Подготовка воды для системы отопления и как ее правильно умягчить

Вода для котельных установок: основные разновидности

Основными источниками водоснабжения для теплоэнергетики являются открытые водоемы, а также скважины: артезианские и грунтовые. Вода, используемая для обеспечения работы котлоустановок и систем отопления, классифицируется согласно СП 89.13330.2012:

1. Сырая. Водный раствор, подаваемый непосредственно из источника водополучения без предварительной подготовки.
2. Питательная. Прошедшая водоочистку и обработку и поступающая на вход в котельную установку: по химическому составу должна соответствовать действующим нормативам.
3. Добавочная. Очищенный водный запас, предназначенный для возмещения потерь после продувки котла, при утечках воды и пара из системы.
4. Подпиточная. Используется для компенсации протечек воды из водопроводов и потребляющего оборудования.
5. Котловая. Теплоноситель, непосредственно циркулирующий в котловой установке.
6. Прямая и обратная сетевая. Жидкость, поступающая из напорной трубы и находящаяся в отрезке трубосетей от потребителя до котельной.

Чтобы выполнить требования к качеству воды в котлах, нужно провести исследование её состава. Анализ воды из открытых и подземных источников производится аккредитованной лабораторией в разные периоды года. В зимний, летний и осенне-весенний сезон качество и состав жидкости могут существенно различаться.

Механическая очистка

Данный метод требует частичной разборки системы. Снять нужно расширитель, водяной насос и радиаторы. Данные детали нужно промывать по отдельности. Работа потребует значительных затрат времени, но промывание в этом случае будет качественным и надежным.

Порядок действий следующий:

1. Из системы сливают теплоноситель.
2. Снимают радиаторы и выносят их на улицу. Чистку их лучше проводить старым способом тросом, который загоняют внутрь. После работы тросом вымывают мусор заливом чистой воды с помощью шланга. Стоит заметить, что для чугунных батарей с их многочисленными изгибами этот способ не вполне действенный.
3. Прямые и изогнутые участки труб также прочищают тросом, а затем промывают водой.
4. Затем систему собирают.

Какую воду можно заливать?

Химический состав воды и ее пригодность для промывания системы отопления можно определить с помощью различных тестов. Такие тесты делают в специализированных химических лабораториях. Получив результаты тестов, можно не сомневаться в достоверности результатов и их высокой точности.

Если относить пробы воды в специализированную лабораторию дело накладное и хлопотное, то можно в домашних условиях использовать различные наборы для анализа воды. Такие экспресс-наборы позволяют определить жесткость воды и ее ph уровень. С помощью этих тестов также можно определить различные примеси в воде, это железо, различные сульфиды, нитриты, нитраты и прочее.

После определения состава воды в домашних условиях или после получения результатов анализа из лаборатории, необходимо привести показатели воды к норме. Считается, что растворенного кислорода должно в воде присутствовать около 0,05 мг/куб.м. Уровень кислотности воды должен быть в пределах 8.0 — 9.5. Содержание железа в воде должно быть не более 0,5-1 мг/л. Показатель жесткости воды должен находиться в пределах 7-9 мг экв/л.

Подобные анализы необходимо проводить два раза в год.

Различные микробы и микроорганизмы, которые содержатся в воде, естественно, сильно ухудшают ее качество. Благодаря этим болезнетворным микробам на стенках труб может образоваться слизистая пленка.

Почему нужно использовать умягчитель для снижения жесткости воды

В качестве умягчителя воды может быть использован фильтр. Какие опасности могут подстерегать хозяев отопительной системы, которые не используют специальные фильтры для снижения жесткости теплоносителя? Во-первых, соли кальция и магния, которые содержатся в большом количестве жесткой воды, преобразуются со временем в известковые отложения.

Во-вторых, эти нерастворимые отложения прикрепляются к стенкам труб и снижают их проходимость. Это не позволяет использовать средства контроля и учета потребления воды. Трубы постепенно выходят из строя. Самое ужасное в этой ситуации – это то, что процесс отложения нерастворимых остатков и образования накипи является длительным процессом. Он незаметен для потребителей системы. Поэтому фильтры для умягчения воды обязательны.

Химические соединения в системе отопления – как средство смягчения воды

Альтернативой использованию фильтров могли бы стать химические реагенты. Но они не стали достойной заменой. Из химических соединений и реагентов используют полифосфаты. Полифосфаты не дают частичкам накипи соединяться друг с другом. Но в этом случае в системе отопления должны постоянно присутствовать эти химические реагенты. И другой недостаток химических реагентов заключается в том, что они не подстраиваются к новому уровню жесткости воды.

Второй вид химических реагентов, которые используют для смягчения жесткости воды, это реагенты для профилактики или уже для очистки воды после ее использования. Можно использовать концентрат для отопления, который совместим с антифризом. Он используется для защиты от коррозии. Теперь можно вернуться к вопросу, как закачать в систему отопления воду самостоятельно.

Методы и способы подготовки воды

Множество негативных факторов устраняется предварительной термической обработкой и фильтрацией. В остальных случаях подготовка воды для системы отопления включает несколько этапов очистки присадками, реагентами для придания теплоносителю нужных характеристик.

Методы, которыми можно пользоваться перед тем, как заполнить отопительную систему:

1. Добавление реагентов. Это определенные химические вещества, которые снижают избыточное содержание тех или иных компонентов, негативно влияющих на систему.
2. Каталитическое окисление. Требуется при повышенном содержании примесей железа. Окислительный процесс связывает примеси и выводит их в виде осадка.
3. Фильтрование. Для процесса устанавливаются различные фильтры механического типа. Наполнение агрегатов зависит от химического состава воды.
4. Смягчение посредством применения электромагнитных волн.
5. Замораживание, кипячение или отстаивание воды в течение определенного временного срока. Получается дистиллированная вода для отопления, которая считается лучшим теплоносителем.
6. Процесс деаэрации. Это необходимо при избытке кислорода, углекислого и других газов.

Специальный теплоноситель

Каким он бывает вообще

Примеры соединения: 1) спусковой клапан; 2) заглушка; 3) вход; 4) выход

Самым используемым и востребованным теплоносителем во всём мире для систем водяного отопления является, конечно же, вода, но её использование приводит к коррозии металла, а также к образованию накипи и шлама, следовательно, возникает потребность в периодической промывке и чистке системы

Кроме того, у вас нет возможности отключить отопление в зимний период, не сливая при этом теплоноситель, так как вода, конечно же, замерзнет и произойдёт то, что называют «разморозкой системы» – лопаются трубы и/или радиаторы – попросту говоря, она выходит из строя.

Из этого всего можно сделать вывод, что важно не только правильно рассчитать мощность батарей для помещения, но при этом следует использовать теплоноситель, который не замерзает и вступает в химическую реакцию с металлом
Такие специальные жидкости имеют одно немаловажное свойство, на которое указывает инструкция и вам нужно обращать на это внимание при покупке – в случае протечки системы такой теплоноситель никак не влияет на здоровье человеческого организма.

Антифриз, как теплоноситель

Функционирование и крепление радиатора

Но как бы там ни было, при выборе антифриза для алюминиевых радиаторов отопления, следует выбирать именно тот состав, который специально предназначается для этой цели, так как заводом-изготовителем специально предусматриваются все нюансы целевого использования.

Но не следует смотреть на такой теплоноситель, как на какую-то панацею – у него, вполне естественно, имеются свои недостатки:

По сравнению с водой, его тепловая ёмкость ниже на 115%;
Без циркуляционного насоса запустить систему невозможно, так как антифриз имеет высокую вязкость, и циркуляция будет тормозиться;
Жидкость при нагреве сильно расширяется;
Его текучесть на 50% превышает текучесть воды – это заставляет с особым вниманием относиться к сварным (паечным) и резьбовым соединениям;
При использовании этиленгликолевых антифризов невозможно подключать систему горячего водоснабжения, а только один контур – на отопление, так как они ядовиты.

Антифриз на основе этанола

Антифриз на основе этанола

Высокая цена таких теплоносителей может не позволить их использование для собственной автономной системы и тогда вам понадобится сорокапроцентный этиловый спирт и дистиллированная вода, что позволит самостоятельно приготовить нужную жидкость.

Примечательно, что такой состав в некоторой степени даже лучше заводского, так как его вязкость получается гораздо ниже, но в то же время, она в достаточной пропорции выше, нежели у воды, а кроме того текучесть тоже уменьшается, что позволяет в определённой степени понизить требования к сварным (паечным) и резьбовым соединениям.

Кроме того, следует отметить, что при использовании таких составов не повреждаются резиновые уплотнители (прокладки), которые вы в любом случае будете использовать при монтаже контура.

Здесь ещё следует обратить внимание на то, что лучше всего при изготовлении состава использовать жёсткую воду – она в совокупности с этанолом не позволяет образовываться накипи на внутренней поверхности стенок труб и приборов. Конечно, твёрдый осадок в таком случае будет обязательно, но он легко удаляется при промывке системы проточной водой

Если содержание этилового спирта в воде не превышает 30%-го барьера, то спиртового испарения не произойдёт – жидкость будет вести себя точно так, как и обычная, чистая вода

Конечно, твёрдый осадок в таком случае будет обязательно, но он легко удаляется при промывке системы проточной водой. Если содержание этилового спирта в воде не превышает 30%-го барьера, то спиртового испарения не произойдёт – жидкость будет вести себя точно так, как и обычная, чистая вода.

Благодаря своему отождествлению с обычной водой, точка закипания такого теплоносителя находится примерно на одном уровне с водой, следовательно, если жидкость нагревается до 85-90ᶷ, то не происходит обильного выделения пара, так как нет закипания.

Выбор смягчителей

Для смягчения воды можно использовать смягчители, действующие по магнитному принципу. Основа их работы — магнитное поле, которое своим воздействием лишает кальций и магний возможности превращения в осадок, и отделяет их от прочей среды. Но это эффективный способ лишь в тех системах, где температура воды не превышает 70 градусов.

Однако изначально мягкая вода может быть также губительна для отопительной системы, как и жесткая. К смягченной относят такие разновидности жидкостей как талая и дождевая вода. При необходимости ее использования в качестве антифриза, все-таки стоит выдерживать ее в течении нескольких суток, чтобы она как следует настоялась.

Рекомендации по выбору

Прежде чем покупать фильтр для газового котла, стоит проконсультироваться со специалистом, который посоветует подходящее устройство, даст рекомендации.

Общие рекомендации по выбору:

• Если предполагается часто использовать газовый котёл, лучше отдать предпочтение электромагнитному прибору: он не позволит накипи скапливаться на деталях, а также будет долго работать без дополнительного обслуживания.

Но следует помнить, что придётся постоянно менять наполнитель также срок службы этих фильтров меньше, по сравнению с электромагнитными.

Выбирая прибор, нужно сразу определиться, на какое место его установить. Иногда монтаж требует большого пространства, что не всегда представляется возможным.

Обязательно убедиться в наличии гарантийного талона. Хорошие производители таких приборов никогда не реализуют свой товар, не дав гарантию на него.

Предпочтительно приобретать устройства известных марок, так как такой товар сложнее подделать

Часто недобросовестные продавцы реализуют подделки под видом известной марки по очень низкой стоимости, поэтому на различия цен на фильтры одного и того же производителя также следует обращать внимание.
Если вода из-под крана жёсткая, то в целях большей защиты газового котла рекомендуется покупать сразу два фильтра, ориентированные на разные степени очистки воды.
Чтобы одновременно смягчить жидкость и защитить внутренние детали котла от возможных повреждений, лучше использовать устройства, смягчающие воду и обладающие способностью создавать защитную плёнку на нагревательных элементах.

Измерение жесткости воды

Удовлетворительным значением жесткости воды для отопления считается от 7 до 10 мг-экв на литр. Если этот показатель выше установленной нормы, то это означает, что в изучаемой воде содержатся всяческие соли, обычно, магния или кальция.

Таблица жесткости воды

Когда жидкость в системе отопления разогреется до больших температур внутри труб, эти соединения перейдут в накипь и ухудшат работу всей системы, а также сказаться отрицательным образом на продолжительности жизни отдельных ее элементов. Их поломка означает, что придется произвести слив жидкости из системы и приступить к ремонту или замене износившихся элементов.

Специалистами разработано несколько возможных способов значительно уменьшить показатель жесткости воды. Простейший из них — прокипятить ее. При воздействии высокой температуры из жидкости удалится оксид углерода и упадет кальциевая жесткость. Но этот вариант не очень подходящий, поскольку таким образом нельзя полностью удалить из воды многие соли и соединения.

Гораздо эффективнее считается использование ингибиторных фильтров для воды, предназначенных для обнуления реакций образования накипи. Для них не составляет труба избавить жидкость от едкого натра, соды и прочих кальциевых соединений.

Способы обезжелезивания воды

Грубая очистка, реагентное обеззараживание и обезжелезивание всей воды, устранение избыточного хлора и сорбционная доочистка воды, умягчение воды для систем отопления и ГВС.

Предельно допустимое содержание железа в воде для технических нужд, в частности, для системы отопления, не должно превышать 1 мг/л. Идеальный показатель — 0,3 мг/л. Переизбыток железа приводит к заиливанию внутренних поверхностей труб и размножению в железистом осадке бактерий, которое происходит особенно активно уже при 30-40 градусах тепла. Это приводит к быстрому износу системы горячего водоснабжения и отопления.

Самый простой способ обезжелезивания — отстаивание. Под воздействием кислорода содержащееся в воде железо самостоятельно окисляется, образуя ржавый осадок. Чтобы провести обезжелезивание самостоятельно, понадобится большой резервуар емкостью 200-300 л и устройства для нагнетания кислорода: брызгальная установка или компрессор (для небольших резервуаров подойдет обычный компрессор для аквариумов).

Для обезжелезивания воды вполне применим тот же способ, что и для ее смягчения, — использование метода обратного осмоса. Также применяются фильтры с ионообменными смолами. Для предотвращения размножения железобактерий используют хлорирование (50 мг/л), но предварительно следует выяснить, насколько устойчивы к хлору установленные водопроводные сооружения.

Если содержание железа в воде свыше 5 мг/л (что не редкость для воды из скважин), то для очистки используются фильтры с глауконитовым песком, обогащенным оксидом марганца. Пройдя через фильтрующую среду, служащую катализатором окисления, вода избавляется от железа, марганца и сероводорода, которые выпадают в осадок. Когда такой фильтр засоряется, его требуется промывать растворами, восстанавливающими окислительную способность (раствором перманганата калия). Следует помнить, что при подобном методе очистки вредные химикаты сливаются в канализацию, поэтому его допустимо использовать только при наличии на участке централизованной канализации. Удаление механических загрязнений, марганца, микроорганизмов, кислорода

Грубая очистка воды, отдувка растворенных газов, обезжелезивание, сорбционная очистка, умягчение и обеззараживание воды.

Для удаления сторонних примесей (песка, волокон торфа, фито- и зоопланктона, мелкой глины, грязи, органических веществ и т.п.) применяются различные механические фильтры, оснащенные промывными или съемными картриджами. При очень сильных загрязнениях используются напорные фильтры с зернистой загрузкой (кварцевый песок, керамзит, активированный уголь, антрацит).

Самым наглядным признаком наличия в воде марганца является черный осадок. Его концентрация редко превышает 2 мг/л, но уже при концентрации в 0.05 мг/л марганец может осаживаться на стенках труб, постепенно закупоривая их. Обычно марганец растворен в воде вместе с железом, так что с обезжелезиванием воды одновременно происходит и деманганация. Для удаления марганца используются фильтры с ионообменными смолами.

Статья по теме: Полироль для ламината: как и чем отполировать в домашних условиях

Для обеззараживания воды, то есть удаления вирусов, бактерий, простейших микроорганизмов, применяются озонирование, хлорирование, а также облучение ультрафиолетовыми лучами с длиной волны в 200-300 нм.

Грубая очистка, реагентное обеззараживание и обезжелезивание, умягчение воды, устранение избыточного хлора и сорбционная доочистка воды, финишная тонкая очистка.

Метод ультрафиолетового облучения является самым безопасным способом обеззараживания воды среди вышеперечисленных, так как не воздействует на ее химический состав, поражая исключительно вредоносные микроорганизмы. Обеззараживание воды при помощи УФ-установок происходит за несколько секунд.

Коррозионная активность воды сильно зависит от наличия растворенного в ней кислорода. Норма растворенного кислорода для закрытой и открытой системы отопления одинакова и составляет не более 0,05 мг/куб.м. Для снижения содержания кислорода в воде используются деаэрационные установки и колонки.

Чтобы кислород не попадал в отопительные системы иными путями (с воздухом), нужно следить за общей целостностью и герметичностью системы и не наполнять ее водой слишком быстро, так как это способствует образованию воздушных пробок. Если используются трубы из газопроницаемых материалов, например, полиэтилена или полипропилена, они должны быть защищены антидиффузным слоем из алюминия.

Методы обезжелезивания воды

Для технических нужд подойдет такая вода, в которой содержание железа не будет превышать 1 мг на 1 литр. Идеальным показателем будет содержание 0,3 мг железа на 1 литр воды. Если вода будет перенасыщена железом, то это может способствовать образованию ила на внутренних поверхностях таких элементов отопительной системы, как трубы. Также избыток железа может повлечь размножение бактерий. Это может произойти даже при температуре в + 30 градусов.

Установка для обезжелезивания воды

Наиболее простым методом обезжелезивания считается отстаивание воды. Вода для отопления воздействует с кислородом, и железо окисляется и превращается в ржавый осадок. Чтобы применить данный метод, потребуется резервуар на 200-300 литров и прибор для нагнетания кислорода. В качестве такого устройства может быть использован компрессор или брызгальная установка. Если резервуар небольшого объема, то можно использовать и аквариумный компрессор.

Если в воде содержится слишком большое количество железа, до 5 мг га 1 литр, то можно использовать специальные фильтры.

Объем воды в системе отопления, проходя через фильтр, избавляется от таких элементов, как марганец, железо или сероводород. В случае загрязнения фильтра его необходимо промыть раствором перманганата калия. Такой способ можно использовать только в том случае, если на участке дома имеется централизованная канализация. Это объясняется тем, что после очистки в канализацию будут сливаться вредные элементы и химикаты.

Самым безопасным методом очистки воды является способ ультрафиолетового излучения. Во время такой очистки поражаются только вредные компоненты из состава воды. Скорость воды в системе отопления велика – так, такой метод позволяет удалить из воды вредные элементы всего за несколько секунд

Таким образом, водоподготовка для системы отопления является очень важным моментом, на который следует обратить внимание

Гидропромывка, как и зачем

Гидропневмопромывка системы отопления основывается на подаче одновременно в участки трубопроводов воздуха под давлением в определенном количестве и воды. Водовоздушная смесь, которая образовалась при этом, выполняет очистку отопительных коммуникаций благодаря множественным импульсам, которые выполняет компрессор для промывки.

Импульсы в воде трубопроводов создают небольшие пузырьки, они и выполняют постепенное разрушение отложений на  стенках труб коммуникаций отопления.

Для того чтобы процесс промывки прошел успешно, необходимо выполнить расчеты:

• Длин трубопроводов, которые будут промывать;
• Расход и давление воздуха определяемый исходя из диаметров труб;
• Скорости и расходы воды.

Типовая схема для проведения работ

Подготовка

Чтобы процесс гидропромывки прошел успешно, нужно индивидуально подходить к каждой системе отопления и учитывать её особенности.

В идеале перед процессом необходимо выполнить подготовительные мероприятия:

• Обследовать все коммуникации отопления;
• Определить участки трубопроводов (стояки, группы стояков), которые будут промываться отдельно, и разбить их на этапы;
• Если есть необходимость, то нужно установить запорную арматуру, чтобы перекрывать участки трубопроводов и удалять вымытые отложения из отопительной системы;
• Произвести расчеты расходов воздуха и воды для получения требуемого результата после промывки;
• Определить необходимость проведения гидравлических испытаний (опрессовки) трубопроводов.

Подключенное оборудование к элеватору

После того как были проведены все подготовительные мероприятия, выполняется гидропромывка систем отопления до тех пор пока водовоздушная смесь не посветлеет. После промывки производится повторная опрессовка.

Качество проведенной промывки оценивается снижением гидравлического сопротивления системы отопления, которое определяется после и до гидравлических испытаний.

Метод проведения очистки системы отопления

В подачу выполняют врезку патрубка с диаметром двадцать – сорок миллиметров. Патрубок оборудован запорными элементами и обратными клапанами. Далее в систему можно начинать подавать воду и сжатый воздух.

Если вам пришлось иметь дело с системой маленьких размеров, то допускается подавать воду и воздух через уже существующие патрубки. Если имеется лишний объем воды, то его можно сбросить через спускные краны или для этого специально установить патрубок для спуска. В том случае если присутствует элеватор, то до начала промывки снимается конус и стакан.

Демонтированный элеватор отопления

Сама промывка может проводиться двумя методами:

Проточным. Трубопроводы теплообеспечения вначале заполняются водой, при открытом вентиле воздухосборника. После заполнения труб вентиль перекрывают и начинают подачу сжатого воздуха. И воздушная, и водяная смесь одновременно подаются в трубопроводы.

Промывку прекращают, когда через патрубок начинает идти чистая вода. После этого вода сливается в дренаж. Этот метод используют для очистки систем отопления и ГВС;

Методом наполнения. При этом методе есть некоторая последовательность в действиях. Для начала трубопроводы заполняются водой, и закрывается вентиль. Во второй патрубок выполняют подачу сжатого воздуха в течение пятнадцати – двадцати пяти минут, зависит от диаметров труб и загрязнений.

С чего начать?

Первый этап подготовки воды для системы отопления является самым важным. Для начала нужно провести химический анализ воды, которая будет поступать в отопительную систему. Перед тем, как осуществить заполнение системы отопления водой, такие исследования можно организовать и в домашних условиях, однако получить более точные результаты можно только в лабораторных условиях.

Химический состав воды в реках России

Бутылку и пробку необходимо тщательно промыть той самой водой, которая будет оправлена на исследование. Моющие средства категорически нельзя использовать. Перед тем, как бутылку набрать водой, нужно подождать минут 10, чтобы в бутылку не попала застоявшаяся вода. Воду лучше всего наливать тонкой струей, так как это предотвратит насыщение ее кислородом. Воду необходимо отвезти на анализы как можно быстрее, а если все же такой возможности нет, некоторое время ее можно хранить в холодильнике, но не в морозильной камере. Срок хранения составляет не более 2 дней.

Комплексный анализ воды поможет проверить ее следующие характеристики:

• Наличие железа или марганца в ее составе;
• Степень кислотности;
• Насыщенность кислородом;
• Запах;
• Цвет;
• Уровень минерализации;
• Перманганатная окисляемость;
• Жесткость;
• Наличие аммония в составе.

В лабораторных условиях также можно взять пробы на наличие различных микроорганизмов. Некоторые микроорганизмы, такие как амебы или легионеллы, могут не только нанести урон здоровью человека, но и осесть в трубах, образовав, тем самым, микробную пленку слизистого характера. Качество отопления может значительно снизится и, к тому же, микроорганизмы могут поспособствовать коррозийному воздействию.

Нормальный показатель жесткости должен составлять от 7 до 10 мг-экв на один литр. Если показатель превышен, значит, в воде содержаться различные соли. Чаще всего встречаются соли магния или кальция. При нагревании воды эти соли будут преобразовываться в накипь, которая может в разы снизить эффективность отопительной системы. Накипь также может повлечь более быстрый износ элементов отопительной системы и придется производить слив воды из системы отопления и менять некоторые из них.

Неподготовленная вода вызывает появление накипи в трубах отопления

Существует несколько методов, с помощью которых можно снизить жесткость воды. Самым простым способом считается кипячение. Во время такой обработки из состава воды будет удален оксид углерода, тем самым, снизится кальциевая жесткость. Все же, кипячение не сможет полностью удалить из воды различные соли и соединения.

Более эффективный способ связан с использованием ингибиторных фильтров, которые нейтрализуют накипь. Они способны удалить из состава воды такие компоненты, как: едкий натр, известь и соду кальцинированного типа.

Система умягчения воды с помощью ингибиторных фильтров

К числу безреагентных методов относится применение умягчителей магнитного типа. Магнитное поле действует на воду таким образом, что магний и кальций теряют способность превращаться в осадок и выделяются из состава воды. Такой метод, однако, эффективен в том случае, если температура воды в системе отопления не превышает 70 градусов.

К воде мягкого типа можно отнести дождевую или талую воду. Если все же используется талая или дождевая вода в качестве антифриза, то необходимо несколько дней оставлять воду, чтобы она настаивалась.