Системы с естественной циркуляцией

Вода, применяемая в нагретом состоянии для систем водяного отопления, имеет довольно прочное химическое соединение и не разлагается.

При нагревании воды до температуры свыше 40°С растворимость газов и воздуха резко падает, и они начинают выделяться из воды. Поэтому нагревательные приборы и стальные трубы системы водяного отопления, заполненные водой с температурой около 100°С, не подвергаются ни разъеданию, ни коррозии.

Следует, однако, иметь в виду, что газы, выделяемые при нагревании свежей воды, поступающей непосредственно из водопровода или из какого-либо естественного водоисточника (озера, реки), разъедают поверхность оборудования (котлов, теплообменников и др.), в котором нагревают воду. Из этих соображений менять воду в отопительной системе и добавлять к ней свежую следует как можно реже.

Вода практически несжимаема, тогда как коэффициент ее объемного расширения меняется в зависимости от температуры. Так, при нагревании воды от 0 до 4°C она не только не расширяется, а даже несколько уменьшается в объеме. При температуре воды выше 4°C коэффициент ее объемного расширения увеличивается с повышением температуры. В пределах температурных колебаний от 40 до 95°, присущих системам водяного отопления значительную часть отопительного периода, коэффициент объемного расширения воды меняется более или менее равномерно и в среднем равен 0,00045. При дальнейшем повышении температуры воды (выше 95°C) коэффициент объемного расширения возрастает быстрее.

Следовательно, при определении расширения воды в водяных системах отопления нужно принимать во внимание не только разность температур двух столбов воды, под влиянием которой создается циркуляционный напор (естественное давление), но также и сами температуры. С повышением температуры воды и при сохранении постоянного температурного перепада давление увеличивается. Как известно, при понижении температуры от 4 до 0°C вода расширяется в объеме и при дальнейшем понижении температуры превращается в лед. Образование льда в стальных трубах и нагревательных приборах часто приводит к разрыву их стенок, что является существенным недостатком использования воды в качестве теплоносителя для систем отопления.

К достоинствам воды как теплоносителя следует отнести значительную ее теплоемкость и большой объемный вес (~1000 кг/м³ ), что позволяет передавать большие количества тепла при малом объеме теплоносителя и относительно малой его температуре на значительные расстояния.