Не станем рассматривать определение стоимости обслуживания инженерных систем здания, а поговорим о необходимости соблюдения требований и правил промывки системы отопления эксплуатирующими службами жилых зданий, а также монтажными предприятиями.

Почему нужно чистить систему отопления?

Система отопления любого здания требует после окончания строительно-монтажных работ и в процессе эксплуатации проведения промывки (очистки) внутренних полостей трубопроводов, отопительных приборов, регулирующих, термостатических, балансировочных клапанов и теплообменных аппаратов. Указанные требования определены нормативными документами. Промывка системы отопления требует знания порядка проведения и наличия необходимого оборудования для этого. Необходимо учитывать, что по правилам эксплуатации любые действия по обслуживанию системы проводит обученный персонал.

Загрязнение поверхностей, по которым проходит теплоноситель, приводит к снижению коэффициента теплопередачи, что ведет к увеличению расхода тепловой энергии.

В любой гидравлической системе основу надежности ее функционирования определяет полная исправность входящего в состав оборудования. Система отопления, присоединенная по независимой схеме, имеет циркуляционные насосы, фильтры грубой очистки, контур теплообменника, отопительные приборы и трубопроводы, запорную и регулирующую арматуру. От степени их чистоты и целостности зависит работоспособность системы в целом, каждый элемент которой выполняет определенную функцию. Главная функция системы отопления – обеспечение помещений тепловой энергией в отопительный период с минимальными потерями тепла. Загрязнение поверхностей, по которым проходит теплоноситель, приводит к снижению коэффициента теплопередачи, что ведет к увеличению расхода тепловой энергии. Это относится к теплообменнику и отопительным приборам. Зарастание трубопроводов приводит к нарушению гидравлического режима работы системы отопления, что ведет к повышенному расходу электрической энергии, нарушению работы регулирующей и запорной арматуры и, как следствие, к неправильному распределению тепла системой.

Учитывая, что в воде практически постоянно присутствуют соли кальция и магния, а также другие химические элементы (железо, медь, цинк и др.), то основным видом отложений на поверхностях является накипь. Следствием осаждения на поверхности различного вида отложений является подшламовая коррозия. Основная цель обработки воды – уменьшение количества различных видов солей и снижение возможности возникновения коррозии. При температуре воды 60–80°С более активно происходит отложение солей кальция и магния. Система отопления работает в данном интервале температур теплоносителя во время отопительного периода.

Применение трубопроводов из полимерных материалов имеет другую особенность – возможность преждевременного старения, т.е. потери пластичности и прочности. Прилипание некоторых частиц к поверхности внутреннего слоя полимерных трубопроводов приводит к увеличению гидравлического сопротивления и может привести к выбиванию молекул из структурной цепочки полимера и снижению прочности молекулярных связей.

В трубопроводах и отопительных приборах системы отопления во время проведения монтажных работ может находиться все что угодно: окалина, песок, посторонние предметы, остатки уплотнительных материалов, иловые наносы, остатки продуктов сварки и т.п. После окончания монтажных работ систему необходимо очистить и промыть.

Двухтрубные горизонтальные системы

Двухтрубные горизонтальные системы отопления проектируются со следующими типами отопительных приборов: чугунные, стальные панельные (без внутреннего защитного слоя), алюминиевые конвекторы. Материал трубопроводов – сталь и полимерные материалы.

Кратко остановимся на технологии изготовления вышеуказанных приборов. Чугунные отопительные приборы производятся методом литья. Технологически во внутренней полости секции всегда могут находиться остатки продуктов литья, а также чугунная пыль после выполнения операций механической обработки секции (фрезеровка, нарезка резьбы). На заводах по производству чугунных приборов после всех технологических операций производится их пневматическое испытание пузырьковым методом. Полная очистка внутренней полости секций радиатора не нормируется. Соединение секций производится посредством ниппелей. В нижней части секции имеется углубление, способствующее накоплению различного вида отложений.

Стальные панельные радиаторы производятся методом холодной штамповки из листовой стали толщиной не менее 1,2 мм с последующим соединением сваркой листов (частей) сплошным швом (роликовым, контактным). Очистка наружной поверхности производится только при подготовке изделия к покраске. Испытание также производится пузырьковым методом. Очистка внутренней полости прибора технологией производства не предусмотрена. Радиаторы поставляются потребителю с установленными инвентарными заглушками. В нижней части прибора имеется полость высотой 15 мм, в которой будет происходить накопление отложений. В верхней части прибора также имеется полость высотой 15 мм, из которой нельзя полностью удалить воздух (газы).

Секции алюминиевых радиаторов выпускаются по двум технологиям: литьем под давлением и формованием методом экструзии. Полная очистка внутренней полости приборов предусматривается технологией производства. Соединение секций приборов, выполненных литьем, производится посредством ниппелей. В донной части секции возможно накопление отложений. Секции, выполненные по технологии экструзии, соединяются в прибор нижним и верхним коллектором посредством установки ниппелей и композитного клея. Накопление отложений маловероятно.

В действительности промывка системы при сдаче объекта в эксплуатацию производится наливом системы и последующим опорожнением при рабочем давлении на вводе водопровода.

Отложение взвеси (заиливание) происходит из-за малых скоростей движения теплоносителя по отопительному прибору во время эксплуатации. Расход теплоносителя через отопительные приборы, установленные в жилых зданиях, примерно равен 30–120 л/ч. Скорость движения по секциям зависит от внутреннего сечения секции.

Поскольку технологии производства всех типов радиаторов не предполагают полной очистки внутренней полости радиатора, то очистка производится при производстве монтажных работ посредством промывки трубопроводов системы отопления совместно с установленными отопительными приборами. Промывка системы отопления определена нормами соответствующих ТНПА. Но требования ТНПА не определяют технологии промывки.

Технология промывки определяется монтажным предприятием на основании технологической карты процесса промывки. Данное требование закреплено в ряде нормативных документов. В действительности промывка системы при сдаче объекта в эксплуатацию производится наливом системы и последующим опорожнением при рабочем давлении на вводе водопровода. Промывку следует производить только импульсным методом (пневмогидравлическим способом).

При промывке вне зависимости от типа отопительных приборов система заполняется обычно водой из водопровода. Определяющие требования к качеству промывочной воды нормативные документы относят к СанПиН для централизованного источника водоснабжения. Но у нас имеются и нецентрализованные источники. Требования к качеству воды отличаются. Следовательно, необходимо иметь данные по составу воды при производстве монтажных работ, эксплуатации системы отопления для определения методов промывки, заполнения системы и ее очистки.

Характеристики воды для промывки

В рекомендациях по применению отопительных приборов для алюминиевых и стальных панельных радиаторов указывается, что промывочная водопроводная вода должна быть деаэрированной.

Промывка системы отопления водой из тепловой сети категорически запрещена. После окончания промывки водопроводной водой и опорожнения система отопления может быть заполнена деаэрированной водой из водопровода, а лучше всего сетевой водой во избежание начала процесса внутренней коррозии отопительных приборов и стальных трубопроводов.

Подпитка водой из водопровода закрытых систем теплоснабжения допускается в том случае, когда качество воды тепловой сети не соответствует требуемым стандартам.

Поскольку устройство деаэраторной установки в каждом здании не представляется возможным по экономическим соображениям (высокая стоимость, необходимость дополнительных площадей, использование 1–2 раза в год), то заполнение системы отопления после промывки экономически выгодно производить сетевой водой. Заполнение водопроводной водой систем отопления с чугунными радиаторами можно допустить, но при пуске системы отопления это неизбежно приведет к резкому увеличению выхода газов, в т.ч. кислорода и водорода, находящихся в воде. Потребуется произвести умягчение воды до требуемых параметров при эксплуатации системы отопления с установленными алюминиевыми или стальными панельными радиаторами.

ТКП 45-4.02-183 «Тепловые пункты» предусматривает при проектировании ИТП для систем отопления с применением алюминиевых радиаторов устройство установки по умягчению воды. В системах отопления с параметром воды pH > 7 при использовании алюминиевых радиаторов (кроме имеющих специальные сертификаты) запрещается применение трубопроводов и фитингов из разнородных металлов. Основным методом водоподготовки таких систем является добавление ингибиторов коррозии. Следует добавить, что при применении стальных панельных радиаторов, не имеющих внутреннего защитного покрытия, следует также устраивать установку по умягчению воды.

Необходимость в планово-предупредительном обслуживании трубопроводов и отопительных приборов наступает по мере увеличения срока эксплуатации после предшествующего ППР. Объясняется это тем, что на внутренних стенках по мере их эксплуатации формируются нерастворимые отложения, уменьшающие пропускную способность и повышающие гидродинамическое сопротивление продвижению потока жидкости.

Технологии очистки

Очистка теплообменников и трубопроводов производится как профилактическое или аварийное мероприятие. Все многообразие существующих технологий очистки (промывки) можно разбить на пять принципиально отличающихся групп:

механическая – очистка механическим рабочим органом (скребком, шарошкой, фрезой, насадкой, щеткой и т.п.), размещаемым на гибком валу или протаскиваемым лебедкой на тросе;

гидродинамическая – очистка струей воды высокого давления;

гидробародинамическая – технология, использующая воздействие нескольких физических факторов;

импульсная (электрогидроимпульсная, пневмоимпульсная, взрывная) – очистка за счет создания локального импульса;

химическая – очистка химическими реактивами.

Примеры зарастания теплообменника

В качестве примера можно привести загрязнение шламом пластинчатого теплообменника ТОР 015 производства ОАО «БПА Белстройиндустрия», который был использован для независимой схемы присоединения системы отопления нового жилого дома и находился в эксплуатации в течение одного отопительного сезона. Система отопления – двухтрубная горизонтальная квартирная. Стояки – из труб стальных водогазопроводных, разводка по квартирам – из труб полимерных, отопительные приборы – стальные панельные радиаторы без внутреннего защитного покрытия.

В связи с появившимися нареканиями эксплуатирующей организации на снижение эффективности теплообмена и увеличение гидравлических потерь была проведена проверка состояния поверхностей пластин теплообменника. Поверхности теплообменника со стороны отопительной воды были покрыты отложениями шлама в виде частиц черного цвета (магнетита Fe₃O₄) слоем толщиной до 0,2 мм, а со стороны сетевой воды – в виде частиц коричневого цвета (гематита 6Fe₂O₃). После механической очистки полностью восстановлены теплотехнические и гидравлические характеристики теплообменника, что позволило сделать вывод о том, что главной причиной послужило наличие загрязнений в системе.

Основной причиной увеличения гидравлического сопротивления и снижения теплопередачи в теплообменниках, применяемых для присоединения к тепловым сетям систем отопления по независимой схеме, является отложение шлама на поверхностях пластин, коллекторов и распределительных каналов в пластинчатых теплообменниках и на поверхностях трубок в кожухотрубных теплообменниках. Основными источниками появления шлама в теплофикационной воде являются:

наличие грунта, песка и камней в трубопроводе в процессе производства монтажных работ; проникновение частиц сварки и окалин при производстве сварочных работ при монтаже трубопроводов;

процесс коррозии трубопроводов, нагревательных приборов и других стальных элементов отопительных систем, происходящий в основном из-за наличия кислорода, попадающего в теплофикационную воду с воздухом, диффузия которого в воду постоянно происходит в местах разборных соединений.

В большинстве случаев для восстановления нормальной работоспособности теплообменников достаточно произвести химическую промывку теплообменника без его разборки, что значительно снижает трудоемкость и продолжительность восстановительных работ.