Теплообменник антифриз вода

Жидкость, как теплоноситель современных систем отопления, применяется повсеместно — от автономных обогревающих установок до магистральных сетей и инженерных трубопроводов. При этом возможно использование жидких веществ как в открытых, так и закрытых контурах с гравитационной или принудительной циркуляцией. Эксплуатационные параметры рабочих тел зависят от давления и температуры, что оказывает влияние не только на общее состояние системы, но и на тепловую эффективность агрегатов. Выбор теплоносителя с нужными техническими характеристиками — непростая задача, решение которой зависит от внешних и внутренних факторов. Разберёмся, что лучше применять в качестве теплоносителя индивидуальной отопительной системы — антифриз или воду?

Требования

Несмотря на технический прогресс во всех областях промышленности, до сих пор нет идеального теплоносителя, который можно было бы с одинаковым успехом использовать в любой отопительной системе. Чтобы понять, о чём идёт речь, достаточно вспомнить, как ведёт себя вода при изменении внешних условий. При определённой температуре она переходит в другое агрегатное состояние (лёд или пар) и не только перестаёт выполнять свои функции, но и приводит к поломкам оборудования.

Хороший теплоноситель должен отвечать следующим требованиям:

• высокая энергоэффективность при минимуме потерь, что ускорит перенос тепловой энергии от начальной до конечной точки системы;
• низкая вязкость, благодаря чему увеличивается скорость движения рабочего тела, а соответственно и КПД оборудования;
• химическая инертность, что даст возможность использовать любые материалы, не опасаясь коррозии деталей и агрегатов;
• возможность безопасной эксплуатации (нулевая горючесть и токсичность паров жидкости).

Немаловажным фактором является и срок службы вещества, а также его стоимость, учитывая общее количество жидкости в системе.

Является ли вода идеальным теплоносителем

Высокая теплоёмкость и плотность воды обусловливает её повсеместное использование в качестве теплоносителя обогревающих контуров. Таким образом, к преимуществам использования воды относится следующее:

• снижение температуры жидкости на 1ºС сопровождается выделением 1 ккал тепловой энергии, что является выдающимся показателем среди жидких веществ;
• полная безопасность для живых организмов. Утечка жидкости не сопровождается токсикологическими или экологическими проблемами;
• стоимость не имеет аналогов среди жидкостей всех типов.

Однако не надо думать, что этот теплоноситель абсолютно бесплатный. Конечно, в индивидуальную отопительную систему можно залить обычную воду из-под крана, однако специалисты не рекомендуют этого делать по ряду причин. Неподготовленная вода содержит как кислород, так и соли металлов, что способствует коррозии элементов оборудования и образованию накипи.

Для применения в отопительных системах воду необходимо подготовить. Делают это несколькими способами.

1. С помощью кипячения. Во время этого процесса из воды уходит углекислота, а соли металлов выпадают в осадок. Единственный недостаток этого метода заключается в том, что соли неметаллов остаются в растворённом состоянии.
2. Химическое умягчение. Благодаря введению в жидкость химических реагентов (натрия ортофосфат, известь, кальцинированная сода и т. д.), соли калия, кальция и натрия связываются с ними на атомарном уровне и выпадают в осадок.

Конечно, можно использовать дистиллированную воду и тем самым полностью избавиться от вредных веществ, но в таком случае огромным минусом будет стоимость теплоносителя.

Несмотря на все явные преимущества, вода имеет два огромных недостатка. Во-первых, растворенный в ней кислород способствует коррозии металлических частей, а во-вторых, при снижении наружной температуры до 0 ºС вода превращается в твёрдое тело, при этом увеличиваясь в объёме. Как следствие – разорванные трубы, радиаторы и другие тепловые агрегаты.

Достоинства и недостатки антифриза

В отличие от воды антифриз или тосол при отрицательных температурах не переходит в твёрдую фазу. Максимум чего можно ожидать – превращение жидкости в желеобразную субстанцию. Очень важным является и тот факт, что при дальнейшем нагревании свойства вещества полностью восстанавливаются.

Достоинством незамерзающих жидкостей можно считать и более высокую температуру кипения, которая  достигает 110 — 125ºС  при атмосферном давлении, что способствует их применению в высокотемпературных контурах.

При изготовлении «незамерзаек» для отопительных систем производители вводят вещества, препятствующие окислению металлических элементов – так называемые ингибиторы коррозии, что позволяет увеличить срок службы металлических деталей.

При пользовании антифризом надо учитывать, что производители разрабатывают жидкости для определённых условий применения. Это подразумевает целевое использование, поскольку в состав тосола, предназначенного для металлических трубопроводов, могут входить химические вещества, разрушающие термопласт и другие полимеры.

К недостаткам антифриза относятся:

• высокая (в сравнении с водой) вязкость, что требует дополнительной мощности для прокачки теплоносителя по трубам;
• пониженная теплоёмкость (на 1 –15% ниже, чем у H2O), вследствие чего появляется необходимость в установке дополнительных теплообменников, радиаторных секций и т. д;
• повышенная текучесть, что приводит к увеличению затрат на герметизацию соединений;
• повышенный коэффициент теплового расширения, вследствие чего требуются расширительные баки увеличенной ёмкости. В связи с этим тип теплоносителя необходимо определить уже на стадии проектирования отопления, поскольку конструкция систем, предназначенных для работы с водой и антифризом, существенно различается;
• токсичность этиленгликоля, который входит в состав тосола.

Срок службы современных антифризов составляет от 3 до 5 лет, после чего требуется полная замена теплоносителя.

Как видите, недостатков у незамерзающей жидкости достаточно, поэтому прежде чем сделать окончательный выбор, надо тщательно взвесить все за и против.

Антифриз в отопительных системах

Если температура наружного воздуха в холодное время года не опускается ниже 1ºС, то лучшим решением будет использование воды. Этот же вариант идеален и для постоянно работающего отопления при любых температурах окружающей среды.

Если же стоит вопрос, какой теплоноситель залить в систему отопления загородного дома и дачи, на которых владельцы появляются лишь периодически, то и здесь ответ однозначен. Чтобы не сливать каждый раз жидкость из обогревающего контура, достаточно залить в отопительную систему антифриз. При этом надо учитывать особенности применения веществ с различным химическим составом.

Поскольку этиленгликоль, который входит в состав распространённых недорогих тосолов, является ядовитым веществом, использование такого антифриза в двухконтурных тепловых агрегатах, равно как и в водонагревателях косвенного нагрева, исключено. Следует понимать, что при повреждении стенки теплообменника этиленгликоль будет попадать в водопровод, что недопустимо, так как это вещество имеет 3-й класс опасности.

Историческая справка: этиленгликоль был синтезирован в 1859 году, но в промышленных масштабах начал применяться только с началом Первой мировой войны в качестве заменителя глицерина в процессе изготовления взрывчатых веществ.

Несмотря на недостатки, антифриз на основе разбавленного этиленгликоля (а именно так изготавливается тосол) используется в большинстве случаев. Низкая температура кристаллизации даёт возможность эксплуатировать отопление при температурах от -35 до -65ºС, а цена является самой низкой среди веществ этого типа.

Всех недостатков недорогого антифриза лишён пропиленгликоль, который является абсолютно безвредным для человека и в некоторых случаях даже входит в состав пищевых добавок под маркировкой E1520. Низкая температура кристаллизации и высокая экологичность могли бы поднять эту «незамерзайку» на вершину славы, если бы не одно но: высокую стоимость вещества. Этот фактор существенно снизил сферу применения антифриза в качестве теплового агента отопительных систем.

В редких случаях в контурах обогрева используются незамерзающие составы, которые представлены смесью воды и этилового спирта в соотношении от 40 до 50% последнего. Начало кристаллизации находится в пределах 30 – 35ºС, чего достаточно в большинстве случаев. Однако и этот раствор не лишён недостатков.

1. Первый из них – низкая температура кипения (до 90ºС), что вынуждает ограничивать максимальную температуру теплоносителя.
2. Второй заключается в высокой летучести спиртовой составляющей, из-за чего антифриз на основе этилового спирта можно использовать только в герметичных обогревающих контурах с расширительным баком.

Особенности подбора оборудования и теплового агента

Как уже отмечалось, применение антифриза вынуждает устанавливать более мощный циркуляционный насос и радиаторы увеличенной площади. Только в таком случае можно рассчитывать на соответствие тепловой мощности отопления расчётным значениям.

Используя незамерзающую жидкость на основе этиленгликоля, необходимо учитывать его химическую активность. Если у вас дома установлены оцинкованные трубы, биметаллические или алюминиевые радиаторы, то обязательно выясните у производителя, допускается ли их работа в контакте с тосолом. Следует понимать, что проходящие химические реакции могут изменить свойства антифриза, а также привести к появлению взвесей из продуктов реакций.

remkasam.ru

Требования к идеальному теплоносителю

Следует отметить сразу — такого теплоносителя нет. Любой из существующих сегодня исправно выполняет свои функции лишь в определённом температурном диапазоне, выход за рамки которого приводит к резким изменениям его качественных характеристик.

Теплоноситель обязан переносить максимальное количество тепла за единицу времени с минимальными теплопотерями. Вязкость теплоносителя оказывает серьёзное воздействие на его прокачку в пределах отопительной системы, поэтому чем он менее вязок — тем лучше.

Теплоноситель не должен оказывать коррозийного воздействия на разнообразный конструкционный материал трубопроводов и нагревательных приборов, иначе выбор этих материалов будет строго ограничен. Кроме того, смазывающие способности тех или иных теплоносителей вводят ограничения на конструкционный материал циркуляционных насосов и других механизмов, контактирующих с ними.

С позиции безопасности домочадцев теплоноситель должен иметь определённые (безопасные) характеристики по токсичности, температуре возгорания жидкости и вспышке её паров.

И последнее — жидкость, используемая в качестве теплоносителя, должна быть доступной по цене или же, в случае высокой стоимости, длительное время сохранять свои характеристики и объём во время работы в отопительной системе.

Теплоноситель — вода

Из всех жидкостей, что существуют на Земле в естественном состоянии, вода имеет наивысшую теплоёмкость — в среднем 1 ккал/(кг·град), т. е. если нагреть один килограмм воды до 90 °С и охладить в отопительном радиаторе до 70 °С, то в отапливаемое этим радиатором помещение поступит 20 ккал тепла.

Эта жидкость имеет высокую плотность (917 кг/м³), уменьшающуюся при нагреве или охлаждении. Кстати, вода — единственная природная жидкость, расширяющаяся и при нагреве и при охлаждении.

Экологические и токсикологические характеристики воды превосходят аналогичные параметры любых синтетических теплоносителей — случайная утечка из системы отопления не создаст проблем для здоровья домочадцев, если только не попадёт непосредственно на человеческое тело. И в случае такой утечки восстановить исходный объём воды очень просто — нужно лишь долить необходимое количество в открытый расширительный бачок отопительной системы естественной циркуляции.

В отношении стоимости вода тоже вне конкуренции, поскольку более дешёвого и доступного теплоносителя не существует.

Однако этот теплоноситель имеет ряд недостатков — обычная вода, т. е. в её природном состоянии, содержит кислород и соли, что вызывает внутреннюю коррозию элементов отопительной системы, а также зарастание их стенок накипью, снижающей теплоотдачу и внутренний объём отопительных приборов.

Простейший способ умягчения воды хорошо известен каждому — термический (кипячение), с использованием металлической ёмкости без крышки. В процессе термической обработки часть солей отложится на дне ёмкости, из объёма воды будет удалён углекислый газ. Кстати, чем больше площадь дна ёмкости для кипячения, тем больше солей можно будет удалить из воды — соли отложатся на дне в виде накипи. Недостаток термического метода в том, что таким способом устранить из воды можно лишь нестойкие гидрокарбонаты магния и кальция, а их стойкие соединения при этом сохранятся.

Химический или реагентный метод более эффективен, он позволяет перевести содержащиеся в воде соли в нерастворимое состояние. Для его осуществления используются гашёная известь, кальцинированная сода или ортофосфат натрия — ввод в объём воды первых двух реагентов вызовет образование карбонатного осадка, последнего — осадок ортофосфатов магния и кальция. По окончании химической реакции выпавший осадок устраняется фильтрацией воды. Последний реагент — ортофосфат натрия — обеспечивает наилучшее умягчение воды, однако его применение требует точной дозировки.

Для отопительных систем более всего подходит дистиллированная вода, поскольку в ней полностью отсутствуют какие-либо примеси. Единственный её недостаток — придётся потратиться на покупку, стоимость литра дистиллированной воды составит около 14 руб. Перед заливкой в систему отопления дистиллированной воды необходимо тщательно промыть отопительные приборы, трубы и котёл обычной водой, причём мыть как используемую ранее систему, так и только что смонтированную — загрязнения внутри неё будут в любом случае.

Можно использовать чистую талую или дождевую воду, т. к. она содержит значительно меньшее количество солей, чем водопроводная, колодезная или артезианская.

Единственный недостаток воды, используемой в качестве теплоносителя — при температуре ниже 0 °С она замёрзнет, расширится и нанесёт серьёзный ущерб отопительной системе. И поэтому домовладельцам, нерегулярно эксплуатирующим систему отопления в холодный сезон, а также проживающим в районах, где перебои с подачей энергоносителей особенно часты, более подойдёт другая группа жидких теплоносителей — антифризы.

Теплоноситель — антифриз

Незамерзайка, залитая в отопительный контур, позволяет полностью решить угрозу промерзания системы в холодный сезон — низкие температуры, на которые рассчитан данный антифриз, не изменяют его физического состояния. Антифризы способны обеспечить транспортировку тепловой энергии внутри отопительной системы, не вызывают коррозионных процессов и отложений накипи.

Основное качество антифризов выражается в том, что они не твердеют до определённых предельно-низких температур, в случае отверждения — не расширяются подобно воде и не разрушают элементы отопительной системы, а превращаются в гелеобразную массу, объём которой не меняется. Другими словами, если температура замёрзшего антифриза будет повышена, то он вернётся из гелеобразного в жидкое состояние без каких-либо последствий для отопительного контура.

В состав антифризов производители вводят дополнительные присадки с целью увеличения срока службы отопительной системы — ингибиторы коррозии и минеральных отложений, устраняющие коррозионные очаги и накипь в системах, эксплуатируемых долгие годы. При выборе антифриза следует учитывать, что его состав не универсален — содержащиеся в нём присадки рассчитаны на определённые конструкционные материалы и сплавы, неверный выбор вызовет электрохимическую коррозию или, к примеру, разрушение полимерных материалов, использованных при построении отопительной системы.

Как правило, выпускаются антифризы, рассчитанные на две предельно низкие температуры — до -65 и до -30 °С. При необходимости можно изменить концентрацию насыщенного состава до желаемого, из пропорции одна часть дистиллированной воды на две части антифриза (к примеру, если литр антифриза первого типа, рассчитанного на более низкую температуру, разбавить 0,5 л воды, то такой состав будет работать до -30 °С).

Химический состав антифризов рассчитан на 10 сезонов отопления или 5 лет эксплуатации, по прошествии которых весь объём незамерзайки нужно заменить.

По сравнению с водой, антифризы имеют не только достоинства, но и недостатки:

• теплоёмкость незамерзаек на 15% ниже, т. е. тепло они отдают хуже;
• их вязкость как минимум вдвое выше, что требует введения в систему отопления мощных циркуляционных насосов;
• более высокое объёмное расширение при нагреве, необходим экспанзомат (расширительный бак закрытого типа) и отопительные радиаторы, ёмкость которых на 50-60% больше, чем у их аналогов, используемых в системах с водяным теплоносителем;
• текучесть выше чем у воды на 50%, т. е. разъёмные соединения в системе с антифризом нужно герметизировать с большой тщательностью;
• антифризы на основе этиленгликоля токсичны для человека, поэтому такую незамерзайку можно использовать лишь в одноконтурных котлах.

Для бытовых нужд, т. е. для систем отопления частных домов, производятся антифризы на основе полиолов двух видов — этиленгликоля (моноэтиленгликоля) и пропиленгликоля. Составы на основе первого вида полиолов более распространены и стоят дешевле, чем основанные на дорогом пропиленгликоле, однако они весьма ядовиты — при проникновении в организм 350 мг этиленгликоля достаточно, чтобы нанести серьёзный вред здоровью и даже стать причиной летального исхода. Работа с антифризами, содержащими этиленгликоль, требует обязательной защиты кожи, органов дыхания и зрения.

Во время эксплуатации антифризы на основе этиленгликоля особенно чувствительно относятся к перегреву — при любом, даже кратковременном подъёме температуры выше предела, установленного производителем для данной марки незамерзайки, происходит термическое разложение полиола и присадок в составе антифриза, образуются нерастворимый осадок и кислоты. Осадок, в случае его попадания на поверхности нагревательных элементов, образует нагар, ухудшающий теплообмен на местном уровне и вызывающий перегрев с повторным образованием осадка и т. д. Образованные в результате разложения этиленгликоля кислоты вступают в химическую реакцию с конструкционными металлами системы отопления, вызывая множественные очаги коррозии. В результате разложения присадок резко снижаются защитные свойства теплоносителя, ранее обеспечиваемые им для материала уплотнителей разъёмных соединений, а при высокой текучести это немедленно вызовет течь. Кроме того, перегрев повышает пенообразование антифриза, что, в свою очередь, вовлечёт в систему отопления воздух. По описанным причинам требуется тщательно контролировать температуру нагрева котлов и отопительной системы, однако не все модели котлов это допускают.

Необходимо отметить, что этиленгликоль вступает в химическую реакцию с цинком — использовать в отопительной системе, в которой теплоносителем выступают антифризы этой группы, конструкционные элементы и приборы с внутренней оцинковкой бессмысленно, т. к. всё её покрытие будет полностью уничтожено в течение практически одного отопительного сезона.

Основанные на пропиленгликоле антифризы значительно безопаснее для домочадцев — технический пропиленгликоль близок по характеристикам к пищевому пропиленгликолю (Е1520), широко применяемому в фармацевтической, парфюмерной и пищевой промышленности благодаря полной безопасности для человеческого организма и экологии. Незамерзайки с пропиленгликолем разрешено использовать в двухконтурных котлах, т. к. их случайное проникновение в питьевую воду, равно, как и протечки в местах разъёмных соединений, не принесут вреда людям.

Пропиленгликолевые теплоносители, помимо общих положительных характеристик, идентичных относящимся к этиленгликолевым антифризам, внутри системы отопления оказывают эффект смазки, понижают гидродинамическое сопротивление и облегчают работу насосов вторичного контура. Теплопередача пропиленгликолевых антифризов выше, чем у этиленгликолевых. Минус только один — более высокая стоимость, порядка 1000 руб. за 10 кг (для сравнения, стоимость этиленгликолевого антифриза -30 °С — около 550 руб. за 10 кг).

Категорически запрещается использовать в системе отопления антифриз, если:

• в системе применяются электролизные (ионные) котлы, в которых нагрев теплоносителя осуществляется за счёт пропускания электрического тока через его объём в ёмкости котла. Вообще, перед приобретением отопительного котла убедитесь, что производитель допускает его работу в системе отопления с данным антифризом, иначе заводская гарантия на котёл не будет действовать;
• отопительная система открытого типа. Главным образом это правило действует в отношении антифризов на основе ядовитого этиленгликоля;
• из экономии рассчитываете понизить его морозоустойчивость более чем до -20 °С, т. к. это серьёзно понизит характеристики присадок, введённых в состав антифриза, что приведёт к образованию очагов коррозии и накипи;
• герметизация разъёмных соединений проводится с использованием льняной подмотки и масляной краски — антифриз неминуемо разъест краску и от подмотки не будет толку;
• при построении отопительного контура применялись оцинкованные трубы и фитинги;
• отопительный котёл нагревает теплоноситель до температур, превышающих +70 °С (это предельная температура нагрева любого антифриза, выше нагревать нельзя ввиду высокого температурного расширения, свойственного теплоносителям этой группы).

Если в отопительной системе используется незамерзайка, то необходимо соблюсти следующие условия:

• оснастить систему более мощным циркуляционным насосом, чем понадобился бы для водяного отопления. При большой протяжённости отопительного контура понадобится циркуляционный насос внешней установки;
• установить вместительный экспанзомат (расширительных бак), объём которого превышает необходимый для водяного теплоносителя как минимум вдвое;
• в системе отопления использовать трубы заведомо большего диаметра и объёмные радиаторы;
• не устанавливать автоматические воздухоотводчики — только ручные (к примеру — краны Маевского);
• разъёмные соединения уплотнять прокладками только из химически стойкой резины, паронитовыми или тефлоновыми. Можно использовать льняную подмотку вместе с герметиком, стойким к этиленгликолю (в случае использования антифриза на его основе). При покупке чугунных радиаторов необходимо разобрать их на секции и заменить существующие резиновые прокладки на паронитовые или тефлоновые;
• разбавлять незамерзайку можно только дистиллированной водой, т. е. ни дождевая, ни талая вода тут не подойдут;
• перед каждой полной заливкой в систему антифриза обязательно промыть её водой (котёл тоже) — производители незамерзаек рекомендуют полностью заменять их в отопительной системе каждые 2–3 года;
• не следует задавать холодному котлу сразу высокую температуру нагрева — нужно поднимать температуру постепенно, давая время теплоносителю на разогрев (у незамерзаек меньшая теплоёмкость, чем у воды);
• зимой, при отключении двухконтурного котла в системе с антифризом на длительный срок, не забудьте слить воду из контура горячего водоснабжения, т. к. она может замёрзнуть и повредить трубы контура.

Как выбрать оптимальный теплоноситель

Прежде всего — вопрос выбора теплоносителя должен быть определяющим ещё на стадии проектирования отопительной системы, поскольку если она создавалась для воды, то потребует серьезной реконструкции под антифриз.

Если температура в отопительном контуре в холодный сезон не будет снижаться ниже +5 °С, то оптимальный теплоноситель для такой системы — вода, из состава которой по максимуму выведены соединения солей. Если же существует вероятность падения температуры в отопительной системе до минусовых значений, то в этом случае необходим только антифриз. Разумеется, можно сливать воду из системы, что обезопасит её от повреждений при заморозках, однако в этом случае контур заполнит воздух, который резко ускорит коррозионные процессы в условиях высокой влажности.

Можно обезопасить водяную отопительную систему от промерзания, встроив в неё электротэны, управляемые температурными датчиками или дистанционно, по GSM-каналам, что позволит поддерживать температуру воды на уровне выше +5 °С, однако тут возникает зависимость от электроснабжения и сотовой связи — сбой одной из этих систем порознь или вместе приведёт к замерзанию теплоносителя и множественным повреждениям отопительного контура.

При выборе антифриза нужно подробно изучить его характеристики, в числе которых: допустимая предельно низкая температура; состав присадок и их назначение; как вляет на элементы отопительной системы (из чёрного и цветных металлов, чугуна, пластика, резины и т. д.); длительность срока использования в системе без замены; безопасность для человеческого здоровья и экологии (его ведь придётся куда-то сливать). Кстати, цветность незамерзайки не имеет никакого практического значения для отопительного контура, нужна лишь для того, чтобы подчеркнуть принадлежность к той или иной марке. Учитывая потенциальную опасность для здоровья домочадцев, лучшим выбором будет незамерзайка на основе пропиленгликоля.

Ввиду популярности у домовладельцев антифриза марки «Тосол», разработанного в середине прошлого века в СССР, стоит вкратце описать его характеристики. Итак, тосол изначально разрабатывался в качестве незамерзающей охлаждающей жидкости для автомоторов, его состав базируется на этиленгликоле, характеристики которого описаны выше. В системах отопления использовать тосол не рекомендуется, т. к. этот антифриз для них не предназначен — содержит специфические присадки для автомобильных двигателей, бесполезных и даже вредных в отопительных системах, поскольку тосол просто не рассчитан на работу при высоких температурах.

В завершении назовём наиболее оптимальный антифриз, приобрести или приготовить который очень и очень просто — 40° смесь этилового спирта с дистиллированной водой. Эксплуатационные характеристики этой смеси при использовании в качестве теплоносителя-антифриза таковы:

• немногим большая, чем у воды, но значительно меньшая, чем у этиленгликолевых и пропиленгликолевых незамерзаек, вязкость;
• меньшая текучесть, чем у упомянутых антифризов, что позволяет снизить требования к герметичности разъёмных соединений, позволяя использовать в них обычные уплотнители (спирт химически не активен к резине);
• спирт является отличным ингибитором коррозии, т. е. блокирует её развитие;
• при использовании насыщенной солями воды (жёсткой), спирт в составе такой смеси воспрепятствует отложениям накипи на внутренних поверхностях отопительного контура. Соли выпадут в нерастворимый осадок, при промывании системы его легко удалить;
• в результате теплоты смешения и контракции (сжатия водного объёма спиртового раствора), спирт не испаряется отдельно от воды (при условии, что его содержание в водном растворе не ниже 30%);
• температура кипения водного раствора спирта практически соответствует температуре кипения воды, т. е. при повышении температуры в отопительной системе до +85 °С, обычной для систем с водой в качестве теплоносителя, закипания с появлением пробок в виде пара не произойдет;
• содержание спирта в водном растворе резко понижает расширение воды при замерзании, т. е. даже при полном промерзании отопительной системы с таким теплоносителем повреждений её конструкционных элементов не будет.

Для достижения определённых пороговых значений стойкости водного раствора этилового спирта к низким температурам необходимо достичь следующего его содержания в растворе с водой: 20,3% — замерзание при -10,6 °С; 33,8% — замерзание при -23,6 °С; 39% — замерзание при -28,7 °С; 46,3% — замерзание при -33,9 °С. Особенно удобным будет использование теплоносителя, представляющего собой водный раствор этилового спирта, в закрытых отопительных системах.

При подготовке водно-спиртового теплоносителя пропорции содержания в воде спирта рассчитываются следующим образом — литр 96% спирта содержит 960 мл безводного спирта, соответственно, чтобы получить 33% раствор, нужно разделить 96 на 33 и получаем необходимый объём воды, равный 2,9 л. Т. е. если ввести в литр 96% спирта ровно 2,9 литра воды, то содержание спирта в полученном растворе составит точно 33% — теплоноситель, незамерзающий до примерно -22,5 °С, готов.

рмнт.ру

11.12.12

www.rmnt.ru

Вода или антифриз в системе отопления?

Часто задаваемый вопрос, что лучше: вода или антифриз в системе отопления. Две жидкости имеют свои характеристики, достоинства и недостатки. Стоит сказать, что антифриз применяется реже, чем вода. И это обусловлено тем, что жидкости различны по физико-химическим характеристикам. Как следствие, отопительная система с незамерзайкой должна быть смонтирована не так, как с водой.

Попробуем провести сравнительный анализ этих двух теплоносителей.

Безусловное, достоинство воды в доступности, невысокой цене и высокой удельной тепловой ёмкости. Недостаток заключается в замерзании её и увеличении при 0 °С и меньше. Вода расширяется, давит тем самым на элементы системы отопления и разрывает их. В то же время антифризы поддаются замерзанию при температуре намного ниже, но у них есть свои минусы:

1. Удельная тепловая ёмкость антифриза ниже в среднем на 13 %. То есть он нагревается медленно, поэтому требует установки котла большей мощности.
2. Антифриз более плотный, чем вода, в среднем на 15 %, и более вязкий, примерно на 40 %. Как следствие, приобретать придётся более мощный насос для циркуляции теплоносителя, трубы диаметра побольше.
3. С нагреванием антифриз становится больше на 35 %. Поэтому приобретать нужно будет расширительный бак в пару раз больше по объёму.
4. Незамерзающая жидкость не имеет поверхностного натяжения. Она более текуча. В даже небольших неточностях в герметичности стыков незамерзайка может начать протекать. Особенно в тех случаях, когда система уже остывает и диаметры трубопроводных элементов становятся меньше. Поэтому в отопительной системе необходимо минимальное количество стыков. Кроме того, они всегда должны быть на виду.

Теперь вам должно быть понятно, почему система отопления, выполненная под воду, не может подойти под антифриз. Если в планах применять незамерзайку для системы отопления, необходимые корректировки нужно проводить заранее.

Виды незамерзающей жидкости

Антифриз в системе отопления частного загородного дома может быть изготовлен на основе одной из двух видов жидкостей:

• этиленгликоля;
• пропиленгликоля.

Антифриз на основе этиленгликоля можно описать как токсичный, но в то же время дешёвый, в то время как антифриз пропиленгликоль не несёт вреда для здоровья человека, но отличается дороговизной.

Продавцы делают упор на продажу второго вида теплоносителя, основываясь на его нетоксичности. Ходят даже такие слухи, будто небольшое количество вредной жидкости может попасть в питьевую воду через систему горячего водоснабжения и отравить проживающих, если в произойдёт протечка.

Не стоит беспокоиться, ведь правильно проведённый монтаж отопительной системы ни за что не пропустит антифриз в воду. В то время как протечки бывают настолько малы, что не могут быть столь опасны. К тому же антифриз на этиленгликоле производители окрашивают в красный цвет, а на основе пропиленгликоля – в зелёный, поэтому если вдруг и случится протечка, то её с лёгкостью можно будет заметить.

Если вы полностью уверены в качественной сборке отопительной системы и не имеете больших средств, чтобы тратиться на дорогую жидкость, то не бойтесь и заливайте этиленгликолевую незамерзайку, внимательно следя за процессом и не отходя от инструкции. Если же вы хотите лишний раз подстраховаться и не волноваться, то просто заплатите необходимую сумму и купите антифриз на основе пропиленгликоля.

Часто антифриз можно приобрести как концентрат. Его требуется разбавлять строго, как гласит инструкция. Не стоит делать «антизамерзайку» очень концентрированной, так как из-за этого в теплообменнике могут возникнуть отложения. Менять антифриз лучше каждые пять лет.

Как залить незамерзайку в открытую и закрытую системы отопления

Есть некоторые различия заливки незамерзайки в закрытую либо открытую систему отопления.

Для начала разберёмся, как заливать антифриз в систему отопления открытого типа. Это будет именно тот случай, когда стоит приобрести безвредный пропиленгликоль. Расширительный бак в такой системе открытый, и так как обычно он располагается на чердаке дома, то в жилое помещение может, пусть и не в значительных количествах, но попадать испарение. Да и вообще пользоваться незамерзайкой в системе открытого типа немного нелогично. Хорошо будет переделать систему в закрытую, откуда не будут выходить пары.

Концентрат нужно разбавить и понемногу при помощи насоса заливать в расширительный бак либо подпиточный вентиль. Все воздушные краны Маевского на батареях должны быть открыты, а по мере заполнения закрываться. Степень заполнения должна быть до 1/3 расширительного бака.

Помните, что перед закачкой антифриза нужно проверить систему отопления на открытие всех запорно-регулирующих элементов.

Уже после включения котла и его прогрева, стоит ещё раз развоздушить батареи. В случае падения уровня нагретого теплоносителя в расширительном бачке, антифриз нужно долить где-то до его половины.

Теперь перейдём к вопросу, как заполнить систему отопления закрытого типа антифризом. Скорее всего, что удобнее, вам потребуется использовать насос для закачки антифриза в систему отопления. Его нужно присоединить к штуцеру.

Если же насос для подпитки системы отопления незамерзайкой отсутствует, то вас ждёт нелёгкая работа по заливу жидкости через самую высокую точку, открыв автоматический воздуховой отводчик. Лучше, чтобы у вас был напарник, в задачи которого будет входить выпускание воздуха из батарей во время вашей закачки антифриза в котёл.

Перед тем, как начать работу, стоит убедиться в следующем:

• что все запорные элементы находятся в открытом положении;
• что краны, перекрывающие котёл, закрыты;
• что вы разбавили концентрат незамерзайки в правильном соотношении согласно инструкции;
• что краны Маевского перекрыты;
• что вентили, которые перекрывают мембранный расширительный бак, в открытом положении.

Работа начинается с закачивания незамерзающей жидкости до уровня, пока манометр не укажет значение давления 1,4-1,5 Бар. После сигнала нужно сказать напарнику, чтобы он плавно стал выпускать воздух из батарей, сначала с самых нижних. Вам же требуется следить за тем, чтобы показатель давления на приборе не падал и, если что, подкачивать теплоноситель.

Хорошо, если в системах закрытого типа на подпиточной врезке стоит обратный пружинистый клапан. В случае его отсутствия закачать туда «незамерзайку» или воду было бы очень сложно.

Воздух весь спущен. Теперь пора снова закачать антифриз до давления 1,5 Бар. Затем по очереди нужно открывать краны, которые отсекают котёл, – изначально на обратной, а потом на подающей сети. Второй кран стоит открывать не спеша. Так, чтобы воздух успевал уйти через автоматический воздуховой отводчик, что стоит на группе безопасности котла. Давление опять начнёт падать и придётся быстро подкачивать незамерзающую жидкость.

В момент запуска котла и прогрева теплоносителя необходимо внимательно следить за цифрами манометра, которые не должны быть больше 1,8 Бар в работе. Последним этапом будет сброс воздуха из приборов отопления и настройка давления.

Будьте предельно внимательны при работе с кранами Маевского, не обожгитесь и не пролейте антифриз.

Теперь вы знаете, зачем нужен антифриз в системе отопления, плюсы и минусы этой жидкости по сравнению с водой. Знаете, как провести заливку незамерзающей жидкости и что это будет намного легче сделать, если иметь помощника. Наполнить отопительную систему можно при помощи любого насоса, который есть в хозяйстве.

teplofan.ru