Водоподготовка в системах отопления

Почти все старые системы отопления были изготовлены и работали до настоящих дней без особой подготовки, как заполняющей воды, так и воды, циркулирующей в этих системах.

В настоящее время такое отношение к теплоносителю недопустимо как в новых, так и в реконструированных системах.

Причина этого, как мы подробнее увидим далее, заключается в наличии в этих системах новых устройств, а именно, в частности, конденсационных котлов и насосов с высокой энергетической эффективностью:  элементов, для которых становится необходимым использование специальных средств и оборудования для ухода за теплоносителем, отличающихся от тех, которые использовались до настоящего времени.

ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ / СВЯЗАННЫЕ С КАЧЕСТВОМ ВОДЫ

«Неподготовленная» вода может привести к возникновению следующих дегенеративных явлений и соответствующих повреждений:

Отложения накипи

Это отложения, вызванные осаждением карбонатов (в особенности, кальция и магния), растворенных в заполняющей воде системы. Вот основные повреждения, к которым они могут привести:

Трубы

Отложения в трубах могут существенно снизить проходные сечения и, следовательно, расходы жидкости.

Котлы

Для котлов, ущерб, нанесенный отложениями, вызван тем, что они оседают на стенках камеры сгорания, образуя слои с высокой термостойкостью, и, следовательно, с высокой изоляционной способностью. Как следствие, при работающей горелке, некоторые зоны камеры сгорания могут нагреться до слишком высокой температуры,  что приведет к трещинам и прогоранию.

Кроме этого, отложения образуются с очень переменной толщиной, что приводит (в разных зонах камер сгорания) к тепловым нагрузкам и напряжениям металла, сильно отличающихся между собой.

Эти явления приводят к повреждениям многих жаротрубных котлов в зонах сварки труб:  то есть, в менее «омываемым» зонах котла и, поэтому, более подверженных указанным выше тепловым нагрузкам и напряжениям металла.

Теплообменники

Особенно в случае пластинчатых теплообменников, отложения приводят к резкому снижению обмена тепла и сильным увеличениям гидравлического сопротивления.

Эти отложения выводят из строя паянные пластинчатые теплообменники и сделают крайне трудоёмким техническое обслуживание разборных пластинчатых теплообменников.

Клапаны

Отложения накипи могут стойко прилипать к седлам и затворам регулирующих и термостатических клапанов, это может нарушать их правильный режим работы.

Насосы

Отложения накипи могут препятствовать свободной циркуляции и вращающимся роторам насосов.

Это может привести, как к постоянной блокировке, так и к залипанию насосов.

Коррозия

Она вызывается электрохимическими явлениями раз личной природы. Кроме этого, она характеризуется тем, что она самостоятельно подпитывается и взаимодействует так же с отложениями накипи. Поэтому, как только она начинается, то может распространяться и причинять серьезный ущерб за очень короткий период времени. Далее, мы ограничимся рассмотрением только тех типов коррозии, которые представляют наибольший интерес с инженерной точки зрения.

– Коррозия от окисления

Она вызывается наличием воздуха, и, поэтому, кислорода, в воде.

Она вызывает протечки трубопроводов,  труб котлов и отопительных приборов.

– Коррозия от дифференциальной аэрации

Она возникает, благодаря тому, что, при наличии воды, слой грязи на металлической поверхности образует два слоя (вода/грязь и грязь/металл) с различным содержанием кислорода: данная ситуация активирует между двумя слоями локальные электрические цепи, способные разрушать металлическую поверхность.

– Коррозия от блуждающих токов

Она возникает от токов низкой интенсивности, присутствующих в почве.

Такие токи возникают от приборов или распределительных систем, которые используют проводники, контактирующие с землей, например:  железнодорожные пути через кабель высокого напряжения.

– Коррозия, вызванная жидкими антифризами

Она связана с тем, что обычно используемые антифризы с течением времени распадаются и делают коррозионными их смеси с водой.

Для предотвращения такой коррозии необходимо:

(1) использовать жидкие антифризы с ингибиторами коррозии,

(2) содержать чистыми и герметичными системы, поскольку воздух и грязь вызывают преждевременный распад антифриза,

(3) периодически контролировать кислотность теплоносителя.

Железный шлам и магнетит

Коррозия, рассмотренная ранее, производит и загрязняет воду как железным немагнитным шламом (который, в дальнейшем, мы будем называть просто шлам или ржавчина), и магнетит: который представляет из себя небольшие хлопья (многие из которых нельзя увидеть невооруженным глазом) и который обладает очень высокими магнитными свойствами (см. приведенную далее фотографию).

Железный шлам и магнетит могут не только увеличивать явления коррозии, а также вызывать иные серьезные проблемы, частично уже известные, и частично совсем новые.

Как мы увидим, наибольшие проблемы вызывает магнетит, поскольку он может очень прочно прилипать к новым и важным элементам системы отопления.

Обогреватели с холодными нижними зонами

Причина заключается в скоплении железного шлама и магнетита в нижних зонах отопительных приборов.

Магнетит и новые высокоэффективные насосы

Магнетит может вызвать серьезные повреждения у насосов с частотным регулированием, которые сейчас обязательны во всех европейских странах.

На самом деле нужно учитывать, что эти насосы, в отличие от традиционных насосов, обычно снабжены роторами с постоянными магнитами.

То есть, что если не принимать соответствующие меры, то это может привести к постоянному скоплению магнетита на роторах и, следовательно, вызвать резкое снижение производительности насосов, а также их быстрый износ и выход из строя.

Таким образом, это может привести к прямо противоположным результатам (в том, что касается энергосбережения) по отношению к тем, которые оправдывают применение этих новых высокоэффективных насосов.

Воздух

Наличие воздуха в отопительно-вентиляционных системах связано с несколькими причинами, а именно: заполнением системы, работами по техническому обслуживанию и существованием возможных зон системы, которые работают на пониженном давлении.

Воздух, помимо того, что является определяющим в возникновении окислений и коррозии металлических частей, может также вызывать следующие проблемы:

Отопительные приборы с холодными верхними зонами

Причина связана с образованием воздушных карманов в верхней части отопительных приборов.

Кавитации

Это явление, может возникать там, где вода системы течет с увеличенной скоростью, например: в насосах вдоль лопастей роторов, или между седлом и затвором клапанов, когда они работают с небольшими проходными сечениями.

Явления кавитации могут служить причиной коррозии (создавая ямки на поверхностях), очень сильной вибрации и появления шума подобного ударам молотка. Кроме этого, они могут нарушать правильный режим работы клапанов и насосов, а также приводить ких повреждениям.

Образование шума в радиаторах

Оно связано с проходом пузырьков и микропузырьков через термостатические клапаны радиаторов.

В таких случаях, воздух, который застаивается в верх ней части радиаторов, может усиливать уровень шума, действуя как резонатор.