Состав воды для отопления

Первейшая задача персонала, обслуживающего тепловые энергоустановки, заключается в том, чтобы поддерживать качество воды в системах теплоснабжения на оптимальном уровне. На данный момент все требования относительно качества воды сформулированы в правилах по эксплуатации систем теплоснабжения. Конечная цель, которую преследуют эти правила — не допустить преждевременно коррозии металла, что приводит к преждевременному выходу оборудования из строя, образования отложений, накипи и шлама на теплопередающих элементах оборудования в котельных и системах теплоснабжения. Достигнуть этого можно за счет контроля за качеством воды и применения систем водоочистки и водоподготовки, поступающей в систему теплоснабжения.

Считается, что для достижения оптимального водно-химического режима и качества воды для работы энергетических установок достаточно обеспечить воде соответствующие концентрационные показатели, обеспечивающие ее количественные и качественные характеристики.

Требования к качеству воды, задействованной в системах теплоснабжения, заключаются в следующем:

1. Полное отсутствие свободной угольной кислоты.
2. Уровень рН должен находиться в пределах 8,3-9,0 (в открытых системах) и 8,3-9,5 (в закрытых).
3. Наличие соединений, включающих железо на уровне 0,3 и 0,5 мг/куб.дм. для открытых и закрытых систем соответственно.
4. Присутствие свободного кислорода должно быть не больше 20 мг/куб.дм.
5. Наличие посторонних взвешенных частиц — не больше 5 мг/куб.дм.
6. Присутствие продуктов переработки нефти — 0,1 и 1,0 для открытых и закрытых систем соответственно.
7. По согласованию с контролирующими органами санитарного надзора наличие соединений железа в системах теплоснабжения должно быть не более 0,5 мг/куб.дм.

Таким образом, качество воды в системах теплоснабжения должно в полной мере отвечать требованиям Правил технической эксплуатации данных систем, а также санитарным нормам и правилам. Это относится к исходной воде, а что касается технической, то ее можно применять, если в наличии имеется система «термической» деаэрации. Данный термин, по всей видимости, подразумевает нагрев воды до 100 градусов. Кроме того, деаэрация требуется для обеспечения абсолютной эпидемиологической безопасности и надежности воды при использовании ее в открытых устройствах систем теплоснабжения.

В связи с вышесказанным, вакуумные деаэраторы, которые в настоящее время применяются довольно широко, желательно использовать только в закрытых системах теплоснабжения, да и то, в качестве подпиточной воды. Данное требование выполняется на многих котельных, в которых используется вода питьевого качества. При водоподготовки ТЭЦ данный вариант практически не встречается.

Чтобы преодолеть указанное ограничение, можно подпиточную воду, после прохождения сквозь вакуумный деаэратор, нагреть до температуры 100 градусов, с возможностью ее последующего охлаждения. Данный вариант в основном используется в открытых система теплоснабжения. Однако, документов, в которых бы четко регламентировалась работа таких систем, нет.

У современных теплообменников каналы для движения теплоносителей узкие, а тепловые потоки более высокие. А это значит, что они более чувствительны к образованию накипи на стенках и воздействию коррозии. И если не подвергать воду в системах теплоснабжения качественной подготовке, то уже буквально через несколько недель коэффициент полезного действия резко уменьшится, а расход энергоносителей возрастет. Такие данные озвучивают многие специалисты, работающие с тепловым оборудованием, ссылаясь на результаты проводимых испытаний.

И если не обращать должного внимания на качество воды в системах теплоснабжения, то это приведет не только к падению мощности тепловой установки, но и к выходу из строя всего оборудования — котлов, радиаторов, вентилей, насосов и клапанов — вследствие коррозии.

Поэтому обслуживающему персоналу систем теплоснабжения следует особое внимание уделять качеству исходной и подпиточной воды. И если грамотно разработать меры по водоподготовке, то можно на оптимальном уровне постоянно поддерживать мощность отопительного оборудования.

Если зима уже практически на пороге, у многих домов и квартирных владельцев возникает один насущный вопрос. Их интересует, как должна проходить подготовка воды для системы отопления. Это требуется сделать по всем правилам без нарушений, особенно когда дом не оснащен централизованной системой отопления.

Для чего подготавливают воду

Вода, взятая из «дикой природы» скорее всего окажется более жесткой, чем ее «одомашненная» родственница из-за высокого содержания железа или марганца. Одним из приемлемых вариантов в этом случае станет использование дистиллированной воды.

А вообще излишки марганца и железа опасны тем, что часто становятся причиной выхода из строя деталей сантехнического оборудования, бытовой техники и теплообменников. Причиной таких поломок в отоплении становится появление накипи или ржавчины. Из-за этого подготовка воды для отопления и является настолько важным вопросом. Дополнительным к нему станет формула расхода жидкости системы отопления.

Химический анализ воды

Начало работы в этом направлении является одним из важнейших моментов. В первую очередь необходимо провести химический анализ воды, заготовленной для циркуляции в отопительной системе. Конечно, при должной сноровке, такую мини-экспертизу можно провести и дома, но лабораторные исследования дадут гораздо более точные результаты.

Химанализ воды некоторых рек

Для сбора пробной емкости для анализа воду надо залить в бутыль, где ранее находилась негазированная жидкость. Объем тары должен составить не менее и не более полутора литров.

Перед тем, как набирать образец, и бутылку, и пробку надо окунуть в воду, которая отправится на проверку. Никаких моющих средств допускать к поверхности тары нельзя. Перед заливом образца надо выждать несколько минут и лить воду небольшой струйкой, дабы не допустить пресыщение кислородом. После этого воду надо отправить в лабораторию как можно скорее, или положить в холодильник (не морозилку) не больше, чем на двое суток.

Общий анализ воды в лаборатории покажет, есть ли в ней губительные железо или марганец; насколько кислотная жидкость и наполнена кислородом; каковы ее цвет и запах; насколько вода минерализована или же, напротив, окисляемая перманганатами; ее жесткость и присутствие аммония.

Специалисты, оснащенные специальным оборудованием, также способны выяснить. какие микроорганизмы и в каких количествах наличествуют в образце. Различные амебы могут не только серьезно повредить здоровью человеческого организма, но и образовать мерзкий слизистый налет на трубах изнутри. Мало того, что такие «колонии» значительно ухудшают качество обогрева, так это еще может привести к коррозии.

Жидкость, применяемая в системе отопления, не должна быть излишне жесткой, или, наоборот, очень мягкой. Прекрасный выбор для отопительных систем — это дистиллированная вода.

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.

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.

Как выпарить из воды железо

Для технических работ годится вода, в которой содержится не более миллиграмма железа на литр (а оптимально — 0,3 миллиграмма). При превышении этого показателя трубы и прочие элементы устройства могут заилиться. Также слишком обширное присутствие железа способно спровоцировать размножение бактерий.

Проще всего убрать железо из воды кислородом в ходе отстаивания. Тогда излишки химического элемента, прореагировав, обратятся в ржавчину и хлопьями осядут на дне емкости. Для проведения этой процедуры понадобится бак литров на триста и прибор для нагнетания кислорода вроде компрессора или даже аквариумного насоса.

При повышенном содержании железа в воде — до 5 миллиграмм на один литр — можно прибегнуть к специальным фильтрам, в которых воды освобождается от лишних химических примесей. Грязный фильтр отопления очищается растворов перманганата калия, но в этом случае в доме должна иметься централизованная канализация, куда уйдут все отходы.

Безопаснее всего чистить воду перед запуском в систему при участии ультрафиолетового излучения. При этом способе уничтожаются и нейтрализуются только самые вредные составляющие воды, кроме того, этот процесс происходит буквально за несколько секунд. Настолько важна подготовка воды для системы отопления.

Чаще всего теплоносителем в домашних автономных системах отопления выступает вода. Это дешевый и доступный ресурс, который быстро нагревается и при обеспечении равномерности циркуляции доносит тепло до всех элементов теплосистемы. Но вода для отопления может быть избыточно жесткой, мягкой и потому требуется предварительная подготовка носителя перед заливом в систему. Рассмотрим варианты подготовки и способы очистки в домашних условиях с применением различных приборов.

Какую воду можно применять для системы отопления?

Вопреки расхожему мнению, талая и дистиллированная жидкость не совсем подходят для заливки в качестве теплоносителя – избыточная мягкость жидкости так же вредна, как и жесткость. Рассматривая, какой должна быть вода для системы отопления, следует знать – содержание солей, элементов тяжелых металлов больше максимального предела, механических примесей и взвесей в жидкости недопустимо.

Если не подготовить носитель, конструкция быстро выйдет из строя по причинам:

• разрушения стенок трубопровода, котла из-за реакции химически активных компонентов;
• образования коррозии, слоев накипи на внутренних стенках элементов.

Зарастание туннелей трубы приводит к снижению скорости циркуляции теплоносителя, неравномерности прогрева приборов, повышению расхода топлива и уменьшению теплоотдачи. Поэтому теплоноситель следует подготовить прежде, чем заливать в систему. Планы по подготовке включают проведение химического анализа. Это можно сделать тестовыми наборами для аквариумов или отнести пробы в химическую лабораторию. Второй вариант надежнее, дает более детальный анализ и позволяет подобрать систему для более качественной очистки.

Для забора пробы вода наливается в бутылку или банку объемом не менее 1,5 л. Не рекомендуется брать бутылки из-под сладкой газировки, чая и других напитков кроме воды. Струю сначала сливают 10-15 минут, затем можно брать пробу воды. Пролив нужен для того, чтобы в бутылку не попала застоявшаяся в трубах жидкость – такая проба грозит ошибочными результатами.

А вот для предупреждения попадания кислорода в бутылку, жидкость наливается тонкой струйкой так, чтобы она стекала по стенке тары. Налить под горлышко, плотно закрыть крышкой, отвезти в сертифицированную лабораторию и дождаться результатов. Если нет возможности отдать пробу на анализ сразу, разрешается хранить воду в холодильнике до 2-х суток. Главное – не ставить бутылку в морозилку, чтобы не изменился химический состав пробы.

Химический состав воды для отопления

После определения состава теплоносителя, следует привести значение компонентов к показателям, установленным стандартами:

1. Растворенного кислорода не более 0,05 мг/м3. Если кислорода нет, то это хороший показатель.
2. Уровень кислотности (pH) 8,0-9,5.
3. Содержание примесей железа в пределах 0,5-1 мг/литр.

Концентрация взвесей механического типа должна быть нулевой, а вот мелкие мягкие частицы попадаются в любом случае, от них придется избавляться с помощью фильтровального оборудования. Важно просмотреть содержание болезнетворных бактерий, которые ухудшают качество теплоносителя, образуя на стенках внутреннего туннеля пленку.

Если вода без солей, но с высокой кислотностью, то носитель спровоцирует образование коррозии, в то же время минимальное содержание солей в жидкости снижает скорость процесса ржавления. Однако избыток солей провоцирует отложения накипи, но при этом естественным путем понижает кислотность теплоносителя, которая приводит к коррозии. Поэтому важно достигать баланса содержания веществ без полного их удаления из жидкости.

Важно! Результаты анализа по кислотности следует рассматривать с возможностью повышения температуры теплоносителя. При увеличении нагрева уровень кислотности изменяется, потому в холодном носителе этот параметр должен находиться в минимальных пределах.

Методы и способы подготовки воды

Подготовка воды для системы отопления может производиться следующими способами:

• добавлением присадок, химических реагентов, изменяющих состав жидкости;
• очисткой с помощью фильтровального оборудования;
• техникой каталитического окисления для устранения излишков железа путем выведения их в осадок;
• смягчением при обработке электромагнитными волнами;
• термической обработкой – дистилляцией, замораживанием, кипячением;
• отстаиванием жидкости для устранения осадочных включений;
• деаэрацией для выведения лишнего кислорода, углекислого газа.

Выбор зависит от компонентного состава теплоносителя, но фильтры устанавливаются всегда. Для потоков с большим включением механических частиц требуются мощные приборы с увеличенным количеством слоев кварцевого песка, активированного угля или керамзита. А воду с малозаметными взвесями (мягкими) пропускают через фильтры с промывными или сменными картриджами.

Важно! Длительная термическая обработка может вывести оксид углерода и смягчить воду, но кипячение не избавляет от карбоната кальция, который способствует образованию накипи.

Как подготовить воду в домашних условиях

К основным проблемам, которые нужно решить, относятся – смягчение, обезжелезивание, обессоливание и устранение твердых и мягких вкраплений. Выбирая методы и способы, следует помнить – повышенная кислотность требует ощелачивания (пригодится сода), высокое содержание щелочей – окисления (хлор).

А теперь рассмотрим еще варианты, доступные для выполнения в домашних условиях:

1. Самый простой способ, как умягчить воду для системы отопления, прокипятить. Но убрать различные соединения таким образом не получится, поэтому специалисты советуют применять ингибиторные фильтры для нейтрализации накипи. Фильтровальное оборудование помогает исключить из теплоносителя едкий натр, кальцинированную соду, известь.
2. Вариант очистки без реагентов – магнитные умягчители. Приборы с магнитом выделяют из воды элементы магния, кальция, меняя форму молекул и заставляя компоненты выпадать в осадок. Но способ эффективен, если прогрев теплоносителя не поднимается выше отметки +70 С.
3. Если в систему заливается дистиллированная вода для отопления или талая, дождевая, то такую жидкость нужно поставить на отстаивание минимум на 3-4 дня. Затем проверить уровень pH, который должен располагаться в пределах не ниже показателя в 6,5 единиц.

Важно! При формировании магистрали из труб без оцинковки уровень pH в теплоносителе должен быть в пределах 7-8 единиц.

1. Чтобы вывести из жидкости избыток железа, воду отстаивают. В процессе проникновения кислорода в воду начинается процесс коррозии, металл выпадает в ржавый осадок. Для выполнения работ потребуется большая тара объемом не менее 300 л, компрессор для нагнетания кислорода. Срок отстаивания зависит от концентрации элементов железа. После завершения процедуры вода для котла отопления проверяется экспресс-тестом и можно заливать теплоноситель в систему.
2. Если нужен вариант, как смягчить воду для отопления своими руками и одновременно вывести избыток железа, подойдет метод обратного осмоса и применение фильтров с ионообменными смолами.

Совет! Чтобы предупредить повышение концентрации железа в воде, достаточно добавить в воду хлорку (50 мг/1 л). Но способ подходит для трубопроводов, выдерживающих воздействие хлора.

Для устранения мелких и крупных механических вкраплений применяются фильтры различного типа. Чтобы убрать из воды марганец, следует применять те же способы, что и для выведения железа. А снизить риск размножения болезнетворных бактерий поможет облучение жидкости УФ-лучами, хлорирование.

На заметку! Если нет времени на проверку состава, отстаивание и другие этапы обработки, пригодится вода без газа из бутылок. Бутилированная вода в системе отопления – оптимальный выход для закрытых конструкций. Важно лишь проверить уровень pH на допустимые нормативы.

Умягчение и обезжелезивание теплоносителя необходимы для продления срока работы теплосистемы. Способы домашней обработки пригодны для выведения небольшого количества избыточных компонентов, однако если вода считается очень жесткой или содержит много железа, необходимо ставить качественное фильтровальное оборудование. Подбор приборов производится только после определения химического состава воды.