Людмила Смирнова - Отопление и водоснабжение загородного дома
Не последнюю роль в обеспечении комфорта играет бесшумность работы отопительных приборов. Как правило, большинство отопительных агрегатов при работе издают сильный шум и вибрацию. Примером такой системы может служить водяное отопление с принудительной циркуляцией теплоносителя.
В настоящее время владельцы домов и квартир большое внимание уделяют экологической безопасности отопительных систем.
При сжигании любого вида топлива происходит выброс большого количества вредных веществ в атмосферу. Помимо этого, выделяются различные ядовитые вещества, образуется конденсат, который попадает в канализацию. Все это нарушает работу очистных сооружений и отрицательно влияет на окружающую среду. Казалось бы, прямое электрическое отопление не имеет вредных выбросов, а значит, его можно считать экологически чистым. Но и в этом случае имеются минусы. Например, при работе электрических обогревателей сжигается кислород, находящийся в помещениях, электроконвекторы поднимают потоки воздуха, которые захватывают с собой пыль. А такая обстановка в жилых помещениях создает дискомфорт даже для здорового человека, не говоря уже о больных.
Самым комфортным считается лучистое отопление, при нем отсутствуют конвекционные потоки, а радиация от наружных ограждений имеет минимальные значения.
Глава 2
Водяное отопление
В сельской местности, а также в загородных домах, как правило, применяют отопительные системы, имеющие самостоятельный генератор тепла – котлы небольшого размера.
Наиболее надежным считается водяное отопление, топливом для которого могут быть:
• каменный уголь;
• дрова;
• разного рода брикеты;
• природный газ;
• керосин;
• соляровое масло и пр.
Преимущество водяных систем отопления перед паровыми заключается в том, что в данном случае намного проще регулировать теплоподвод радиаторов и конвекторов. При таких системах отопления в качестве теплоносителя используется аэрированная и смягченная вода. У воды, как известно, множество достоинств (прекрасные теплофизические свойства, дешевизна и пр.), но имеются и недостатки. Например, в любой воде содержатся всевозможные минеральные соли и другие примеси, которые разрушительно действуют на металлические части трубопроводов, способствуя отложению солей, затрудняющих работу системы, что отрицательно сказывается на техническом состоянии всей системы.
Еще одним большим минусом воды является высокая точка замерзания, поэтому в качестве теплоносителя она может быть использована только при положительных температурах. В этой связи многие домовладельцы предпочитают заменять воду солевыми растворами и антифризами. Но солевые растворы нежелательно использовать в системах водяного отопления из-за их повышенного коррозионного воздействия.
Антифризы, применяемые в системах водяного отопления
Антифризы представляют собой охлаждающие жидкости с довольно невысокой точкой замерзания. Благодаря этому свойству отопительная система с применением антифриза может быть запущена в эксплуатацию в любое время года (даже зимой).
Сейчас самыми популярными считаются антифризы на основе водных растворов этиленгликоля. В табл. 1 даны некоторые характеристики антифризов.
Таблица 1
Требования к охлаждающим низкозамерзающим жидкостям (антифризам)
Антифриз, применяемый для отопительных систем, должен отвечать ряду требований.
1. Во избежание образования отложений и засорения теплообменников антифриз должен быть наименее коррозийным.
2. Для предотвращения попадания воздуха в систему отопления антифриз должен иметь пониженное пенообразование.
3. У него должно быть нормальное значение щелочности – 10 см3, при котором нейтрализуются продукты окисления этиленгликоля.
4. Антифриз должен иметь низкую температуру замерзания, т. е. начала кристаллизации.
Для использования в отопительных системах ни в коем случае нельзя применять самый распространенный антифриз под названием «Тосол». В нем имеются вредные примеси и добавки, негативно воздействующие на трубопроводы и окружающую среду.
Хорошие показатели имеет российский антифриз «Хот Блад», полностью соответствующий ГОСТу по своим техническим параметрам. Некоторые технические характеристики данного антифриза даны в табл. 2.
Таблица 2
Технические характеристики антифриза «Хот Блад» (в сравнении с водой и неразбавленным пропиленгликолем)
В этом антифризе имеется несколько присадок, которые значительно повышают рабочие свойства теплоносителя, например:
• антикоррозионные присадки, замедляющие процесс повреждения стали, чугуна, меди, латуни, алюминия и припоя ржавчиной;
• антиокислительные присадки, сдвигающие температуру начала и максимума окислительного процесса при нагревании этиленгликоля в сторону более высоких температур;
• присадки с веществами, замедляющими протекание процесса солеотложения и образования накипи, не дающими осадкам отложиться и удаляющими образовавшуюся накипь;
• присадки против образования пены;
• присадки, предотвращающие разрушение резиновых, паронитовых, тефлоновых и прочих уплотнителей;
• присадки, увеличивающие смазывающие свойства антифриза, что значительно продлевает срок службы и эффективность работы циркуляционных насосов в отопительных системах с принудительной циркуляцией.
В настоящее время появились новые антифризы «Хот Блад Эко». Данные жидкости используются в системах отопления, кондиционирования и вентиляции воздуха. При изготовлении «Хот Блад Эко» применяется пищевой пропиленгликоль. В отличие от охлаждающих жидкостей на основе этиленгликоля пропиленгликолевые антифризы можно использовать в системах, которые предназначены не только для обогрева помещения, но и для нагрева воды.
В продаже можно найти и антифризы зарубежного производства («Antifroqen N», «Inibahen», «Feetherm»), которые очень дорого стоят. Учитывая, что отопительная система с антифризом вместо воды – дорогое удовольствие, использование импортной охлаждающей жидкости сильно ударит по кошельку.
При использовании антифриз обязательно нужно разбавить водой. Таким способом можно приготовить жидкость с любой температурой замерзания – от —10 до —65° С. Для разбавления берут обычную воду из-под крана, имеющую жесткость не более 6 мг экв. на 1 л. Если концентрация применяемого антифриза в течение нескольких лет будет оставаться неизменной, т. е. поддерживаться на одном уровне, то его температура также останется неизменной.
Антифриз в качестве теплоносителя можно использовать только в том случае, когда состояние всех элементов отопительной системы является удовлетворительным, обеспечивается хорошая циркуляция теплоносителя, который не нагревается до температуры выше 170° С. Если антифриз в отопительной системе перегреется, то произойдет разложение антикоррозионных присадок и этиленгликоля, он окислится до альдегидов и кислот. Все это сопровождается оседанием нагара на нагревательных элементах и выделением вредных газов в окружающую среду.
При работе отопительных приборов водяного отопления все нагревательные элементы обязательно должны полностью находиться в антифризе. Это нужно для того, чтобы избежать их перегрева и пригорания к ним теплоносителя.
На всех разъемных соединительных элементах должны стоять не резиновые уплотнения, а такие, которые изготовлены из более прочного материала, наименее подверженного деформациям. Отопительные приборы должны иметь намного большую мощность, чем те, которые работают в системе, наполненной водой, т. к. теплоемкость антифриза на 15—20% ниже, чем у воды. Это говорит о том, что антифриз хуже накапливает и отдает тепло. Циркуляционный насос также должен быть более мощным.
Антифриз никогда не должен контактировать с оцинкованными поверхностями, потому что это может вызвать химическую реакцию, сопровождающуюся потерей первоначальных свойств антифриза.
Циркуляционное давление в водяном отоплении
Теплоотдача различных нагревательных приборов, а также температура воздуха в жилом помещении при одинаковых технических параметрах находятся в зависимости от трех характеристик:
• объема поступающего в отопительный прибор теплоносителя;
• температуры теплоносителя;
• гидростатического давления, которое двигает теплоноситель по трубам.
Если давление в системе невысокое, то она не может нормально работать. Гидростатическое давление дает возможность преодолевать помехи, возникающие на пути воды. К таким помехам можно отнести:
• сопротивления, вызываемые трением теплоносителя о стенки труб;
• местные сопротивления в отводах, тройниках, кранах, отопительных приборах и водогрейных котлах.
