ВходТребования к качеству сетевой и подпиточной воды тепловых сетей. Сравнение радиаторов по типу теплоносителя
Теплоносителем называется жидкость, которая движется по контуру теплообменного оборудования в системах отопления и кондиционирования и служит для осуществления теплообмена.
В состав современного устройства входит основное вещество (этиленгликоль, реже пропиленгликоль), вода, в которой он растворен и пакет присадок-ингибиторов.
Лучшие теплоносители изготовляются на основе этиленгликоля, потому что это вещество отвечает требованиям, которые предъявляются к антифризам:
Низкая температура замерзания (до -65);
- высокая температура кипения (+115);
- высокая температура воспламенения;
- стабильность теплофизических свойств.
Когда говорят о минусах применения этиленгликоля в теплоносителях, то, как правило, имеют в виду токсичность этого вещества. Действительно, этиленгликоль ядовит, и его смертельная доза не превышает 120 мл. Однако при соблюдении эксплуатационных требований и герметичности контура можно избежать протечек антифриза.
Раствор, обогащенный специальным присадками, не оказывает агрессивного воздействия на резину. Соответственно, уплотнения не разрушаются, контур остается герметичным, и теплоноситель не вытекает. Это особенно важно, потому что этиленгликоль обладает высокой (выше, чем у воды) текучестью.
Чем выше концентрация этиленгликоля в теплоносителе, тем ниже температура кристаллизации антифриза и тем выше температура его кипения. Если эксплуатационные условия позволяют, готовые антифризы можно разбавлять (увеличивать долю воды в растворе), чтобы расходовать продукт более экономно.
Однако установлено, что температура кристаллизации этиленгликоля в чистом виде составляет лишь -12 С, и наиболее эффективными (самый низкий порог кристаллизации) считаются теплоносители, на 70% состоящие из гликоля. В то же время, антифризы на основе этиленгликоля даже при температуре ниже порога кристаллизации не разрушает контур.
Пропиленгликоль уступает этиленгликолю в теплофизических свойствах примерно на 20%. Однако на основе этого вещества производят теплоносители для теплообменного оборудования в фармацевтической и пищевой промышленности, а также для отопления и кондиционирования некоторых жилых объектов.
Теплоносители для отопления должны изготавливаться из очищенной, обессоленной, дистиллированной воды. В противном случае в процессе эксплуатации антифриза на стенках контура образуются солевые отложения (накипь).
Этиленгиколь-жидкость довольно агрессивная и для того чтобы снизить коррозионную активность в теплоносители добавляют пакет специальных присадок.
Агрессивная жидкость, этиленгликолевый раствор оказывает на металлические части контура разрушающее воздействие. Гликоль в процессе распада, в особенности под воздействием высоких температур, образует органические кислоты. Они насыщают теплоноситель и изменяют его рН.
Нейтрализовать эти кислоты могут только специальные ингибиторы. В противном случае металлическая поверхность не будет защищена от коррозийной активности антифриза.
1. Ингибиторы покрывают внутреннюю поверхность слоя, концентрируясь на очагах коррозии. Защитная пленка не дает теплоносителю проявлять свою коррозийную активность.
2. Присадки понижают кислотность раствора, поскольку служат своего рода буфером для органических кислот.
Нюансы действия ингибиторов зависят от типов присадок.
В зависимости от того, какие добавки имеются в антифризе, теплоносители делятся на три группы.
- Традиционные, где качестве ингибиторов используются неорганические вещества: силикаты, фосфаты, амины, нитраты, бораты.
- Гибридные теплоносители. Присадки – органические и неорганические вещества.
- Карбоксилатные теплоносители, где ингибиторами являются карбоксилаты: соли карбоновых кислот.
Да, косвенным образом, и чем эффективнее ингибитор, тем меньше наслоений образуется на стенках контура, а следовательно, от качества присадок в теплоносителе зависит теплообмен в системе.
Нет, независимо от качества ингибиторов, антифризы на основе этиленгликоля остается ядовитым веществом, и допустить попадание которого в организм человека и животных нельзя.
Доли воды, гликоля и присадок в теплоносителе зависят от его марки. В антифризах, предназначенных для использования в суровом климате, например, «Гольстфрим-65» для вашего дома -65», доля этиленгликоля составляет 63%, а воды – 31%. Оставшиеся 6% - ингибиторы коррозиию
Готовые теплоносители для более высоких температур кристаллизации, например, «Гольфстрим-30», на 46% состоят из гликоля и на 50% - из воды, присадки составляют лишь 4% раствора.
В процессе эксплуатации теплофизические свойства антифриза ослабевают. Выработка ресурса может произойти как в течение нескольких месяцев (негликолевые теплоносители), так и за 2-5 лет (традиционные гликолевые антифризы)
Так или иначе, но теплообмен в контуре со временем ухудшается, и причиной тому служит также образование различных наслоений в контуре: продуктов коррозии, продуктов распада гликоля, силикатного осадка в виде геля. Это негативно сказывается на теплопередаче, и к тому же, если продукты коррозии имеются в самом теплоносителе, то его свойства резко ухудшаются. Темпы данных процессов тоже зависят от марки антифриза.
Независимо от частоты замены антифриза, перед заливкой нового, контур тщательно промывается от вышеуказанных отложений. Для этого существуют специальные моющие жидкости для теплоносителей
Чем качественнее был антифриз, тем меньше отложений остается на стенках контура и, соответственно, тем проще будет его очистить. Затем производится промывка водой, и остатки наслоений, антифриза и моющей жидкости удаляются. Использованный теплоноситель утилизируется, а вместо него контур наполняют новым антифризом.
Неразбавленный этиленгликоль имеет более высокую температуру кристаллизации, как это уже отмечалось выше, и поэтому наиболее эффективным теплоносителем будет этиленгликоль, разбавленный водой в нужных пропорциях.
Кроме того, этиленгликоль без ингибиторов – чрезвычайно агрессивная жидкость. Поэтому использование чистого этиленгликоля в качестве теплоносителя ведет к разрушению контура, а также снижению срока службы самого антифриза.
Сырьевой этиленгликоль (ГОСТ 19710) – это лишь материал для изготовления антифриза.
С увеличением концентрации этиленгликоля до определенного уровня растет его морозостойкость и температура кипения; при повышении температуры вязкость падает, но чем концентрированнее раствор, тем она выше. То же можно сказать и о плотности теплоносителя: чем больше процентная доля гликоля, тем раствор плотнее, однако с увеличением температуры плотность уменьшается.
Теплоемкость антифриза тоже зависит от того, насколько он разбавлен. Чистая вода, хотя и обладает небольшим температурным диапазоном, в качестве антифриза, демонстрирует высокую теплоемкость, которая не сильно различается на всем его протяжении и колеблется в районе 4,2 кДж/кг К.
У гликолевых теплоносителей теплоемкость падает с увеличением концентрированности раствора и увеличивается с ростом температуры. Так, антифриз, разбавленный водой наполовину, будет иметь большую теплоемкость, чем разбавленный на 20%. Однако температурный диапазон, в котором теплоноситель можно использовать, в первом случае будет уступать.
Что касается теплопроводности, то зависимость ее от концентрации антифриза довольно необычна. Если доля чистого (готового) антифриза в растворе превышает определенный процент (в районе 40%), то с увеличением температуры теплопроводность будет падать.
При этом, чем концентрированней теплоноситель, тем более резким будет уменьшение теплоемкости. Если же доля антифриза ниже данного уровня, то теплопроводность, напротив, будет расти с увеличением температуры. Чем сильнее разбавлен раствор, тем выше его теплопроводность.
С увеличением концентрации теплоносителя растут и коэффициент объемного расширения, и относительный коэффициент теплопередачи, при этом, чем выше температура, тем выше и эти показатели. Что касается давления пара, то оно растет с увеличением температуры и падает с увеличением концентрации
Для того, чтобы система отопления исправно работала, важно, чтобы контур не был поврежден и свойства теплоносителя соответствовали определенному уровню.
В ходе ревизий и проверок измеряются:
- коррозийная активность антифриза, в том числе определяются скорость коррозии, ее потенциал и виды общей и локальной коррозии;
- плотность теплоносителя;
- резерв щелочности;
- водородный показатель;
- температура кипения и кристаллизации теплоносителя;
- концентрация этиленгликоля в растворе;
- доля воды в антифризе;
- содержание присадок в теплоносителе;
- рН раствора.
Для проведения необходимых измерений специалисты прибегают к газовой и газо-жидкостной хроматографии, рефрактометрии, рН-метрии, спектрофотометрии, химическому, кулонометрическому, атомно-адсорбционному анализу, коррозийным испытаниям.
рН теплоносителя следует поддерживать на уровне 7,5-9,5. В кислотной среде (рН 9) сильнее проявляется локальная коррозия: язвенная, щелевая и другие виды.
Использование воды в качестве антифриза нежелательно по следующим причинам:
Вода обладает высокой температурой замерзания, что не позволяет использовать ее как теплоноситель в холодное время года. При замерзании вода разрушает контур.
- Высокая коррозийная активность воды сокращает эксплуатационный срок оборудования.
- Использование неочищенной воды в качестве антифриза приводит к образованию солевых отложений на стенках, а обессоленная вода обладает повышенной коррозийной активностью. В результате, теплопередача ухудшается, оборудование быстрее приходит в негодность и приходится с повышенной частотой осуществлять замену теплоносителя и промывку контура от отложений.
Любые антифризы без предварительной проверки на совместимость смешивать не рекомендуется. В случае если химические основы пакетов присадок ТН различные, то это может привести к частичному их разрушению и как следствие к снижению антикоррозионных свойств. ТН "Гольфстрим" полностью совместим с ТН "Теплый дом", наиболее распространенном в Центральном регионе, но его нежелательно смешивать с ТН "Диксис", имеющим фосфатную основу!
Обязательно! Так как разбавление ТН водой кроме экономии для потребителя позволяет повысить теплоотдачу, уменьшить плотность смеси и улучшить ее циркуляцию по системе. Так же уменьшается вероятность нагара на ТЭНах или в области горелок и проникающая способность антифриза, которая существенно выше, чем у воды.
Оптимальным для Центрального региона считается разбавление ТН на -25-30 ºС, для электрокотлов на -20-25 ºС. Для Северных регионов соответственно уровень должен быть на 5-10 ºС ниже! Даже если температура опустится ниже указанных параметров, разрушение системы исключено, так как ТН не расширяется. Он превращается лишь в желеобразную массу, которая снова становится жидкой при повышении температуры.
В идеале ТН лучше разбавлять дистиллированной водой, в которой отсутствуют соли кальция и магния, так как именно они при нагревании кристаллизируются и образуют накипь. К примеру, накипь толщиной 3мм уменьшает теплоотдачу на 25% и система требует больших энергозатрат. В ТН "Гольфстрим" имеется специальная присадка, которая обеспечивает нормальную работу при разбавлении обычной водопроводной водой (не более 5 ед. жесткости). Для информации: вода из скважины, если не предусмотрена система умягчения, может иметь жесткость 15-20 ед.
Любой теплоноситель-антифриз на гликолевой основе, в том числе и импортный, не может защищать оцинкованные покрытия! Возможные проблемы (металлизированная взвесь, а потом труднорастворимые осадки) зависят от того, какой объем занимает такая разводка. Однако следует знать, что даже горячая вода (свыше 70 ºС) тоже смывает цинк, правда значительно медленнее.
Можно использовать герметики, стойкие к гликолевым смесям (например "Гермесил", LOCTITE и "ABRO") или шелковистый лен, но без подмазки масляной краской.
Так как ТН на гликолевой основе более вязкие, необходимо устанавливать циркуляционные насосы более мощные, чем при работе на воде (по производительности на 10%, по напору - на 50-60%).
При выборе расширительного бака следует учесть, что коэффициент объемного расширения ТН "Гольфстрим" (как и других теплоносителей) на 15-20% больше, чем на воде (вода = 4,4 х 10-4 , а смесь ТН и воды: на -20 ºС = 4,9 х 10-4, на -30 ºС = 5,3 х 10-4).
Как вывод: расширительный бак не должен быть менее 15% объема системы. Максимальная тепловая мощность котла при работе на ТН составит примерно 80% его номинала.
ТН "Гольфстрим" не влияет на образование пустот, заполненных кислородом или газообразованиями. Причины следует искать в ошибках проектирования или монтажа оборудования: маленький расширительный бак, гальванический эффект несовместимых элементов, неверно выбранные места установки воздухоотводчиков, неправильная настройка термостатов и т.д.
При длительном перегреве начинается термическое разложение присадок и самого гликоля. ТН становится темно-коричневого цвета, появляется неприятный запах, образуются осадки. Зачастую на ТЭНах образуется нагар, который становится причиной выхода их из строя.
С целью предотвращения нагара необходимо:
- при разбавлении ТН не надо "гнаться" за температурой замерзания, оптимально готовые растворы должны быть на -20 -25 ºС; максимум -30-35 ºС;
- установить более мощный циркуляционный насос;
- ограничивать температуру ТН на выходе из котла - 90 ºС, а для настенных -70 ºС;
- в холодное время года нагрев ТН осуществлять постепенно, не включая котел на полную мощность.
В системе с принудительной циркуляцией теплоноситель по контуру отопления заставляет двигаться насос. В системе с естественной циркуляцией насоса нет. Роль насоса в ней выполняет гравитационная сила, возникающая за счет разности плотности (удельного веса) теплоносителя в подающей и обратной трубах (плотность горячей воды меньше, т.е. она легче, чем холодная). Для системы с естественной циркуляцией нужны трубы большого диаметра, чем в системах с принудительной циркуляцией.
Да, влияет. Т.к. применяемые жидкости имеют различную вязкость (вязкость антифриза выше вязкости воды).
Двухконтурным называется котел, обеспечивающий не только отопление (1-ый контур), но и подготовку горячей воды для душа, кухни и т.п. (2-ой контур).
Для точного определения требуемой мощности надо проводить расчет теплопотерь с учетом площади дома, высоты потолков, материала стен, количества окон и многих других факторов. Для предварительного подбора можно пользоваться следующей формулой: на 10 кв.м площади требуется примерно 1 кВт мощности (при высоте потолков до 3 м и хорошей теплоизоляции здания).
Единственный плюс систем с естественной циркуляцией - отсутствие насоса, а, следовательно, они могут работать независимо от наличия электричества. К минусам систем с естественной циркуляцией можно отнести: требует монтажа труб большего диаметра (дороже и менее эстетично), невозможность автоматического регулирования, больший расход топлива. Единственный минус систем с принудительной циркуляцией - зависимость от электроэнергии. Плюсы: более комфортны (возможность поддерживать заданную температуру в каждой комнате), не требуют труб большого диаметра (эстетичнее и дешевле).
Такие регуляторы состоят из двух частей:
- регулирующего крана,
- термоголовки.
С помощью термоголовки вы задаете требуемую температуру воздуха. В ней же находится специальный состав, который расширяется при увеличении температуры в помещении и механически воздействует на регулирующий кран. Работа происходит следующим образом. Когда температура воздуха в помещении становится выше заданной, доступ горячей воды в радиатор сокращается, а при понижении температуры в помещении - доступ воды в радиатор увеличивается.
Основные преимущества мембранного бака:
- бак можно расположить там же, где и котел, т.е. нет необходимости тянуть трубу на чердак,
- нет контакта воды и воздуха, а, следовательно, и возможности растворения в воде дополнительного кислорода (что продлевает срок "жизни" радиаторам и котлу),
- есть возможность создать дополнительное давление даже в верхней точке системы отопления, что уменьшает риск образования воздушных "пробок" в верхних радиаторах.
При двухтрубной разводке к каждому радиатору подведено две трубы - "прямая" и "обратная". Эта разводка позволяет иметь одинаковую температуру теплоносителя на входе во все приборы. При однотрубной разводке теплоноситель переходит последовательно от одного радиатора к другому, при этом остывая. Т.о. последний радиатор в цепочке может быть значительно холоднее первого. Если вы заботитесь о качестве системы отопления - выбирайте двухтрубную систему, позволяющую регулировать температуру в каждой комнате. Единственный плюс однотрубной системы - более низкая цена.
В качестве теплоносителя для систем отопления может использоваться либо вода, либо специальный антифриз (низкозамерзающий теплоноситель). Если нет опасности размораживания системы отопления вследствие прекращения работы котла (из-за перебоев в подаче электроэнергии, из-за падения давления газа или по другим причинам), то систему можно заполнить водой. Лучше если это будет вода дистиллированная. При этом желательно, чтобы в воде были специальные присадки способные "продлить жизнь" системе отопления (ингибиторы коррозии и т.д.). В случае же, если размораживание системы возможно, то стоит рассмотреть вариант с применением теплоносителя -это должен быть не автомобильный тосол, трансформаторное масло или этиловый спирт, а низкозамерзающий теплоноситель, специально разработанный для систем отопления. Надо помнить, что теплоноситель должен быть пожаробезопасным и не содержать в своем составе добавок недопустимых к применению в жилых помещениях.
меньшее количество дымовых газов и меньшее количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосфере.
Очевидно, что речь идет о монтаже циркуляционного насоса с мокрым ротором. Смазка подшипников такого насоса осуществляется теплоносителем системы отопления. Также теплоноситель выполняет функцию охлаждения. Понятно, что для этого должна быть обеспечена непрерывная циркуляция воды через гильзу насоса. Отсюда вытекает обязательное требование к монтажу насосов с мокрым ротором - их вал всегда должен находиться в горизонтальном положении.
Нередко при выборе оборудования для отопления, водоснабжения или кондиционирования возникает необходимость сравнить параметры, указанные в различных единицах. Ниже приводятся соотношения, позволяющие легко это сделать.
Мощность:
100 кВт = 0,086 Гкал = 340 000 Btu = 3,6 х 10 8 Дж/час
Давление:
1 мм вод.ст. = 9,8066 Па = 0,0981 мбар = 0,07356 мм рт.ст.
Температура:
Для того, чтобы перевести температуру из градусов Цельсия в градусы Фаренгейта можно воспользоваться соотношением:
T ºF = t ºC х (9/5) + 32
Для того, чтобы перевести температуру из градусов Фаренгейта в градусы Цельсия можно воспользоваться соотношением:
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:
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.
- 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.
Наиболее распространенным теплоносителем в централизованных и автономных системах отопления является вода. Ее популярность объясняется общедоступностью, низкой стоимостью, экологической безопасностью, а также хорошими тепловыми характеристиками. Однако имеется и ряд существенных недостатков.
Наличие растворенных солей в воде приводит к образованию накипи на внутренних стенках радиаторов. В результате существенно снижается теплоотдача, уменьшается проходной диаметр радиаторов, что ухудшает циркуляцию теплоносителя.
Еще одним недостатком является достаточно высокая температура замерзания воды (0 °C). Замерзание воды приводит к разрушению радиаторов. Поэтому если в работе системы возможны перерывы, рекомендуется использовать незамерзающий теплоноситель для радиаторов отопления — антифриз.
Температура замерзания антифриза может достигать -65 °C. Этого достаточно для эксплуатации системы отопления практически в любых условиях. Кроме того, даже при замерзании он переходит в гелеобразное состояние, что не приводит к разрушительным последствиям для радиаторов.
Рабочая температура антифриза составляет порядка +75 °C, что также вполне соответствует параметрам большинства систем отопления. Использование антифриза благоприятно влияет на срок службы прокладок, уплотнителей и других неметаллических элементов системы.
Сегодня в системах отопления чаще всего применяются антифризы на основе этиленгликоля и пропиленгликоля. Этиленгликоль обладает оптимальными теплофизическими характеристиками, но является сильным токсином. Поэтому наиболее широкое применение получили антифризы на основе пропиленгликоля, который является безвредным веществом.
При использовании антифриза очень важно контролировать показатель его кислотности. Для большинства радиаторов рекомендован уровень pH 7-8. В случае его превышения металл радиатора может достаточно быстро подвергаться коррозии.
Совместимость различных видов теплоносителей с радиаторами
Все виды современных радиаторов отопления могут эксплуатироваться как с водой, так и с антифризами. Однако существует ряд факторов, которые необходимо учитывать при выборе теплоносителя и радиаторов отопления.
Качественные чугунные радиаторы являются менее требовательными к химическому составу теплоносителя благодаря значительной толщине своих стенок. Коррозия угрожает им только при превышении рекомендованного уровня pH теплоносителя. Кроме того, за счет низкой тепловой инерции зависимость теплоотдачи радиатора от температуры теплоносителя является небольшой. Эти факторы способствуют использованию любых теплоносителей в чугунных радиаторах.
Однако есть существенное ограничение, за счет которого антифриз очень редко применяется для этих приборов. Объем одной секции радиатора из чугуна может достигать 1,5 литров. Учитывая, сколько потребуется антифриза для заполнения системы, применение этого типа теплоносителя оказывается экономически нецелесообразным. Кроме того, чугунные батареи чаще всего применяются в централизованных системах отопления, где в качестве теплоносителя используется вода. С другой стороны, в таких системах большое значение имеет качественная водоподготовка для профилактики образования накипи на стенках радиаторов.
Чугунные радиаторы Ogint — яркий представитель данной категории радиаторов, совмещающий в себе современный дизайн и преимущества традиционных чугунных батарей. Радиаторы произведены в полном соотвествии с ГОСТ 31311-2005, распространяется гарантия 2 года.
Стальные радиаторы являются наиболее чувствительными к качеству теплоносителя. Для заливки в эти приборы применяется либо мягкая или дистиллированная вода, либо качественный антифриз. Этим же требованиям должен отвечать и теплоноситель для алюминиевых радиаторов.
Благодаря небольшому объему секций алюминиевых радиаторов для заполнения системы требуется минимальное количество теплоносителя. При использовании антифриза необходимо учитывать, что он обладает более высокой вязкостью. Поэтому для нормальной циркуляции насос должен работать с повышенной нагрузкой, что обуславливает более высокое максимальное рабочее давление теплоносителя. Необходимо контролировать, чтобы давление не превышало допустимый уровень для конкретного типа отопительных приборов.
Алюминиевые радиаторы Ogint предназначены в первую очередь также на работу с антифризом. На радиаторы распространяется гарантия 5 лет.
Биметаллические радиаторы можно назвать наиболее универсальными. Они рассчитаны на высокое рабочее давление и демонстрируют высокую устойчивость к коррозии. Они одинаково хорошо приспособлены к воде и к антифризу с уровнем рН 6,5-9,5. Для заполнения системы потребуется больше теплоносителя по сравнению с алюминиевыми радиаторами, что может обуславливать более высокий уровень затрат особенно при использовании антифриза. Однако эти расходы будут значительно меньше, чем в случае с чугунными радиаторами.
Биметаллические радиаторы отопления Ogint — качественные отопительные приборы с современным дизайном и гарантией от изготовителя 10 лет. Батареи не чувствительны к типу теплоносителя и могут эксплуатироваться как с водой, так и с антифризом.
Важным замечанием при использовании в качестве теплоносителя антифриза является необходимость применения высококачественных межсекционных паронитовых и силиконовых прокладок . Это требование применимо ко всем типам радиаторов. Антифриз отличается высокой текучестью. Поэтому при использовании недостаточно качественного уплотнения могут возникать утечки.
К.т.н. Я.М. Щелоков, доцент кафедры «Энергосбережение», УГТУ-УПИ, г. Екатеринбург
Перед персоналом любого энергоисточника возникает комплекс задач по организации надежной и экономичной работы тепловых энергоустановок. К настоящему времени эти требования сформулированы в правилах устройства и эксплуатации различных энергетических установок . Конечная цель при этом - не допускать возникновения коррозии металла и/или образования накипи, отложений и шлама на теплопередающих поверхностях оборудования и трубопроводов в котельных, системах теплоснабжения за счет организации соответствующего водно-химического режима.
Принято считать, что достижение необходимого водно-химического режима работы энергоустановок возможно посредством обеспечения соответствующих концентрационных показателей воды, необходимых для обеспечения ее качественной и количественной характеристик .
Однако все попытки распространения этого технологического условия на водно-химические режимы тепловых сетей приводили чаще всего к отрицательным результатам по обеспечению как их надежной работы , так и необходимых экономических показателей .
Сложившееся противоречие было также подтверждено и в , где подчеркивается, что, по мнению теплохимиков, настало время реально оценить все аспекты эксплуатации тепловых сетей и, если это окажется необходимым, пересмотреть нормы их проектирования и эксплуатации.
О настоящей необходимости коренного пересмотра сложившихся схем теплоснабжения было подчеркнуто также и в . Именно в данной работе сделана попытка комплексного рассмотрения проблемы организации водно-химических режимов работы систем теплоснабжения, т.е. отопления и горячего водоснабжения (ГВС). Здесь А.П. Баскаковым приведены основные понятия химии воды. Отмечено, что, исходя из концентрационных показателей качества воды, обеспечение нормативных требований к водно-химическим режимам наиболее возможно в двух случаях .
1. Использование в качестве подпиточной химически чистой (нейтральной) воды, где могут распадаться на ионы менее одной из каждых 10 млрд молекул. На настоящий период наиболее близка по своему составу к нейтральной -обессоленная вода.
2. Использование так называемой «стабильной» воды, которая по своему определению не выделяет и не растворяет карбонат кальция, являющийся основой всякого рода отложений.
На примере Дании использование условно нейтральной воды в системе теплоснабжения вполне возможно (табл. 1).
Таблица 1. Показатели подпиточной воды для систем теплоснабжения (Дания).
| Показатели | Умягченная вода | Обессоленная вода |
| Внешний вид | чистая, бесцветная | чистая, бесцветная |
| Запах | нет | нет |
| Частицы, мг/л | <5 | <1 |
| Значение рН* | 9,8±0,2 | 9,8±0,2 |
| Проводимость (iS/cm | как сырой воды | <10 |
| Остаточная жесткость dH° | <0,1 | <0,01 |
| Содержание кислорода/двуокиси углерода, мг/л | <0,1/10 | <0,1/10 |
| Содержание масла и жира | нет | нет |
| Содержание хлорида Cl~, мг/л | <300 | <1 |
| Содержание сульфата SO4, мг/л | - | <1 |
| Общее содержание железа Fe, мг/л | <0,05 | <0,005 |
| Общее содержание меди Си, мг/л | <0,05 | <0,01 |
| Бактериологический лимит | официальных норм нет | официальных норм нет |
Но при этом следует обратить внимание на недопустимость в системах теплоснабжения использования алюминия, который подвергается коррозии при pH выше 8,7.
Возможность перехода на использование «нейтральной» воды в данном случае вызвана тем, что в системах теплоснабжения Дании средние потери воды составляют не более 0,15% в сутки, т.е. не более 1,5 л на каждый м3 воды (поданным HydroX).
В условно закрытых системах отопления, с вероятностью несанкционированных отборов воды, и тем более для систем с открытым водоразбором, применение даже просто умягченной воды становится экономически не реальным.
Что касается стабильности воды (по CaCO3), то теоретически это возможно только при неизменном температурном режиме работы системы теплоснабжения. Данное условие не выполнимо, по крайней мере, для водяных систем. Более того, поданным ВТИ в некоторых тепловых сетях наблюдается значительная (до 20-25 ОC) разница температур уже в подающих линиях ее магистралей.
То есть по ряду объективных (динамика температуры теплоносителя, климатические условия и др.) и субъективных (объемы утечек сетевой воды, квалификация обслуживающего персонала и др.) факторов, как правило, невозможно обеспечить надежную работу отечественных тепловых сетей только за счет поддержания соответствующих концентрационных показателей воды.
Именно поэтому в подробно проанализированы результаты работ за последние 40-50
лет по созданию аппаратных устройств, режимных мероприятий и др. по предотвращению накипеобразования и коррозии в системах теплоснабжения.
Проведено сравнение таких методов обработки воды как ионный обмен (химический метод), стабилизационная обработка воды (органические фосфонаты, акрилаты и др.), безреагентная противонакипная обработка воды (магнитная, ультразвуковая и др.) и т.д.
Отмечено, что принципиальной особенностью ионного обмена является необходимость строго выдерживать пропускную способность катионитовых фильтров по подпиточной воде, своевременно и качественно выполнять все технологические операции. С другой стороны, у системы отопления и ГВС любого типа регулярно или периодически требуются изменения расхода подпиточной воды в широком диапазоне -нередко в десятки раз. То есть эти два технологических процесса - ионный обмен и система водяного теплоснабжения, тем более открытого, - практически несовместимы. И все попытки их объединить неизбежно связаны с необходимостью хотя бы периодического питания систем отопления и ГВС сырой водой со всеми вытекающими отсюда неприятными последствиями. Важно отметить, что этот метод водоподготовки является пассивным в отношении уже имеющейся накипи, т.е. все «проскоки» солей жесткости и перерывы в работе ионообменных фильтров (подпитка напрямую) приводят к постепенному увеличению трудноудаляемых отложений . И даже в условиях систем теплоснабжения Дании требуется дополнительно вводить специальные реагенты, преобразующие соли жесткости в шлам .
Неслучайно и нередко вопреки существующим нормам проектирования и эксплуатации на многих ТЭЦ России уже более 10 лет остановлены все установки водоподготовки для теплосетей и дозируется только комплексон (органические фосфонаты) , а в котельных используется та же стабилизационная обработка воды и/или безреагентные методы .
При этом в обращается внимание на наличие определенных проблем при использовании так называемых «нехимических» методов водоподготовки, куда некоторые авторы относят и обработку воды комплексонами . Вызвано это тем, что количество вводимого реагента значительно ниже стехиометрического состава.
Тем не менее, в определенных температурных режимах образования отложений не происходит. И этот эффект достигается не за счет удаления из воды накипеобразующих элементов, а подавляются их накипеобразующие свойства . При этом одновременно снижается коррозионная активность воды, ингибируется поверхность металла и постепенно удаляются ранее имевшиеся отложения (табл. 2).
Таблица 2. Данные анализов сетевой воды системы теплоснабжения с открытым водоразбором до и после применения реагента СК-110 .
Да, этот метод «не совсем химический», а есть комплекс физико-химических процессов. Причем у каждого из них свои стехиометрические соотношения. Но, на ряде конструкций котельного и теплообменного оборудования при определенных режимах их работы, эти стехиометрические соотношения не обеспечиваются.
В большинстве случаев вызвано это отказом пересмотреть сложившиеся нормы проектирования и эксплуатации этого оборудования . От себя заметим, что изменить здесь ситуацию возможно только отменой существующего в
ПТЭ разрешения заводам-изготовителям самостоятельно устанавливать показатели (нормы) качества воды для тепловых энергоустановок. Пока это разрешение сохраняется, будут и далее упрощаться гидравлические схемы котлов, снижаться скорости движения воды в трубах, в экранных контурах и т.д., и т.п. .
Хотя и в этой сложившейся схеме развития конструкций котлов на максимальное упрощение их гидравлических характеристик появились реальные позитивные изменения. Это водогрейные котлы со встроенными теплообменниками , переход на двухконтурные схемы систем теплоснабжения и др.
В заключение следует отметить, что проблемы, затронутые в рассматриваемом здесь издании , получили дальнейшее развитие в работе .
Литература
1. ПБ 10-374-03. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. - Спб.: Изд-во ДЕАН, 2003.
2. Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок. - СПб.: Изд-во ДЕАН, 2003.
3. Копылов А.С., Лавыгин В.М., Очков В.Ф. Водоподготовка в энергетике: Учебное пособие для вузов. - М.: Изд-во МЭП. 2003.
4. Щелоков Я.М. О схемах подготовки воды для систем тепло-водоснабжения // Промышленная энергетика. 1991. № 1.
5. Белоконова А.Ф. Результаты внедрения новой технологии подготовки подпиточной воды для тепловых сетей с открытым водоразбором//Электрические станции. 1997. №6.
6. Федосеев Б. С. Современное состояние водоподготовитель-ных установок и водно-химических режимов ТЭС // Теплоэнергетика. 2005. № 7.
7. БаскаковА.П., Щелоков Я.М. Качество воды в системах отопления и горячего водоснабжения: Учебное пособие. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ. 2002.
8. Байбаков С.А., Тимошкин А.С. Основные направления повышения эффективности тепловых сетей // Электрические станции. 2004. № 7.
9. Оле Кристенсен, Свенд Андерсен. О системах водоподготовки на ТЭЦ в Дании // Новости теплоснабжения. 2002. № 10.
10. Резник Я.Е. О «нехимических» методах обработки воды // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. № 5.
11. Щелоков Я.М. О техническом регламенте безопасной эксплуатации тепловых энергоустановок // Промышленная энергетика. 2006. № 4.
12. Водогрейные котлы с кипящей водой низкого давления со встроенными теплообменниками / К. А. Жиделов, В.Ф. Киселев, В.Б. Кулемин, В.В.Проворов, Н.М. Сергиенко // Новости теплоснабжения. 2006. № 10.
13. Водное хозяйство промышленных предприятий: справочное издание: Книга 3/В.И. Аксенов, Я.М. Щелоков, Ю.А. Галкин, И.И. Ничкова, М.Г. Ладыгичев. М.: Теплотехник. 2007. 368 с.