расходуется на обогрев одного литра воды.

Формула:

G = N / Q, где:

N — мощность котла, Вт.
Q — теплота, Дж/кг.

Величину переводят в кг/час, умножая на 3600.

Формула для расчёта необходимого объёма жидкости

Повторное заполнение труб требуется после ремонта или перестройки обвязки. Для этого находят количество воды, нужное системе.

Обычно достаточно собрать паспортные данные и сложить их. Но также можно найти его вручную. Для этого считают длину и сечение труб.

Числа перемножаются и добавляются к батареям. Объём секций радиатора составляет:

Алюминиевого, стального или сплава — 0,45 л.
Чугунного — 1,45 л.

А также есть формула, по которой можно примерно определить общее количество воды в обвязке:

V = N * V_кВт, где:

N — мощность котла, Вт.
V_кВт— объём, которого достаточно для передачи одного киловатта тепла, дм3.

Это позволяет посчитать только ориентировочное число, поэтому лучше свериться с документами.

Для полной картины также нужно посчитать объём воды, вмещаемой прочими компонентами обвязки: расширительным баком, насосом и т. д.

Внимание! Особенно важен бак: он компенсирует давление, которое повышается из-за расширения жидкости при нагреве. В первую очередь нужно определиться с используемым веществом:

В первую очередь нужно определиться с используемым веществом:

вода имеет коэффициент расширения 4%;
этиленгликоль — 4,5%;
прочие жидкости используются реже, поэтому данные следует искать в справочной таблице.

Формула для расчёта:

V = (V_s * E)/D, где:

E — коэффициент расширения жидкости, указанный выше.
V_s — расчётный расход всей обвязки, м3.
D — эффективность бака, указанная в паспорте устройства.

Найдя эти значения, их нужно просуммировать. Обычно получается четыре показателя объёма: труб, радиаторов, нагревателя и бака.

При помощи полученных данных можно осуществить создание системы отопления и заполнить её водой. Процесс залива зависит от схемы:

«Самотёком» выполняется из высшей точки трубопровода: вставляют воронку и пускают жидкость. Это делают не спеша, равномерно. Предварительно внизу открывают кран, и подставляют ёмкость. Это помогает избежать образования воздушных пробок. Применяется, если отсутствует принудительный ток.
Принудительная — требует насоса. Подойдёт любой, хотя лучше использовать циркуляционный, который затем применяют в отоплении. В течение процесса нужно снимать показания манометра, чтобы избежать повышения давления. И также обязательно открывают воздушные клапаны, что помогает с выпуском газа.

Как посчитать минимальный расход теплоносителя

Вычисляются также, как затраты жидкости в час на обогрев помещений.

Его находят в перерыв между отопительными сезонами как число, зависящее от горячего водоснабжения. Существует две формулы, применяемых в расчётах.

Если в системе нет принудительной циркуляции ГВС, или она отключена из-за периодичности работы, то расчёт выполняют с учётом среднего расхода:

G_min = $ * Q_гср / [(T_п — T_об3)*C], где:

Q_гср — среднее значение теплоты, которое передаёт система за час работы в неотопительный сезон, Дж.

$ — коэффициент изменения расхода воды летом и зимой. Принимается соответственно равным 0,8 или 1,0.

T_п — температура в подаче.

T_об3 — в обратке при параллельном подключении нагревателя.

C — теплоёмкость воды, принимают равной 10-3, Дж/°С.

Температуры принимают равными соответственно 70 и 30 градусам Цельсия.

Если есть принудительная циркуляция ГВС или с учётом нагрева воды ночью:

G_min = Q_цг / [(T_п — T_об6)*C], где:

Q_цг — расход теплоты для прогрева жидкости, Дж.

Значение этого показателя принимают равным (K_тп * Q_гср) / (1 + K_тп), где K_тп — коэффициент потери тепла трубами, а Q_гср — средний показатель расхода мощности на воду в час.

T_п — температура подачи.

T_об6 — обратки, измеренная после котла, циркулирующего жидкость по системе. Она равна пять плюс минимально допустимая в точке водоразбора.

Специалисты берут числовое значение коэффициента K_тпиз следующей таблицы:

Типы систем ГВС	Потеря воды теплоносителем
С учётом тепловых сетей	Без них
С изолированными стояками	0,15	0,1
С изоляцией и с сушителями для полотенец	0,25	0,2
Без изоляции, но с сушилками	0,35	0,3

Важно! С расчётом минимального расхода можно ознакомиться подробнее в строительных нормах и правилах 2.04.01—85

Циркуляционный насос

Для нас важны два параметра: создаваемый насосом напор и его производительность.

На фото — насос в отопительном контуре.

С напором все не просто, а очень просто: контур любой разумной для частного дома протяженности потребует напора не более минимальных для бюджетных устройств 2 метров.

Справка: перепад в 2 метра заставляет циркулировать систему отопления 40-квартирного дома.

Простейший способ подобрать производительность — умножить объем теплоносителя в системе на 3: контур должен оборачиваться трижды за час. Так, в системе объемом 540 литров достаточно насоса производительностью 1,5 м3/час (с округлением).

Более точный расчет выполняется по формуле G=Q/(1,163*Dt), в которой:

G — производительность в кубометрах в час.
Q — мощность котла или участка контура, где предстоит обеспечить циркуляцию, в киловаттах.
1,163 — коэффициент, привязанный к средней теплоемкости воды.
Dt — дельта температур между подачей и обраткой контура.

Подсказка: для автономной системы стандартные параметры — 70/50 С.

При пресловутой тепловой мощности котла в 36 КВт и дельте температур в 20 С производительность насоса должна составлять 36/(1,163*20)=1,55 м3/ч.

Иногда производительность указывается в литрах в минуту. Пересчитать несложно.

Виды радиаторов

Самыми популярными среди общего количества конвекторов считаются три типа:

Алюминиевый радиатор;
Чугунная батарея;
Биметаллический радиатор.

Если вы знаете, какой конвектор установлен у вас дома и способны посчитать количество секций, то произвести несложные расчеты не составит труда. Далее, рассчитайте объем воды в радиаторе отопления, таблица и все необходимые данные, представлены ниже. Они помогут максимально точно вычислить количество теплоносителя во всей системе.

Тип конвектора	Средний объем воды литр/секция
Алюминиевый
Старый чугунный
Новый чугунный

Биметаллический

Алюминиевый

Несмотря на то, что в некоторых случаях внутренняя система нагрева каждой батареи может отличаться, существуют общепринятые параметры, которые позволяют определить количество помещающейся в нее жидкости. С возможной ошибкой в 5% вы узнаете, что одна секция алюминиевого радиатора может содержать до 450 мл воды

Стоит обратить внимание, на то, что для других теплоносителей объемы могут быть увеличены

Чугунный

Посчитать количество жидкости, которая помещается в чугунном радиаторе немного сложней. Важным фактором будет новизна конвектора. В новых импортных радиаторах пустоты значительно меньше, а за счет усовершенствованного строения греют они не хуже старых.

Новый чугунный конвектор вмещает около 1 литра жидкости, в старый поместится на 700 мл больше.

Биметаллический

Подобные типы радиаторов довольно экономичны и производительны. Причина, по которой могут меняться объемы наполнения, кроются только в особенностях определенной модели и разбросу давления. В среднем подобный конвектор заполняется 250 мл воды.

Возможные изменения

Каждый производитель батарей устанавливает свои значения минимально/максимально допустимых норм, но объем теплоносителя во внутренних трубках у каждой модели может измениться исходя из соображений увеличения давления. Обычно в частных домах и новостройках на цокольном этаже устанавливается расширительный бачок, который позволяет стабилизировать давление жидкости даже при ее расширении при нагреве.

Меняются параметры также на устаревших радиаторах. Нередко даже на трубках из цветного металла образовываются наросты из-за внутренней коррозии. Проблемой тому могут стать примеси в воде.

Из-за подобных наростов в трубках количество воды в системе постепенно нужно уменьшать. Учитывая все особенности своего конвектора и общие данные из таблицы, вы легко высчитаете необходимый объем воды для радиатора отопления и всей системы.

Циркуляционный насос выбирается по двум основным характеристикам:

G* — расходу, выраженному в м 3 /час;

H — напору, выраженному в м.

*Для записи расхода теплоносителя производители насосного оборудования пользуются буквой Q. Производители запорной арматуры, например, Данфосс для расчета расхода пользуется буквой G. В отечественной практике также используется эта буква. Поэтому в рамках объяснений этой статьи мы также будем пользоваться буквой G, Но в других статьях, подойдя непосредственно к разбору графика работы насоса, для расхода мы все же будем использовать букву Q.

Как правильно использовать антифриз

Для отопительных систем, функционирующих на основе антифриза, необходимо подбирать более мощные батареи. Дело в том, что его вязкость на 1/5 ниже, чем у воды (из-за чего он накапливает и передает тепло несколько хуже).
Антифриз более текуч, чем вода, поэтому к разъемным соединениям (в случае использования таковых в системе) выдвигаются более жесткие требования.
Ввиду повышенной вязкости необходимо обязательно устанавливать циркуляционный насос.

Нельзя сочетать антифриз с оцинкованным трубопроводом, поскольку химическая структура вещества при контакте с цинком меняется.

Количество теплоносителя в системе отопления

Теплоноситель нужен после монтажа новой отопительной системы, после её ремонта или реконструкции.

Перед заполнением отопительной системы требуется определить точное количество теплоносителя, для того чтобы заранее купить или подготовить необходимый объём. Нужно собрать информацию про паспортный объем всех отопительных приборов и трубопроводов (детальнее: «Расчет объема системы отопления, включая радиаторы»). Обычно такие данные содержатся на упаковке или в справочной литературе. Объём труб легко высчитывается по их длине и известному сечению. Для наиболее распространённых элементов теплосетей объёмы теплоносителя таковы:

Секция современного радиатора (алюминиевого, стального или биметаллического) — 0,45 литра
Секция радиатора старого типа (чугунного, МС 140-500, ГОСТ 8690-94) – 1.45 литра
Погонный метр трубы (15 миллиметров внутренний диаметр) — 0,177 литра
Погонный метр трубы (32 миллиметров внутренний диаметр) — 0,8 литра

Расход теплоносителя в системе отопления можно примерно подсчитать и без суммирования. Можно просто исходить из мощности отопительной системы. Для расчёта используют соотношение, что отопительной системе для передачи одного килоВатта тепла понадобится 15 литров неплоносителя. Нетрудно подсчитать, что для отопительной системы мощностью 75 килоВатт понадобится 75х15=1125 литров теплоносителя. Ещё раз – этот метод приблизительный и не даёт точного объёма.

Правильный расчет теплоносителя в системе отопления

По совокупности признаков бесспорным лидером среди теплоносителей является обыкновенная вода. Лучше всего использовать дистиллированную воду, хотя подойдет и кипячёная или химически обработанная – для осаждения растворённых в воде солей и кислорода.

Однако если существует вероятность того, что температура в помещении с системой отопления на некоторое время опустится ниже нуля, то вода в качестве теплоносителя не подойдёт. Если она замёрзнет, то при увеличении объёма велика вероятность необратимого повреждения системы отопления. В таких случаях используют теплоноситель на базе антифриза.

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