Какой фильтр установить перед отопительным котлом?

фильтр УНИРОС перед отопительным котлом

Низкое качество воды в централизованной системе водоснабжения приводит к отложению налета внутри котельного оборудования, нарушающего его работу. Для закрытого контура водяного отопления эту проблему решить легче – достаточно залить в систему воду, предварительно отстоянную, прокипяченную и очищенную (или дистиллированную), а также поставить сетчатый фильтр на обратной линии двухконтурного котла. Подготовка проточной воды представляет собой более сложную задачу, требующую комплексного подхода.

Для чего ставить фильтр перед котлом

Бытовые газовые и электрические отопительные котлы – это сложное и дорогостоящее технологическое оборудование. Для того, чтобы избежать их преждевременной поломки, качество подаваемого теплоносителя и электропитания должно соответствовать определенным требованиям. Так, при водородном показателе pH=6-8 общая жесткость воды должна быть не более 4 мг-экв/л. В противном случае требуется установка фильтра на входе жидкости в котел.

Повышенная жесткость воды способствует появлению твердых нерастворимых отложений на внутренних стенках оборудования и трубопроводов. Их толщина при длительной эксплуатации может составлять 3 мм и более. Чем больше слой накипи, тем хуже становится теплообмен.

Процесс интенсивного износа котла развивается по следующей схеме:
  • Снижение передачи тепла к воде. Опытами установлено, что при толщине накипи 6 мм теплопотери достигают 35%.
  • Перегревание стенок котла и труб.
  • Возникновение внутренних напряжений в металле, образование трещин.
  • Постепенное снижение прочности деталей.
  • Поломка котла и возникновение течи.

Выход из строя нагревательного оборудования по этой причине является негарантийным случаем, так как в руководстве по монтажу и эксплуатации изложены строгие требования к качеству воды и ее подготовке. Фильтры для очистки теплоносителя, как правило, в комплект поставки котла не входят. Их необходимо приобретать отдельно.

Мутность и жесткость воды

Часто потребители бытовых котлов путают понятия жесткости и мутности воды. Под последней понимают снижение прозрачности жидкости, обусловленное присутствием нерастворимых органических и неорганических веществ. В водопроводной воде причиной мутности чаще всего являются оксиды и гидроксиды железа, или попросту – ржавчина. Эти примеси находятся во взвешенном состоянии, а удалить их можно либо предварительным отстаиванием, либо очисткой через фильтр. В котлах они скапливаются в нижней части оборудования в виде шлама.

Жесткость воды обусловлена наличием в ней растворенных солей, которые не видны невооруженным глазом. Различают временную и постоянную жесткость. Первая из них характеризуется содержанием в воде карбонатов кальция и магния. Эти соли представляют наибольшую опасность, так как при нагревании свыше 100°С они выделяются в виде накипи. Очистить воду от них сложнее. Постоянная жесткость связана с наличием других солей, которые не выпадают в осадок при кипячении.

Общая жесткость питьевой воды, подаваемой в централизованное водоснабжение населенных пунктов, по нормативам не должна превышать 7 мг-экв./л, однако во многих регионах России ее фактическое значение выше предельно допустимой концентрации. Количество растворенных солей и взвешенных частиц увеличивается во время весеннего паводка и может достигать 15 мг-экв./л.

Способы умягчения воды

Снижение жесткости воды производится несколькими методами:

Термическая обработка – нагревание жидкости до 80° и выше. При этом осаждаются ионы кальция, магния и железа в виде нерастворимых солей. Этот процесс и происходит внутри отопительного оборудования.
Химическая обработка воды с помощью соды, негашеной и гашеной извести, фосфатов натрия. В результате происходит образование малорастворимых соединений, которые выпадают в осадок и удаляются. Известкование и известково-содовый метод применяются в промышленности. Преимуществом фосфатов является то, что они образуют менее растворимые соли.

Ионообменный метод. Его сущность заключается в том, что между сорбентом и водой происходит процесс замещения ионов. На практике в качестве материала для картриджей фильтров используется ионообменная смола.

Очистка через систему обратного осмоса. Сущность метода заключается в том, что вода пропускается под давлением через полупроницаемую мембрану. Это наиболее глубокий способ фильтрования, позволяющий удалять частицы размером до 0,0001 мкм. К его недостаткам относится очень низкая производительность систем обратного осмоса (порядка 0,14 л/мин), поэтому они не подходят для установки перед котлом.

Магнитная обработка

При прохождении воды через узкий зазор между двумя полюсами постоянного магнита или электромагнита происходит изменение свойств воды, влияющих на процессы кристаллообразования солей. Под влиянием магнитного поля возникают субмикроскопические зародыши карбоната кальция. В результате накипь «выпадает» в толще воды, а не на стенках котельного оборудования.

При напряженности магнитного поля 12104 А/м 80-85% таких частиц имеют размер менее 0,5 мкм. Их совокупность представляет собой устойчивую агрегативную смесь. При более низком значении напряженности магнитного поля количество тонкодисперсных центров кристаллизации резко уменьшается, а противонакипный эффект обработки снижается.

Научные исследования о влиянии магнитного поля на процесс образования накипи проводились в отечественной науке еще в 70-80 гг. XX в. Магнитные фильтры (или точнее, преобразователи) не могут полностью устранить соли жесткости. Наибольшую эффективность они показывают в замкнутых системах отопления. Их установка перед бытовым оборудованием позволяет скорее «разрыхлить» откладывающиеся соли, что облегчает их удаление во время технического обслуживания.

Фильтры для механической очистки

Для механической очистки от взвесей перед котлом устанавливают сетчатые фильтры для грубой и тонкой очистки.

При покупке того или иного типа устройства необходимо учитывать следующие основные параметры:

максимальное расчетное давление (в централизованной системе водопровода его нормативное значение составляет 4 атмосферы);
пропускная способность фильтра, л/ч;
максимально допустимая температура жидкости (ограничение на возможность установки в отопительный водяной контур);
размер фильтрующей ячейки (чем больше это значение, тем грубее фильтр);
присоединительные и габаритные размеры.

Сетчатые фильтры для грубой очистки

Сетчатые фильтры для грубой очистки, или грязевики, – устройства с одной ступенью фильтрации. Они изготавливаются в двух основных конструктивных исполнениях:

Косые Y-образные или прямые фитинги с корпусом из латуни, бронзы или нержавеющей стали, внутри которых имеется сменный уловитель в ответвляющем патрубке.

Фильтры с корпусом в виде металлической (для горячей воды) или пластиковой прозрачной колбы (для холодной воды), через которую можно контролировать степень загрязнения устройства. Осадок, скапливающийся на дне, легко удаляется при промывке колбы, поэтому такие фильтры еще называют промывными. В состав комплектации дополнительно может входить манометр и редуктор, обеспечивающий защиту от избыточного давления.

Для бытовых отопительных сетей чаще всего применяется резьбовой способ присоединения устройства к трубопроводу.

Фильтры этой группы предназначены для очистки от включений крупного и среднего размера. В специализированных магазинах представлен большой ассортимент оборудования как отечественного («Аквафор», «Барьер», «Гейзер»), так и зарубежного производства («Honeywell», «Omoikiri», «BWT»). Их стоимость составляет от 100 руб. и выше.

Фильтры тонкой очистки

Механические фильтры для тонкой очистки можно разделить на 2 группы – предназначенные для очистки воды для питьевых целей (удаление частиц размером 1-10 мкм) и для технических нужд (фильтрация от 20 до 100 мкм на магистральных линиях).

Конструктивно они выполняются аналогично устройствам предыдущей группы. В качестве фильтрующего элемента чаще всего применяются следующие виды материалов:

Металлическая сетка.
Вспененные полипропиленовые картриджи. Температура очищаемой воды в этом случае не должна превышать +35°С, поэтому их нельзя савить в отопительный контур. Другими недостатками являются их низкая пропускная способность – до 5 л/мин., а также большие гидравлические сопротивления, возрастающие по мере засорения фильтра. При значительном падении напора на входе в отопительный котел он может просто не включиться.
Волокнистые картриджи из полипропиленовой нити, выдерживающие температуру до +80°С. Их производительность выше – до 20 л/мин.

Многоступенчатые системы

В продаже имеются также готовые комплексные решения для очистки воды перед входом в котел:

двухступенчатые фильтры, которые обеспечивают грубую и тонкую очистку от механических частиц (песок, глина, ил, окалина, ржавчина);
трехступенчатые фильтры, работающие по схеме грубая механическая очистка – тонкая механическая очистка – умягчение воды с помощью ионообменной смолы.

Для качественной подготовки теплоносителя необходимо сделать химический анализ воды. Типы картриджей в многоступенчатых системах могут подбираться индивидуально, в зависимости от вида и концентрации загрязнений. Так, при наличии большого количества органических соединений рекомендуется установить угольный фильтр, для обезжелезивания – картриджи, изготовленные из шнура с катионно-обменной пропиткой, а при высокой жесткости воды потребуется монтаж более дорогих и производительных систем.

Магнитные устройства

Магнитные фильтры используются в качестве дополнительного устройства в системе отопления. Помимо увеличения количества центров кристаллизации в толще воды они способствуют устранению оксидов железа, металлических сколов и стружки.

Магнитные активаторы изготавливаются в нескольких исполнениях:

с резьбовым разъемным и неразъемным типом присоединения для труб диаметром Ду10-32 мм;
фланцевые (Ду32-300 мм);
в виде встроенного элемента в многоступенчатые фильтры.


Основным компонентом таких устройств является система из высокоэнергетических магнитов (напряженность магнитного поля 14104 А/м и выше). При прохождении воды внутри нее ускоряется процесс кристаллизации солей жесткости, а их отложение в виде рыхлого арагонита снижает способность накипи нарастать на внутренних стенках отопительного оборудования.

Достоинствами таких фильтров являются их долговечность (потеря магнитных свойств составляет доли процента за 10 лет), компактность, отсутствие расходных материалов, надежность и возможность установки на трубопроводах как холодной, так и горячей воды. Цена на магнитные преобразователи составляет от 1000 руб. и выше.

Ионообменные фильтры

В ионообменных фильтрах происходит замена отрицательно заряженных ионов Ca и Mg на катионы натрия при прохождении воды через специальный наполнитель – ионообменную смолу. В продаже чаще всего можно увидеть недорогие картриджи, рассчитанные на небольшую скорость фильтрации – до 2 л/мин. Учитывая, что расход воды через полностью открытый смеситель составляет в среднем 7-10 л/мин., такие устройства не подходят для монтажа перед котлом. Жидкость, проходящая через фильтр, просто не успеет прореагировать с поверхностью ионообменной смолы.

Чем больше объем фильтрующей среды, тем большую пиковую производительность может обеспечить фильтр. Так, устройства с загрузкой смолы объемом 14 л могут обрабатывать до 1000 л воды в час.

К достоинствам таких фильтров относятся:

простота конструкции и надежность;
отсутствие выделения химических элементов, питьевое качество воды на выходе из устройства;
непосредственное устранение ионов солей жесткости;
высокая эффективность;
восстановление ионообменной смолы при помощи обычной поваренной соли;
возможность монтажа в комплексную систему очистки.


Ресурс наработки фильтрующего элемента до регенерации зависит от температуры и жесткости воды, в целом он невысокий. Так, при температуре жидкости +20°С и концентрации солей карбоната кальция 200 мг/л это значение составляет 2500 л, или 2,5 куб. м. Для водоснабжения загородного дома, в котором проживает большая семья, такой объем может быть потреблен менее, чем за неделю.

Однако процедура восстановления наполнителя довольно проста – необходимо засыпать в фильтр поваренную (не йодированную) соль и сделать обратную промывку оборудования. В результате происходит насыщение смолы ионами натрия и извлечение из нее ионов кальция и магния. Расход поваренной соли для регенерации составляет от 1 до 9 кг в зависимости от модели фильтра. В продаже имеются также установки с автоматическим блоком управления, которые загружают таблетированную соль по мере наработки устройства.

Средняя стоимость высокопроизводительных установок, пригодных для подготовки воды перед подачей в отопительный котел, составляет от 6-8 тыс. руб. (недорогие итальянские модели De Vecchi) до 150 тыс. руб. для американской специализированной системы Eco Water ECR3502R70, которая способна смягчать воду жесткостью до 40 мг-экв./л. Фильтры данного типа можно устанавливать только для бытового водопотребления, так как максимальная температура на входе в устройство не должна превышать +35…+40°С.

Полифосфатные фильтры

Полифосфатные фильтры по принципу действия отличаются от ионообменных. В корпус устройства загружается полифосфат натрия в виде кристаллов размером 0,5-3 мм. При прохождении воды через эту засыпку гранулы частично растворяются и связывают ионы кальция и магния в труднорастворимые комплексы (фосфаты), что препятствует осаждению накипи на стенках оборудования.

Расход полифосфата небольшой – порядка 5-7 г на 1000 л воды. Его растворимость также зависит от температуры. В холодной воде она значительно ниже. При уменьшении объема наполнителя его просто подсыпают и фильтр может работать дальше. Цена таких устройств – от 900 руб. и выше.

Как и предыдущий тип фильтров, устройства с полифосфатным наполнителем могут работать при температуре не выше 40-45°С. Корпус чаще всего выполняется из пластика, который не рассчитан на высокую температуру теплоносителя в замкнутой системе отопления. Фильтры можно смонтировать на магистраль с холодной водой перед котлом. Однако необходимо учитывать, что при жесткости воды свыше 7 мг-экв./л. они неэффективны.

Воду, пропущенную через полифосфатный фильтр, нельзя использовать в питьевых целях. Более того, у людей с повышенной чувствительностью и детей младшего возраста она может вызвать кожные аллергические реакции. Так как при попадании в естественные водоемы полифосфаты вызывают их бурное «цветение», то в некоторых зарубежных странах такие фильтры запрещены.