Теплоносители для отопительной системы в загородном доме

Схема отопления теплыми полами

Теплый пол обеспечивает горизонтальное тепловое излучение, поддерживая более высокую температуру на уровне ног и её снижение до комфортного уровня на большей высоте. В районах с теплым климатом схема может использоваться в качестве единственного источника тепла. В северных широтах её необходимо сочетать с монтажом радиаторной отопительной системы.

Конструктивно система теплого пола представляет собой сеть трубопроводов. Нагрев может производиться от любых источников тепла.

• равномерное распределение тепла по всему объёму помещения;
• улучшение эстетического вида помещения из-за отсутствия труб и радиаторов.

Схема «Ленинградка»

«Ленинградка» – одна из самых простых, но тем не мене достаточно эффективных и экономичных отопительных схем разводки частного дома.  Она похожа на однотрубную схему, то есть теплоноситель последовательно проходит по всем радиаторам помещения, постепенно теряя температуру нагрева. Магистральная труба размещается вдоль пола и закольцовывает контур от нагревательного устройства. Применять «Ленинградку» лучше всего в одноэтажных домах, чтобы все батареи находились на одном уровне. В этом случае система может работать при естественной циркуляции, но при её монтаже в двухэтажных домах  необходимо применять принудительную подачу теплоносителя.

Достоинствами этой схемы являются:

• экономный расход материалов;
• легкий монтаж;
• длительная надёжная эксплуатация;
• возможность спрятать магистральную трубу под напольным покрытием для улучшения эстетичности интерьера.

Ленинградка» не лишена существенных недостатков:

• невозможность поддерживать одинаковый температурный режим во всех помещениях;
• горизонтальная разводка не позволяет подключать теплый пол или полотенцесушители;
• большая площадь помещения требует применение циркуляционного насоса для обеспечения рабочего давления в системе.

Системы традиционного типа

Современные отопительные системы в частных домах и коттеджах выделяются своим разнообразием. Их можно классифицировать по таким критериям, как способ передачи тепла и тип используемого топлива. Если не учитывать такие системы, которые обогревают помещение посредством камина или печи, то самыми популярными считаются системы водяного отопления. Такие системы отопления загородных домов нагревают воздух в доме за счет контакта воздуха с горячими радиаторами и трубами. Нагретый воздух начинает перемещаться вверх и нагревается с более холодным воздухом и таким образом пространство в доме начинает обогреваться. Такой нагрев называется контактным. Контактный нагрев более эффективен, когда воздух циркулирует возле радиатора более-менее свободно. Отопительные приборы необходимо разместить в каждом помещении.

Движение нагретого воздуха при использовании контактной системы отопления

Во время составления проекта водяной отопительной системы частного дома необходимо придерживаться таких расчетов, как площадь дома и количество этажей. Отопительные системы для одноэтажных домов могут значительно отличаться от отопительных систем для домов с двумя и более этажами. Различия касаются и типов котлов, а также подбора необходимого оборудования.

Однако не все частные сектора имеют доступ к газовой магистрали. В случае если рядом с частным домом проходит газовая труба, то лучше всего организовать отопительную систему, которая будет работать на таком топливе, как газ. Теплоносителем в газовой отопительной системе также будет служить простая вода, иногда может применяться и антифриз. Котел, а также его обвязка, должны иметь предназначение сжигания газа.

Система отопления с применением газа

Выбор системы отопления загородного дома, работающей от электросети, является довольно спорным вопросом. Плюсами такой системы можно назвать ее безопасность с экологической точки зрения и довольно простой монтаж. А вот к недостаткам можно отнести большую цену на электричество и тот факт, что в подачи электроэнергии нередко могут возникать различные перебои. Это вынуждает владельцев коттеджей и загородных домов устанавливать альтернативные способы отопления.

Система «теплый пол»

Такая схема будет наиболее удачным решением для отопления частного или загородного дома. Во время монтажа такой системы нет необходимости производить дополнительную перепланировку. Такая система также позволяет сэкономить деньги на организацию отопления. Такая система монтируется под напольное покрытие.

Теплый электрический пол

Теплый плинтус и инфракрасное отопление

Все большей популярностью в последнее время пользуется инфракрасное эффективное отопление загородного дома. Инфракрасные системы современного типа основаны на том, что инфракрасные лучи нагревают предметы, находящиеся поблизости, а не воздух. Они не способны нанести вред жильцам дома, безопасны для окружающей среды, могут быстро довести температуру в помещении до оптимальных параметров. Посредством такой системы можно обогреть дом, причем весьма эффективно и с минимальными финансовыми затратами. Еще одним преимуществом такой системы является простота ее монтажа.

Инфракрасная пленка, которая применяется для такой системы, как «теплый пол», тоже пользуется большим спросом в последнее время. Такую пленку можно уложить под напольное покрытие, а это несколько облегчает ее установку. Не нужно проводить сложных ремонтных работ. Все, что необходимо сделать, это снять напольное покрытие, уложить под него инфракрасную пленку и затем заново настелить покрытие.

Инфракрасный потолочный обогреватель

Система «теплый плинтус» также пользуется большой популярностью в последнее время у владельцев частных или загородных домов. Такие виды отопления загородного дома устанавливаются вдоль стен. Стены являются первыми нагреваемыми элементами и уже, в свою очередь, обогревают воздух в помещении. Также они препятствуют тому, чтобы теплый воздух выходил на улицу.

Такой альтернативный метод организации отопительной системы частного дома также не требует больших затрат и является довольно эффективным.

Она не требует установки добавочных коммуникаций, а это значит, что интерьер помещения нисколько не пострадает. Использование подобной отопительной системы позволяет сохранить в помещении наиболее оптимальную для человека влажность воздуха.

Система отопления «теплый плинтус»

Вода в роли теплоносителя для системы загородных домов

Вода как теплоноситель в автономных системах загородных домов и коттеджей используется довольно широко: в среднем она применяется в 60-65% случаев.

И выбор этот оправдан в первую очередь с точки зрения ее высокой теплоемкости: 1 л воды способен отдать в среднем 22-24 Вт тепловой энергии, что недоступно большинству других видов теплоносителей.

При этом температура теплоносителя легко может достигать значений выше 70°C, что является критическим пределом для незамерзающих составов. А, кроме того, она наиболее доступна и с практической стороны – всегда под рукой имеется необходимый запас, и с ценовой стороны.

Но надо учитывать одно важное обстоятельство: вода является, прежде всего, раствором, состоящим не только из химических элементов H и O, но и большого количества других, которые могут существенно повлиять на работу системы

Все содержащиеся в воде соли и примеси могут быть губительными для труб радиаторов и особенно теплообменника котельного оборудования, так как имеют свойство выпадать в осадок, который в виде отложений образуется на стенках элементов контура.

Следствие – уменьшение просвета, понижение эффективности от теплоотдачи, в результате для того чтобы обеспечить нормальную комфортную температуру в доме необходимо увеличивать расход энергоносителя.

В тех случаях, когда загородный дом является постоянным местом жительства, выбор в пользу воды в качестве теплоносителя для системы отопления вполне оправдан

При всех ее положительных характеристиках следует также обратить внимание, что она может применяться и для открытых, и для закрытых контуров с принудительной или самотечной (гравитационной) циркуляцией жидкости

Не имеет ограничений для использования в двухконтурных системах, так как вероятность смешения теплоносителя с горячим водоснабжением не представляет никакой угрозы.

Преимущества и недостатки воды в роли теплоносителя

Если вода используется для закрытых систем, то вышеуказанный фактор имеет опосредованное влияние, так как объем жидкости остается постоянным, следовательно, и количество примесей, растворимых элементов металлов и других веществ не увеличивается.

Поэтому образовавшийся на стенках осадок принципиально не способен оказать негативное влияние на работу отопления. В открытых системах, очень популярных на расположенных за городом объектах, периодически приходится доливать воду, и в систему попадают и новые загрязнения.

Для того чтобы избежать неприятностей в качестве теплоносителя в этом случае заливается не вода из крана, а дистиллированная или, как вариант, дождевая и талая.

Кроме того, при очень низком качестве воды, которая также может стать причиной запуска коррозийных процессов, рекомендуется предварительная подготовка и, прежде всего, умягчение, то есть удаление из нее калия и магния.

От взвешенных частиц или нерастворимых веществ избавиться еще проще – достаточно пропустить воду через сетчатый фильтр. Удалить железо из воды можно простым отстаиванием.

Подготовить воду для системы можно и с помощью специальных реагентов, например, кальцинированной соды, ортофосфата натрия и других, но их применять следует осторожно и правильно, так как чрезмерно большая концентрация существенно снижает теплоотдачу, при этом может стать причиной коррозийных процессов. Используются и специальные присадки-ингибиторы, которые положительно влияют на антикоррозийную устойчивость элементов контура отопления за счет замедления окислительных процессов в воде

Используются и специальные присадки-ингибиторы, которые положительно влияют на антикоррозийную устойчивость элементов контура отопления за счет замедления окислительных процессов в воде.

Для того чтобы прочистить систему, рекомендуется использовать ПАВы (поверхностно-активные вещества), эффективно справляющиеся даже с застарелыми или огромными засорами в трубах и радиаторах.

Незамерзающая жидкость, используемая для Теплого дома

Одними из лидеров на отечественном рынке бытовых теплоносителей являются незамерзающие жидкости «Тёплый дом», которые применяются как в жилых, так и в промышленных и административных зданиях.

Антифризы данной марки выпускаются в двух вариантах:

1. «Тёплый дом-65» — теплоноситель на основе этиленгликоля, который обеспечивает нормальную работу системы отопления в диапазоне температур от —65 °C до 112 °C.
2. «Тёплый дом-Эко» — используется в любых системах, но чаще применяется в системах с повышенными требованиями к экологической безопасности. Производится из импортного пропиленгликоля, используемого в фармакологии.

Состав теплоносителя в зависимости от температуры замерзания в регионе

«Теплый дом-65» в неразбавленном виде применяется только в условиях Крайнего Севера, а в других регионах его предварительно разбавляют дистиллированной водой. Чтобы получить температуру замерзания —40 °C, берут 23% воды и 77% антифриза, для —30 °C — 35 и 65% воды и антифриза соответственно. Верхняя граница разбавления находится на уровне —20 °C.

Для областей в Центральном регионе нормальным считается уровень начала замерзания теплоносителя -30 °C. Разбавление водой позволяет увеличить теплоёмкость и улучшить циркуляцию антифриза.

Особенности использования этиленгликолевого антифриза

Этот бесцветный и безвкусный двухатомный спирт, не обладающий ярко выраженным запахом. В неразбавленном виде практически не используется, т. к. уже при –12°C теряет свои свойства. Поэтому в магистралях теплоснабжения используются водяные растворы различной концентрации. При соотношении 60% этиленгликоля к 40% воды, температура замерзания состава –50 °C. Но температуру кристаллизации теплоносителя можно менять, изменяя соотношение воды и концентрата.

Отопление, в котором используется теплоноситель на основе этиленгликоля, должно быть отрегулировано. Этот антифриз боится высоких температур. Даже кратковременное закипание приведет к разложению жидкости на компоненты. При этом появляется осадок, способный забить трубопроводы в узких местах, а жидкость становится химически активным веществом. То есть закипевший этиленгликолевый раствор может полностью вывести отопление из строя.

Еще одна опасная особенность такого антифриза – это его ядовитость. По европейской классификации этому раствору присвоен 3 класс опасности. Поэтому заливается этиленгликолевый теплоноситель исключительно в закрытое отопление. Жидкий или газообразный концентрат этого вещества, попавший в помещение, вызывает тяжелое отравление.

Как видите, антифриз на основе этиленгликоля опасен в эксплуатации. Из положительных качеств отметим невысокую стоимость и устойчивость к низким температурам. В середине XX века, когда такому антифризу альтернативой выступала вода, его использование было обосновано. Сегодня небезопасный теплоноситель можно заменить пропиленгликолевым составом.

Есть ли альтернативы?

Длительное отключение электричества зимой само по себе — чрезвычайная ситуация. На этот случай лучше иметь резервный источник питания или альтернативные методы отопления. Рассчитав прогнозируемые траты на обеспечение бесперебойного отопления, можно сравнить их со стоимостью антифриза. Антифриз имеет определенный срок службы, а значит, его придется периодически менять — в среднем раз в три года.

Вода в системе отопления не замерзнет сразу после отключения электричества. У вас будет по крайней мере несколько часов на то, чтобы принять меры. Настоящий форс-мажор — если электричество отключат надолго в ваше отсутствие. Многое зависит от материалов дома, его утепления и утепления труб. Некоторым домам для полного размораживания может потребоваться несколько дней.

Выводы:

1. Вода намного лучше подходит для систем отопления, чем антифриз. Большинство котлов проектируется и производится для работы с водой в качестве теплоносителя.
2. При всех преимуществах воды нужно помнить о качестве. Ее нужно специально подготавливать или использовать дистиллированную.
3. Вид теплоносителя (вода или антифриз) нужно выбирать на стадии проектирования отопительной системы дома.
4. Если склоняетесь к антифризу, нужно учесть все проблемы, которые он может вызвать. Убедитесь, что агрегаты системы отопления и ее поверхности могут использоваться в контакте с выбранным химическим составом.
5. В случае долгого отсутствия тепла антифриз спасет только систему отопления, но под ударом окажутся водопровод и канализация. Если у вас нет «плана Б», серьезных убытков не миновать. А если он есть — то и необходимость в использовании антифриза сомнительна.

Какой раствор лучше использовать

Теплоноситель обычно выбирают по средней температуре в холодное время года. Очищенная вода станет оптимальным выбором, если температура не опускается ниже 5 градусов тепла. Применение антифриза потребуется при более жестких климатических условиях.

Особенности использования воды

Безусловно, и в холодных регионах можно использовать воду, сливая ее из труб, когда отопительная система не используется. Но при этом радиаторы и трубопроводы будут заполняться влажным воздухом, который спровоцирует возникновение коррозийных очагов.

В классичеком варианте, в качестве раствора используем воду

Мнение эксперта
Андрей Павленков
Инженер-проектировщик ОВиК (отопление, вентиляция и кондиционирование) ООО “АСП Северо-Запад”

“Уже во время проектирования нужно будет определиться с теплоносителем, поскольку отопительные системы для антифриза и воды очень сильно отличаются друг от друга.”

Важные аспекты выбора антифриза

Нужно обязательно изучить все характеристики теплоносителя до заполнения им отопительной системы.
Внимание нужно обратить на присадки, их предназначение и состав, взаимодействие средства с резиновыми, чугунными, пластиковыми и сделанными из цветных металлов элементами.
Также нужно узнать степень опасности антифриза, срок его использования и минимальные температуры, которые он способен выдерживать.

Что такое теплоносители для систем отопления?

Теплоноситель – жидкий наполнитель трубопроводов и приборов отопления, который подается по магистрали после нагревания в котле. Циркулирующий состав обеспечивает равномерность прогрева помещений, поддерживает оптимальный температурный режим.

При подборе жидкости в расчет принимаются следующие требования:

1. Безопасность. Химические и физические свойства субстанции должны быть нейтральными, чтобы не повредить трубопровод и в случае протечки не вызывать негативных последствий для здоровья человека.
2. Теплоемкость. Чем больше тепловой энергии сохраняет носитель, поступающий в батареи, тем меньше времени уходит на отопление дома, снижается расход топлива.
3. Длительность эксплуатации без замены.

Самый простой выбор – вода. Это дешевый и доступный теплоноситель, не имеющий вредных свойств с неограниченным сроком службы. Но у воды есть свойство замерзать, а значит, в системы с нерегулярной работой в зимний период жидкость заливать нельзя. В этом случае применяется антифриз.

Антифризы для отопления

В системы отопления кроме воды заливают специальные незамерзающие жидкости — антифризы. Обычно это водные растворы многоатомных спиртов. Не так давно на нашем рынке появился антифриз на основе глицерина. Так что теперь типов незамерзающих жидкостей для систем отопления три.

Виды незамерзающих жидкостей и их свойства

Антифризы есть на основе двух веществ: этилен-гликоля и пропилен-гликоля. Первый более дешев, замерзает при более низких температурах, но очень токсичен. Отравиться можно не только выпив, но даже просто замочив руки или надышавшись парами. Второй незамерзающий теплоноситель для системы отопления — на основе пропилен-гликоля.Он более дорог, но безопасен. Иногда он даже используется как пищевая добавка. Его минус — он теряет текучесть при более высоких температурах чем пропилен-гликоль.

Этилен-гликолевый теплоноситель очень ядовит

Несмотря на высокую токсичность чаще покупают этилен-гликолевые теплоносители. Связано это, скорее всего, с ценой — пропилен-гликоль дороже раза в два. Но этилен-гликолевые антифризы в чистом виде еще и химически активны, могут вспениваться, имеет повышенную текучесть. С пеной и активностью борются присадками, а повышенная текучесть никак не корректируется. В паре с токсичностью она — опасное сочетание. Если есть где-то малейшая возможность, этот антифриз протечет. А так как и его пары ядовиты, ни к чему хорошему это не приведет. Поэтому, если есть возможность, используйте пропилен-гликоль.

Таблица с разновидностью теплоносителей

Еще один важный недостаток — этилен-гликоль очень плохо реагирует на перегрев, а перегрев наступает при довольно низкой температуре. Уже при +70 °C образуется большое количество осадка, который оседает на элементах системы отопления. Отложения снижают теплоотдачу, что снова ведет к перегреву. В связи с этим в системах с котлами на твердом топливе такие антифризы не используют.

Пропилен-гликоль, наоборот, химически почти нейтрален. Он меньше всех теплоносителей реагирует с другими веществами, перегрев наступает при более высоких температурах и приводит не к таким последствиям.

Пропилен-гликолевый теплоноситель безопасен, но стоит дороже и замерзает при более высоких температурах

Особенности систем с антифризом в качестве теплоносителя

При проектировании системы отопления надо изначально принимать во внимание теплоноситель. Это связано с более низкой теплоемкостью незамерзающих жидкостей, а также другими их свойствами

Если все оборудование было рассчитано на воду, а зальют в нее антифриз, могут возникнуть следующие проблемы:

• Не хватит мощности и в доме будет холодно. Это связано с более низкой теплопроводностью антифризов. Решить эту проблему можно малой кровью — увеличить скорость движения теплоносителя, поставив более мощный циркуляционный насос. Но по-хорошему, требуется увеличение количества секций радиаторов.
• В системах закрытого типа может недостаточным оказаться объем расширительного бачка. Это связано с тем, что при нагревании незамерзайки расширяются больше, чем вода. Выход — поставить еще один бачок. Суммарный объем должен быть чуть больше требуемого (объем можно взять из таблицы).
  Объем расширительного бачка для разных типов теплоносителя
• Если использованы обычные резиновые прокладки, при использовании этилен-гликоля или глицерина они через некоторое непродолжительное время разрушатся и потекут. Потому перед заливкой антифриза во всех разъемных соединениях прокладки заменяют на паронитовые или тефлоновые.

Как вы поняли, лучший теплоноситель для системы отопления — вода. Она и лучше по характеристикам и в разы дешевле. Если же отоплению грозит разморозка, приходится заливать антифризы, но не автомобильные, а специальные — для отопления. В этом случае, при наличии достаточного количества средств, лучше использовать пропилен-гликоль. Этиленовые незамерзайки — крайний случай. Они пригодны в системах закрытого типа, в которых установлены специальные прокладки и автоматизированные котлы, которые не допустят перегрева.

Чтобы покупателям было проще ориентироваться, в теплоносители добавляют красители. В этиленовые — красные или розовые, в пропиленовые — зеленый, в глицериновые — голубой. Через некоторое время цвет может стать нет таким интенсивным или пропасть совсем. Это происходит из-за термического разрушения красителей, но на свойства самого антифриза не влияет.

Способы заполнения встроенный механизм и насосы

Насос для заполнения отопления

Как заполнить систему отопления в частном доме — используя встроенное подключение к водопроводу с помощью насоса? Это напрямую зависит от состава теплоносителя — вода или антифриз. Для первого варианта достаточно сделать предварительную промывку труб. Инструкция по заполнению системы отопления состоит из следующих пунктов:

• Необходимо удостовериться, что вся запорная арматура стоит в нужном положении — вентиль слива закрыт также как предохранительные клапаны;
• Кран Маевского в верхней точке системы должен быть открыт. Это необходимо для удаления воздуха;
• Вода заполняется до того момента, пока из крана Маевского, открытого ранее, не потечет вода. После этого перекрывается;
• Затем необходимо удалить излишки воздуха из всех приборов отопления. На них должен быть установлен воздушный клапан. Для этого нужно оставить кран заполнения системы открытым, следите чтобы вышел воздух из конкретного прибора. Как только из клапана потечет вода — его нужно перекрыть. Такую процедуру нужно сделать для всех приборов отопления.

После того как произошло заполнение воды в закрытой системе отопления, нужно проверить параметры давления. Оно должно составлять 1,5 бар. В дальнейшем для предотвращения протечек выполняется прессовка. О ней будет сказано отдельно.

Заполнение отопления антифризом

Перед тем как приступить к процедуре добавления антифриза в систему, нужно его подготовить. Обычно используют 35% или 40% растворы, но для экономии рекомендуется приобрести концентрат. Разбавлять его следует строго по инструкции, и только применяя дистиллированную воду. Помимо этого необходимо подготовить ручной насос для заполнения системы отопления. Он подключается к самой нижней точке системы и с помощью ручного поршня выполняется нагнетание теплоносителя в трубы. Во время этого необходимо следить за следующими параметрами.

• Выход воздуха из системы (кран Маевского);
• Давление в трубах. Оно не должно превышать значения 2 бар.

Вся дальнейшая процедура полностью аналогична вышеописанной. Однако следует учитывать особенности эксплуатации антифриза — его плотность намного выше, чем у воды

Поэтому следует особое внимание уделить расчету мощности насоса. Некоторые составы на основе глицерина, могут увеличивать коэффициент вязкости при повышении температуры. Перед заливкой антифриза необходимо заменить резиновые прокладки на стыках на паронитовые

Это значительно уменьшит вероятность появления протечек

Перед заливкой антифриза необходимо заменить резиновые прокладки на стыках на паронитовые. Это значительно уменьшит вероятность появления протечек.

Автоматическая система заполнения

Для двухконтурных котлов рекомендуется применять устройство автоматического заполнения системы отопления. Оно представляет собой электронный блок управления добавления воды в трубы. Устанавливается на входном патрубке и работает полностью в автоматическом режиме.

Главным преимуществом этого устройства является автоматическое поддержание давления методом своевременного добавления воды в систему. Принцип работы устройства заключается в следующем: манометр, подключенный к блоку управления, подает сигнал о критическом снижении давления. Автоматический клапан подачи воды открывается, и находится в таком состоянии до тех пор, пока давление не стабилизируется. Однако практически все устройства автоматического заполнения водой системы отопления имеют высокую стоимость.

Бюджетным вариантом является установка обратного клапана. Его функции полностью аналогичны устройству автоматического заполнения системы отопления. Он также устанавливается на входящий патрубок. Однако принцип его работы заключается в стабилизации давления в трубах с системой подпитки водой. При падении давления в магистрали напор водопроводной воды будет воздействовать на клапан. Из-за разницы он автоматически откроется до момента стабилизации давления.

Таким способом можно не только подпитывать отопление, но и осуществлять полноценное заполнение системы. Невзирая на кажущуюся надежность рекомендуется визуально контролировать подачу теплоносителя. При заполнении отопления водой обязательно открываются клапаны на приборах для выхода излишка воздуха.