Вода или антифриз в системе отопления

Для правильной и эффективной работы системы отопления необходимо использовать подходящий теплоноситель. Существует несколько видов жидкостей для системы отопления, наиболее популярный из которых – обычная вода. Хоть вода и самый дешевый теплоноситель для системы отопления, применять ее можно не всегда. Так как эта жидкость замерзает даже при небольшом морозе, существует риск разрыва труб при расширении. Поэтому в домах, которые отапливаются нерегулярно, применяют другие жидкости в качестве теплоносителя.

Свойства теплоносителя

Хороший теплоноситель для систем отопления должен обеспечивать максимальную эффективность работы отопительного котла, и переносить за определенное количество времени как можно большее количество тепла.

Основные характеристики теплоносителя:

• эффективность поставки тепла; этот показатель определяет КПД системы;
• защита от коррозии и смазка элементов системы отопления;
• температура замерзания;
• вязкость теплоносителя;
• безопасность жидкости в эксплуатации.

На выбор вида теплоносителя влияет также стоимость продукта. Даже идеальный по всем показателям теплоноситель для системы отопления цена которого очень высока, не будет востребован у потребителей, так как не обеспечит быструю окупаемость системы.

От того, какой вы решите купить теплоноситель для систем отопления в своем доме, зависит конструкция всей системы и ее эффективность. Например, для частного дома может использоваться отопление с насосной циркуляцией. Рассмотрим подробнее, какие преимущества и недостатки имеет антифриз или вода в системе отопления, и что следует выбирать для частного домовладения.

Вода – доступный теплоноситель

Большинство потребителей используют в качестве теплоносителя простую воду. Это обусловлено ее низкой ценой, абсолютной доступностью, и хорошими показателями теплоотдачи. Большое преимущество воды – ее безопасность для людей и окружающей среды. Если по каким либо причинам произойдет утечка воды, ее уровень можно легко восполнить, а вытекшую жидкость устранить привычным способом.

Особенность воды состоит в том, что она расширяется при замерзании, и может повредить радиаторы и трубы. Если вы не знаете, какой выбрать теплоноситель для системы отопления в доме, учтите ситуации, связанные с отсутствием отопления. Воду в качестве теплоносителя можно выбирать только в том случае, когда система отопления работает бесперебойно и постоянно.

Не стоит производить заполнение системы отопления теплоносителем из-под крана. Водопроводная вода содержит слишком много примесей, которые со временем осядут в трубах и могут стать причиной их поломки. Особенно опасны для систем отопления примеси солей и водород. Соли вступают в реакцию с металлическими поверхностями и провоцируют процесс коррозии. Для того чтоб повысить качество воды, необходимо сделать ее более «мягкой», устранив примеси. Этого можно достигнуть двумя способами: температурным воздействием, или с помощью химической реакции.

Температурное воздействие предполагает обычное кипячение.

пятить воду нужно в металлической емкости без крышки, желательно с большой поверхностью дна. В процессе нагрева углекислый газ будет выделяться в воздух, а соли осядут на дно. Химическое устранение примесей происходит за счет реакции с кальцинированной содой и гашеной известью. Эти вещества делают соли нерастворимыми в воде, и они выпадают в виде осадка. Перед тем, как залить в систему отопления теплоноситель, его необходимо профильтровать, чтоб осадок не препятствовал ее нормальной работе.

Идеально подходит для систем отопления дистиллированная вода. Дистиллят лишен всяких примесей и не нуждается в дополнительной обработке. Такую воду необходимо покупать в магазине, так как она производится только промышленным способом.

Антифриз – незамерзающий теплоноситель

Специальный незамерзающий теплоноситель для систем отопления, который не боится минусовых температур, и не расширяется при охлаждении, называется антифриз. Он обладает всеми необходимыми свойствами для эффективной работы отопления, препятствует коррозии металла, не содержит в своем составе вредных солей и газов, и продлевает срок службы отопительных приборов.

Заливая антифриз в систему отопления, вы можете спокойно оставлять дом зимой на долгое время.

Даже если жидкость в ваше отсутствие замерзнет, она перейдет в кашицеобразное состояние, и никоим образом не повредит элементам отопительной системы. Когда вы вернетесь, и включите котел, теплоноситель для отопления опять превратиться в жидкость без потери технических свойств. Это идеальный вариант для владельцев загородных домов, а также тех людей, которые часто отлучаются из дома.

Из чего состоит антифриз?

Самый распространенный теплоноситель для системы отопления отзывы о котором преимущественно положительные, — состав на основе этиленгликоля. Это вещество чаще всего применяется для изготовления незамерзающей жидкости.

Этиленгликоль обладает несколькими преимуществами:

1. выдерживает температуру до -70 градусов;
2. не замерзает и не расширяется при охлаждении;
3. не вызывает коррозию и оставляет накипь;
4. может быть разбавлен водой в случае вытекания жидкости.

Гликолевые теплоносители для систем отопления цена на которые вполне доступна, содержат различные присадки, которые смазывают систему отопления и продлевают срок ее эксплуатации. Имеет антифриз на этиленгликоле и свои недостатки. Среди них можно выделить следующие:

• меньшая теплоотдача по сравнению с водой. Эти показатели на 15% меньше, чем у воды, а значит, система будет работать менее эффективно;
• высокая вязкость вещества. Этиленгликоль – довольно густая жидкость, для ее циркуляции необходима мощная помпа, и отдельный насос для закачки теплоносителя в систему отопления под давлением;
• текучесть антифриза. Несмотря на свою вязкость, теплоноситель на основе этиленгликоля обладает большой текучестью. Он способен протекать через самые мелкие отверстия, куда не протечет обычная вода, поэтому прежде чем купить антифриз для отопления, систему необходимо тщательно герметизировать;
• необходимость установки расширительного бака. Так как этиленгликоль сильно расширяется при нагреве, необходимо предусматривать резервуар для излишков жидкости, а также специальные радиаторы отопления для антифриза, которые имеют большую емкость;


• необходимость полной замены жидкости через 3-5 лет эксплуатации. Антифриз необходимо полностью сливать и менять на новый соответственно с рекомендациями производителя. При этом необходимо полностью промыть систему, включая котел. Если этого не сделать вовремя, этиленгликоль превратится в агрессивную среду, разъест трубы и радиаторы.

К недостаткам этиленгликоля следует отнести и его токсичность. Нельзя допускать попадания вещества на кожу и вдыхать его пары. Несмотря на то, что такой теплоноситель применяется только в системах закрытого типа с одноконтурным котлом, этот факт существенно влияет на выбор антифриза для отопления жилых помещений.

Кроме этиленгликоля, существует еще ряд веществ, на основе которых может быть изготовлена незамерзающая жидкость для системы отопления. Каждый владелец сам решает, какой антифриз для отопления лучше подойдет для его дома, учитывая технические характеристики и особенности тех или иных жидкостей.

Рассмотрим наиболее популярные из них:

1. Солевые растворы. Обыкновенная кухонная соль значительно понижает градус замерзания воды, но, добавляя ее в систему, вы провоцируете возникновение коррозии. Ржавление труб изнутри приводит к уменьшению срока их эксплуатации и загрязнению системы, поэтому солевые растворы применяются крайне редко.


2. Глицерин. Состав на основе глицерина обладает всеми необходимыми качествами для эффективной работы отопления. Он обеспечивает хорошую теплоотдачу, не вредит трубам и полностью безопасен. Не позволяет повсеместно использовать такой антифриз для отопления дома цена материала. Глицерин используют в чистом, неразбавленном виде, и стоит он очень дорого.
3. Спиртовой теплоноситель. Обычный этиловый спирт разбавляется с водой для достижения более низкого градуса замерзания. Дополнительную защиту для системы обеспечивают специальные присадки, которые производители добавляют в продукт. Этот вид теплоносителя используется мало, так как спирт обладает летучестью, а его пары взрывоопасны. Это же касается такого материала как солярка для отопления цена которого невысока, но эксплуатационные характеристики оставляют желать лучшего.
4. Масло.
   
   сляные радиаторы отличаются очень высокой теплоотдачей. Они стабильны при высоких температурах, что применяется в основном для производственных нужд. В быту масляные теплоносители не нашли широкого применения, несмотря на свои положительные стороны. При монтаже масляных радиаторов следует учитывать, что масло разъедает резину, поэтому все уплотнители должны быть выполнены из маслостойкого материала.

Источник: SpetsOtoplenie.ru

Состав антифризов

В основном антифризы включают разного рода присадки, необходимые для придания раствору необходимых качеств. Например:

• предотвращение разрушение уплотнителей системы;
• растворение и вывод накипи и осадков, которые накапливаются в системе со временем;
• коррозийная защита металлов, которые входят в состав системы отопления.

Заливай и пользуйся?

Казалось бы, если есть проблема – риск замерзания воды в системе отопления – незачем медлить, нужно заливать антифриз. Ведь в наших условиях отключение электроэнергии на продолжительное время – обычное дело, причем без предупреждения. А значит, в зимнее время могут возникнуть серьезные проблемы в частных домах. Но есть еще одна сложность. Многие производители отопительных котлов категорически не рекомендуют применять антифризы в системах, в которых участвуют их устройства. Возникает резонный вопрос, почему?

Причины, по которым производители котлов отказывают в использовании антифриза

Производитель «Протерм» (Словакия) заявляет о том, что не несет ответственности за последствия, вызванные применением антифризов. Чугунные котлы, изготавливаемые компанией, не предназначены для взаимодействия с незамерзающими жидкостями. Vaillant (Германия) еще более категоричен, заявляя о том, что в настенных котлах использовать незамерзающие жидкости нельзя! Что касается иных производителей, то здесь все запутаннее. Некоторые из них информируют об использовании в конструкции котлов специальных прокладок из паронита, которые подходят ко многим видам антифризов. Однако при этом не афишируется обратная сторона медали: сложности с уплотнителями – не единственная проблема при применении антифризов.

Какие существуют проблемы при использовании незамерзающей жидкости в отопительных системах?

Проблема №1

Поскольку вода и антифриз имеют различные физические показатели, при проектировании системы отопления следует учитывать, будет использоваться та или иная жидкость. Базовые расчеты делаются, конечно, для воды. Если же планируется использование антифриза, потребуется изменить некоторые параметры системы:

• мощность котла;
• на 60% увеличить напор циркуляционного насоса;
• на 50% увеличить объем расширительного бака;
• на 50% увеличить тепловую мощность радиаторов.

Проблема №2

Антифризы на базе этиленгликоля имеют одну особенность – «не любят» перегрева системы. Например, если в любой точке системы температура превысит критическую для данной марки смеси, произойдет разложение этиленгликоля и присадок, в результате реакции образуются твердые осадки и кислоты. При выпадении осадков на нагревательные составляющие котла появляется нагар, в результате чего снижается теплообмен, стимулируется появление новых осадков, увеличивается вероятность перегрева.  

Образованные при разложении этиленгликоля кислоты вступают в реакцию с металлами системы, в результате чего возможно развитие коррозийных процессов. Разложение присадок способно вызвать снижение защитных характеристик состава по отношению к уплотнителям, что может вызвать течь в местах соединения. Если система имеет цинковое покрытие, использование антифриза недопустимо. При перегреве появляется повышенное пенообразование, а это значит, что гарантировано завоздушивание системы. Следовательно, чтобы все эти явления исключить, нужно жестко контролировать отопительный процесс. Поскольку производителям котлов неизвестны физические свойства используемых теплоносителей (кроме воды), они исключают их применение.

Проблемы №3

Антифризы имеют повышенную текучесть. Следовательно, увеличение количества соединительных мест и элементов влечет за собой рост вероятности образования протечек. Причем в основном такая проблема появляется при остывшей системе, когда отопление выключено. При охлаждении объем металлических соединений уменьшается, появляются микроканалы, по которым и сочится состав. Поэтому важно, чтобы все соединения системы были доступны. Учитывая токсичность антифризов, их нельзя применять для нагревания воды в системах ГВС. В противном случае смесь может попасть в точки разбора горячей воды, что представит опасность для жильцов.

Какой выбрать теплоноситель?

Сейчас набирают популярность, хотя и являются более дорогими, антифризы на основе экологически чистого пищевого пропиленгликоля. Такой состав не вреден для человека, может использоваться в двухконтурных системах. Их гидравлические и теплотехнические характеристики сопоставимы со свойствами этиленгликолевых смесей. Примечательно, что многие производители котлов одобрили использование такого теплоносителя. Стоит также сказать, что оба вида антифризов под разными марками уже изготавливаются в России.

Есть ли альтернатива антифризам?

1. Создание отопительной системы с электронезависимыми котлами.
2. Задействование резервных источников электропитания: аккумуляторных и электрогенераторных.

Последние представляют собой мини-электростанции, которые работают на горючем. Требуют определенных навыков при эксплуатации, а также отдельного помещения. Когда электроэнергия пропадает, аккумуляторное устройство включается, обеспечивая функционирование отопительной системы на восемь и более часов. Когда электроснабжение возобновляется, устройство отключается, начинается зарядка. Цена подобных приборов начинается с отметки в 100 у.е. Для их использования не нужны особые навыки и отдельные комнаты.

Итоги: вода или антифриз?

Сначала нужно определить, насколько высока вероятность продолжительного (больше 24 часов) отключения подачи электроэнергии в загородном доме. Если подобные явления маловероятны, тогда однозначно в систему отопления нужно заливать воду, дополнив ее аккумуляторным источником бесперебойного питания. Если же отключения электроэнергии не просто вероятны, а и происходят регулярно, рекомендуется использовать антифриз. Однако это решение нужно соотносить с характеристиками элементов системы. Также перед использованием смеси рекомендуется сначала проверить, не выпадает ли она в осадок, когда смешивается с водой.

Если такое происходит, тогда стоит использовать дистиллированную жидкость. Как уже отмечалось, использовать антифриз в оцинкованных системах запрещено. Также не следует разбавлять состав более чем на 50 процентов, что снижает антикоррозийные характеристики смеси. Нужно помнить и о старении антифриза, поэтому его придется менять через какое-то время. Обычно срок около пяти лет. Поэтому можно сделать вывод. Нельзя однозначно ответить на вопрос, стоит ли заливать антифриз в систему отопления дома, он лучший теплоноситель. Придется соотнести свои условия с описанными выше, на основании чего и принять решение. Напоследок можно лишь отметить, что с момента активного использования антифризов в отоплении не было отмечено ни одной серьезной аварии. Поэтому статистика говорит о том, что на практике все может быть не так страшно.

Источник: www.pech.ru

1. Принцип работы антифризов

Вода при 0°С резко и скачкообразно превращается в лёд, при этом расширяясь на 11%. Трубы не выдерживают такой нагрузки. Систему отопления приходится демонтировать, включая котел и все радиаторы. Вода – хороший растворитель, поэтому даже незначительное количество антифриза сильно смещает точку кристаллизации воды, и скачкообразнозного превращения в лед не происходит.

Вода с добавкой антифриза при отрицательных температурах медленно густеет, а расширение жидкости происходит незначительно, поэтому система отопления остается целой и невредимой.

Например, кристаллизация воды с 30% незамерзающей жидкости (пропиленгликоль) идет так медленно, что нет необходимости разбавлять теплоноситель до -30°С, достаточно добавить антифриз до расчетной температуры -12-15°С.
С падением температуры ниже расчетной такая смесь будет медленно, но верно застывать, и только при -30°С может замерзнуть полностью.

2. Какая разница между зеленым и красным антифризом?

В качестве теплоносителя чистый 100% антифриз не используется — всегда в разбавленном состоянии: от 20 до 35% антифриза и 80-65% воды соответственно. В отоплении применяется только 2 вида антифризов на базе двухатомных спиртов: этиленгликоль и пропиленгликоль. Производители выпускают как концентрированный состав, так и уже разбавленный для заливки в систему отопления. Этиленгликоль — концентрированный раствор красного цвета, а этиленгликоль — раствор зеленого цвета. Их отличия я опишу ниже.

3. Этиленгликоль в системе отопления

Раствор малинового цвета. Токсичное вещество, используемое в автоиндустрии, производства машинных масел, пластика и целлофана. Имеет крайне низкую температуру застывания -70°С.
Используется преимущественно в системах отопления и антиобледенения промышленных объектов, футбольных полей. Не рекомендуется использовать этиленгликоль в системах отопления загородных из-за его токсичности.

 

4. Пропиленгликоль в системе отопления

Раствор зеленого цвета, пищевая добавка E1520, используется в косметической промышленности. Температура застывания -50°С. В 3 раза более вязкое и в 2 раза более дорогое вещество, чем этиленгликоль.
Широко применяется в зданиях, где есть риск разморозки системы, но требуется соблюдение экологических характеристик. В нашей стране пропиленгликоль для системы отопления производится из импортного сырья, поэтому значительно дороже этиленгликоля.

 

5. Какой теплоноситель выбрать для отопления?

Для системы отопления отличия этиленгликоля и пропиленгликоля незначительны, но разная температура замерзания (-70 и -50°С) сказывается на процентном соотношении вещества. Для обеспечения одной и той же температуры кристаллизации (-25°С) требуется практически в 2 раза меньше этиленгликоля, чем пропиленгликоля, но зависимость не линейна.

Например, когда концентрация этиленгликоля в воде становится больше 50% – его характеристики начинают снижаться. Связано это с неэффективной работой антикоррозионных присадок, которые плохо вступают в контакт с водой.

6. Какой антифриз лучше для отопления дома 

Главный критерий выбора антифриза – безопасность!

Пропиленгликоль применяется в пищевой промышленности. Вещество не токсичное. Используется в качестве антифриза в системах отопления коттеджей, загородных домов и помещений с постоянным пребыванием людей.

Если в здании не требуется обеспечение экологической безопасности, например, cклады, гаражи и производственные цеха, можно смело применять этиленгиликоль. Во всех остальных случаях – пропиленгликоль.

7. Глицерин в системе отопления

Много получал вопросов про «глицерин». Теплоноситель на основе глицерина в системе отопления недопустим даже в разбавленном состоянии.

Во-первых, чудовищная кинематическая вязкость при отрицательных температурах (при 0°С –9000 м²/с x 10⁶— глицерин, 67 м²/с x 10⁶  – этиленгликоль) – а значит и чудовищные потери давления. Сложно будет протолкнуть по трубам теплоноситель на основе глицерина.

Во-вторых, налипание органических частиц глицерина на поверхность теплообменника котла, его перегрев и полный выход из стоя. Разбавление глицерина спиртами приводит только к образованию взрывоопасных соединений.

Любые другие незамерзающие жидкости, например, тосол в системе отопления, недопустимы, т.к. не содержат необходимого количества антикоррозионных присадок. Стоимость антифриза для отопления определяется качеством этих самых присадок, благодаря которым одни антифризы служат 5 лет, а другие 10. С годами антифриз в системе отопления окисляется с образованием уксусной кислоты, что приводит к разрушению латунных соединений на радиаторах, поэтому важно вовремя менять теплоноситель.

Источник: hvac-life.ru

Что такое теплоноситель и какие бывают виды

Теплоносителем называют жидкое или газообразное вещество, предназначенное для передачи тепловой энергии, в индивидуальной отопительной системе дома используется только жидкое рабочее тело.

В домашнюю систему отопления заливаются следующие виды теплоносителей:

• Вода. Самый доступный и универсальный теплоноситель, не требующий финансовых затрат на его приобретение и используемый в большинстве систем отопления, обладает наибольшей теплоемкостью среди жидких веществ.
• Антифризы. Для передачи тепловой энергии используются два вида антифризов – этиленгликоль и пропиленгликоль. Они имеют низкую температуру кристаллизации и разводятся с водой в определенном соотношении – это позволяет изменять точку замерзания жидкости.
• Смеси антифризов. Наиболее популярные антифризы этиленгликоль и пропиленгликоль обладают разными химическими и физическими свойствами. Некоторые производители добавляют в их состав гликоли для получения жидкостей, сочетающий в себе преимущества двух компонентов.
• Автомобильные антифризы. Этиленгликоль является одним из основных компонентов автомобильных охлаждающих жидкостей, поэтому можно использовать общеизвестный Тосол для отопления дома. В его марках цифры 40 (голубой цвет) и 65 (красный цвет) означают температуру замерзания.
  При эксплуатации раствор тосола меняет цвет на сине-зеленый, затем зеленый, желтый и в конце обесцвечивается (точнее становится грязно-коричневым из-за отложений ржавчины). Это говорит о снижении ее эксплуатационных качеств и необходимости замены. Нормальной рабочей температурой эксплуатации Тосола считается показатель до 95º С, при превышении этого порога срок службы жидкости резко падает.

Рис.2 Антифризы – виды

• Другие вещества. Чтобы понизить точку замерзания воды, можно использовать любые солевые растворы (хлористые натрий, калий, кальций), спирты, глицерин, гликоли, анилин и многие другие химические компоненты. Очень хорошим антифризом считается вода с 40% содержанием этилового спирта, но его использование довольно дорого и ограничено высокой летучестью и воспламеняемостью. Аналогичными свойствами обладает и более дешевый метиловый спирт, который опасно использовать в качестве теплоносителя вследствие его высокой ядовитости.

На рынке встречаются антифризы на основе глицерина – ни в коем случае не следует использовать эти составы в отопительной системе, они обладают температурной неустойчивостью, разлагаются с образованием вредных для материалов компонентов, затрудняют настройку котла отопления.

Основные требования к теплоносителю для отопления загородных домов

Теплоноситель, который следует заливать в систему отопления загородного дома, должен обладать следующими свойствами:

• Иметь высокую теплоемкость. Данный показатель характеризует свойство вещества накапливать тепловую энергию – чем больше рабочая жидкость впитает в себя энергии, тем больше ее будет подано на радиаторы отопления.
• Вязкость. Рабочее тело должно иметь низкую вязкость – в этом случае электронасосу для подачи жидкости потребуется меньше электроэнергии.
• Экологичность. Многие жидкости, обладающие подходящими физическими параметрами для применения в роли теплоносителя, не используются в качестве рабочего тела из-за высокой опасности нанесения вреда здоровью человека.
• Безопасность. Проводящая тепло жидкость не должна быть взрыво- и пожароопасной.

Рис. 3 Однотрубный контур отопительной системы с открытым расширительным баком

• Нейтральность. Теплоноситель не должен оказывать вредного воздействия на трубы, котлы, отопительное оборудование, радиаторы, приводящего к их коррозии, химическому повреждению и соответственно быстрому выходу из строя.
• Стоимость. Цена теплопроводящей жидкости является наиболее важным параметром при выборе подходящих материалов, многие из них с хорошими физическими характеристиками не используются в системах по той причине, что слишком дороги.
• Температура. Подающая тепло жидкость должна выдерживать максимальную и минимальную рабочие температуры, а также их нижний и верхний предел с учетом экстренных ситуаций (отключение электроэнергии, поломка оборудования, повреждение магистрали).
• Срок эксплуатации. Все антифризы в процессе эксплуатации меняют свои химические свойства с ухудшением технических параметров. При использовании в автомобильной технике их рекомендуется менять раз в 3 – 5 лет, этот параметр необходимо учитывать и при использовании в качестве незамерзающей жидкости, выбирая состав с наиболее длительным сроком службы.

Рис. 4  Однотрубная система отопления с герметичным контуром

Вода в качестве теплоносителя

Применение воды в отопительной системе оптимально в том случае, если в доме постоянно проживают люди – даже при каких-то неполадках или длительном отключении электроэнергии в зимнее время, если не удастся быстро устранить неисправность и подключить электричество, можно просто слить воду из системы.

Идеальным вариантом для заполнения магистрали отопления является дистиллированная вода, но ее получение или приобретение в больших количествах обходится слишком дорого. Выходом из положения может быть сбор дождевой воды и ее дальнейшее использование после фильтрации, также воду можно умягчить кипячением или использовать для этого химические реагенты.

Плюсы и минусы воды в роли теплоносителя

Вода является самым распространенным элементом среди используемых жидкостей для переноса тепла, она обладает следующими свойствами:

• Доступность. Вода есть везде, она практически ничего не стоит, в экстренных ситуациях ее всегда можно слить и снова наполнить систему.
• Высокая удельная теплоемкость. Среди всех жидкостей вода обладает наивысшей теплоемкостью со средним значением 4200 Дж./кг.*К. (4,2 КДж./кг.*К.) – это означает, что она медленно нагревается, и медленно остывает.
• Низкая вязкость. Вода имеет низкую кинетическую вязкость 1,006 м.кв./с.(10-6) при температуре 20º С, с увеличением вязкость падает и при рабочей температуре котла около 70 С. данный показатель имеет значение около 0,4 м.кв./с.(10-6). Это означает, что вода меньше поддается сопротивлению при движении во время проталкивания ее в систему рабочим колесом электронасоса.
• Низкий коэффициент объемного расширения. При нагреве вода незначительно увеличивается в объеме, по сравнению с нулевой температурой при 80 градусах ее объем увеличивается на 2,8%.
• Экологичность. Применение воды безвредно для здоровья, при аварийных утечках она не нанесет ущерба здоровью человека.
• Нейтральность. Вода химически нейтральна по отношению ко всем синтетическим материалам, она не оказывает вредного воздействия на широко используемые в настоящее время трубопроводы из сшитого полиэтилена (металлопластик), применяемые для систем отопления.

Рис. 5 Физические свойства воды

К недостаткам относятся следующие свойства воды:

• Высокая температура замерзания. Это основной недостаток, не позволяющий эксплуатировать систему отопления дома зимой в отключенном состоянии.
• Коррозионное воздействие на сталь. Использование воды не позволяет применять в качестве материала трубопроводов дешевую сталь длительное время, приходится эксплуатировать трубы из более дорогих материалов и сантехническую арматуру из цветных или нержавеющих сплавов.
• Накипь. При повышении температуры, соли, содержащиеся в воде, оседают на трубах, в радиаторах и сантехнических приборах – это приводит к уменьшению сечения рабочего канала и нарушению работы запорной и регулирующей арматуры.

Что такое антифриз и его виды

Антифризами называется класс жидкостей, не поддающихся кристаллизации при низких температурах, их основное назначение – охлаждение автомобильных двигателей и работа в низкотемпературных установках.

Известны два основных вида антифризов: пропиленгликоль и этиленгликоль (также в продаже есть составы на основе глицерина), они обладают разными химическими и физическими свойствами и сферами применения.

Использование незамерзающей жидкости в отопительных системах оправдано в тех случаях, если хозяева индивидуальных домов отсутствуют в них зимой некоторое время – при возникновении экстренной ситуации (поломки, отключение электроэнергии) может произойти размораживание отопительной системы. Как только температура воды в трубах упадет до нуля градусов, произойдет ее замерзание и расширение на 10%, связанное с меньшей плотностью льда по сравнению с водой на аналогичную величину. При этом придется менять весь трубопровод, полностью заполненный водой, радиаторы отопления и нагревательный котел – убытки будут огромны.

Рис. 6 Физические свойства гликолей и температуры замерзания антифризов

Плюсы использования антифриза

Помимо предотвращения размораживания трубопроводной системы применение антифризов имеет следующие преимущества:

• Температурный диапазон работы незамерзающих составов для отопительных систем, лежащий в диапазоне от -70º до +110º С обеспечивает сохранение трубопровода при любых существующих в природе низких температурах и эффективную работу в качестве теплоносителя.
• При температуре охлаждения гликолей ниже кристаллизации, они становятся желеобразными, незначительно расширяясь в объеме – это не приводит к размораживанию системы и выходу ее из строя. После оттаивания труб жидкость можно разморозить и использовать повторно без потери качества.
• Наличие специальных присадок (ингибиторы коррозии и другие) в составе гликолей предотвращают появление накипи, ржавчины, пены, завоздушивание, увеличивая тем самым срок службы системы.
• Использование красителей позволяет легко обнаружить протечки, а изменение цвета жидкости говорит о необходимости ее замены.

Минусы использования антифризов

Использование антифризов имеет следующие недостатки:

• При применении незамерзающих составов необходимо помнить, что этиленгликолевые антифризы ядовиты, смертельная доза для человека при приеме внутрь составляет 2 мг. на 1 килограмм массы тела. В связи с этим был разработан экологически чистый и абсолютно безопасный пропиленгликоль.
• Большой минус незамерзающих жидкостей – их слишком высокая цена, стандартная 20-литровая емкость этиленгликоля с предельной температурой – 65º С стоит в среднем около 30 у.е. Такую же стоимость имеет 20-литровая канистра пропиленгликоля с максимальной температурой -30º С – фактически это говорит о том, что пропиленгликолевый состав стоит в 2 раза дороже.
• Применение относительно недорогого ядовитого этиленгликоля невозможно в доме с открытым расширительным баком.
• Незамерзающие жидкости имеют ограниченный срок службы, в среднем он составляет 5 лет или 10 отопительных сезонов, после чего жидкость необходимо сливать, промывать трубопровод и заливать новый состав, а при использовании ядовитого этиленгликоля придется дополнительно решать вопрос о его утилизации. Данная процедура приводит к существенным финансовым затратам и потерям времени.

Рис. 7 Влияние процентного содержания этиленгликоля в растворе на температуру его кристаллизации

• Применение некачественного антифриза или использование его после истечения срока службы может стать причиной повреждения водопроводной арматуры, засорения труб и фитингов – в интернете есть немалое количество подобных примеров.
• Один из критических недостатков применения незамерзающих составов заключается в том, что многие производители котлов отказывают потребителю в их в дальнейшем гарантийном обслуживании после заливки в систему антифриза.
• При использовании гликолей придется устанавливать более мощный циркуляционный насос, пропиленгликоль потребует увеличения его напора на 10% и производительности на 60%, аналогично понадобится более объемный расширительный бак.
• Не рекомендуется использовать пропиленгликолевые составы в электролизных котлах (Галан) и отопительных системах с оцинкованными трубами.

Сравнение антифриза с водой

Используемые в системах обогрева незамерзающие составы уступают воде по всем параметрам:

• Имеют на 10% меньшую теплопроводность – это говорит о том, что для передачи одинакового с водой количества тепла скорость их движения по трубам должна быть больше на 10%.
• Вязкость некоторых антифризов в 5 -10 раз превышает аналогичный показатель воды, поэтому насосу понадобится приложить больше кинетической энергии (возрастут затраты электроэнергии) для продвижения жидкости по трубам.
• Антифризы обладают высокой текучестью, то есть будут проникать через мелкие щели, в которых ранее задерживалась вода – это может привести к дополнительным протечкам, данный недостаток устраняют применением высококачественных соединений и уплотнителей (паронитовые или тефлоновые прокладки).
• Коэффициент теплового расширения этиленгликоля в 1,5 раза больше, чем у воды, то есть при температуре + 80º С он может достигать 4,5% от общего объема и в некоторых случаях понадобится установка расширительного бака больших размеров.

Рис. 8 Сравнение характеристик антифриза и воды

Основные виды антифризов и их свойства

Антифризы применяют для того, чтобы не разморозилась отопительная система, их основные виды – водные пропиленгликолевые и этиленгликолевые растворы, порог замерзания которых зависит от соотношения гликоля и воды.

Состав антифризов

Низкозамерзающие жидкости состоят из активного вещества (антифриз 60 – 65%) дистиллированный или деионизированной воды (около 30 – 35% от общего объема) и 3 – 4% специальных присадок (ингибиторов коррозии), которые поставляются крупными зарубежными химическими концернами (BASF). Иногда производитель поставляет на рынок дешевые низкозамерзающие жидкости, в состав которых входит диэтиленгликоль, обладающий низкой химической стабильностью и соответственно малым сроком службы.

Этиленгликолевый антифриз – когда стоит выбрать

На рынок поставляются две основные разновидности этиленгликолевой незамерзающей жидкости (красный цвет), температура кристаллизации которых составляет -30 и -65º С, несмотря на токсичность использовать его можно без сильных опасений в закрытых отопительных системах. Большой угрозы в закрытом контуре он здоровью детей и животных не представляет, в отличие от лекарственных препаратов и бытовой химии, находящихся дома в доступных местах.

Этиленгликоль вреден только при попадании внутрь организма (детей может привлечь его сладкий вкус), долгое вдыхание его паров вызывает кратковременное расстройство здоровья, при попадании на кожу рук в случае ликвидации протечки или прорыва трубопровода нужно будет их просто промыть водой.

Рис. 9 Сравнение температуры замерзания антифризов

Пропиленгликолевый антифриз когда стоит выбрать

Положительные качества пропиленгликоля – малый коэффициент теплового расширения и абсолютная безвредность для человека (он является пищевой добавкой), поэтому использовать его можно в контурах с открытыми расширительными баками. На рынок поставляется пропиленгликолевый состав зеленого цвета (в название часто добавляют ЭКО) с температурой замерзания до -30º С, для получения стандартной температуры замерзания в пределах 20 градусов его следует разбавить водой приблизительно на 40%. К недостаткам относят низкую теплопроводность (на 30% меньше, чем у воды), поэтому при использовании низкотемпературной жидкости производительность насоса придется повышать.

Триэтиленгликолевый антифриз – когда стоит выбрать

Основное отличие триэтиленгликоля от других теплоносителей – способность выдерживать рабочую температуру до 170 – 180º С, и высокая вязкость (в 2 раза больше этиленгликоля), что делает проблематичным его использование в качестве антифриза в высоких концентрациях. Триэтиленгликоль используют в качестве добавок в смеси с другими незамерзающими жидкостями в антифризных составах для повышения верхнего температурного порога.

Плюсы использования антифризов с присадками

Отличительные особенности антифриза различных производителей – наличие присадок разного химического состава и назначения, в большинстве случаев они предназначены для борьбы с ржавчиной в металлических трубах и содержат ингибиторы коррозии. При использовании незамерзающих жидкостей в системах со стальными трубами и элементами отопительной системы, чугунными радиаторами польза от таких присадок несомненна – они замедляют коррозионные процессы в 100 раз.

При применении незамерзающей жидкости в современных пластиковых трубах и алюминиевых радиаторах антикоррозионные присадки бесполезны (за исключением веществ, растворяющих накипь) и не оказывают положительного влияния на работу системы.

Рис. 10 Объем теплоносителя, который заливают в трубы для отопления

Расчет жидкости в системе отопления

Определить объем жидкости можно двумя способами: путем расчетов и экспериментов, в последнем случае магистраль заполняют водой и затем ее сливают, измеряя полученное количество ведрами или другими емкостями с известными параметрами.

Для расчета по формулам складывают объемы следующих составляющих (кроме расширительного бака):

• V(объем) = V(труб) + V(радиаторов) + V(котла)

Для расчета объема жидкости в трубах используется следующее уравнение:

• V(объем) = S(площадь сечения трубы) х L(длина трубы)

Площадь сечения можно вычислить вручную по формуле площади круга:

• S = 3,14(число пи) х R2(радиус в квадрате)

или определить по таблицам объема жидкости в одном погонном метре трубы заданного внутреннего диаметра (Рис. 10) – такой вариант намного проще и точнее.

Объем воды в радиаторах обычно указывается в паспорте, при его утере можно воспользоваться таблицами с указанием данных для одной секции батарей различного образца и материала изготовления (рис. 11), параметры котла берут из паспортных данных.

Рис. 11 Таблица расчета объема радиаторов

Объем расширительного бака берут не менее 10% от общего объема системы – этого должно хватить для любого теплоносителя, наибольший коэффициент теплового расширения имеет этиленгликоль, и данный показатель не превышает 5% при температуре до 80º С.

Что залить в систему отопления частного дома – выбор производителя антифриза

При покупке антифризов следует выбирать составы от отечественного производителя – их стоимость значительно ниже импортных при одинаковых показателях (многие жидкости изготавливаются на основе импортного фармакологического пропиленгликоля, отсюда их высокая стоимость).

Наиболее известными поставщиками своей продукцией считаются фирмы Форвард групп (торговые марки Dixis, Теплый дом), ВинтХим (марка Hot Blood), Primoclima, Обнинскоргсинтез (марки Thermagent, Sintec, Sintoil), при выборе товара сложно отдать предпочтение какому-либо производителю – все гликоли имеют практически одинаковый состав, приблизительно равную стоимость и высокий срок службы в 5 лет.

Рис. 12 Популярные марки гликолей

Как самостоятельно приготовить антифриз

Единственным приемлемым вариантом самостоятельного изготовления антифриза является использование 40% спиртового раствора с достаточно низкой температурой замерзания (около -28,9º С).

Если рассматривать затраты на изготовление данной смеси, то стоимость 5-литровой канистры 95% этилового спирта составляет около 20 у.е., 20-литровая емкость будет стоить 80 у.е., а 40% раствор такого же объема обойдется потребителю в 33,7 у.е. – это близко к цене пропиленгликоля, который заливается как теплоноситель.

Если вместо высококачественного этилового спирта использовать денатурат (метанол не стоит рассматривать – он очень ядовит), то по затратам можно получить стоимость относительно недорогого этиленгликоля.

Применение самостоятельного приготовленного спиртового раствора в качестве теплоносителя имеет неоспоримые преимущества по сравнению с составами промышленного изготовления, основные из них:

• Длительное использование. Через 10 лет, если не раньше, антифриз придется сливать и заливать в систему новый состав. Спиртовой раствор в закрытой системе можно использовать очень долгое время – это уменьшение затрат минимум в 2 раза.
• Экономия электроэнергии. Спиртосодержащий раствор имеет значительно меньшую вязкость, чем незамерзающие жидкости, поэтому электронасос будет работать в таком же режиме, как и при использовании воды.
• Водно-спиртовой раствор имеет аналогичное с водой поверхностное натяжение – это уменьшает риск протечек в отличие от незамерзающих жидкостей.
• Если воду со спиртом сравнивать с промышленным антифризом, то состав оказывает полезное влияние на трубопроводную магистраль, растворяя накипь и препятствуя коррозии.
• Проверить качество теплоносителя в отличие от антифризов намного проще – для этого понадобится простейший спиртометр. А при понижении процентного содержания спирта его легко повысить доливанием основного компонента и использовать раствор дальше.
• У производителя будет слишком мало оснований отказать в гарантийном обслуживании котла при применении данного раствора.
• Некачественные антифризы засоряют систему осадком и даже способны повредить сантехническую арматуру, вызывая ее ускоренную коррозию продуктами распада – с водно-спиртовым раствором этого можно избежать.

Рис. 13 Характеристики некоторых марок гликолей

Как заливать незамерзающую жидкость в систему отопления самостоятельно

Перед применением состава, его разводят водой для получения необходимой точки замерзания. При использовании пропиленгликолей оптимальным считается раствор с температурой кристаллизации -25º С для котлов на жидком и твердом топливе, при применении нагревателей газового или электрического типа, выбирают нижний температурный порог – 20º С.

При использовании полипропиленгликолевого состава с температурой -30º С, для получения необходимых температурных значений обычно добавляют 10% и 20% воды (для температур -25º С и -20º С соответственно). Если используют растворы этиленгликоля с предельной температурой в -30º или -65º С, то количество добавленной воды рассчитывают с учетом процентного содержания гликолей для разных температур по таблицам (Рис. 7).

К примеру, если мы имеем состав объемом 20 л. с температурой кристаллизации -30º С с 46% содержанием гликоля, то для получения жидкости с температурой замерзания -20º С. необходима его 36% концентрация, умножаем  20 на 46, делим на 36 и получаем искомое значение 25,55.

Для получения состава с температурой  кристаллизации -20º С. необходимо долить 5,5 литра воды – для разбавления используют умягченную или дистиллированную воду.

Рис. 14 Плотность этиленгликоля в зависимости от температуры

При самостоятельной заливке жидкости в систему поступают следующим образом:

• Сливают теплоноситель через кран опорожнения и заполнения, расположенный в области водонагревательного котла, также минимум один раз промывают систему.
• Это делают с помощью электронасоса любого типа (можно использовать недорогие вибрационные модели Малыш). Промывают трубопровод и элементы отопительной системы, подавая в магистраль воду из емкости под давлением около 2 бар.
• После наполнения магистрали прекращает подачу воды, перекрывают кран подачи и включают котел на некоторое время (от одного часа) до нагрева воды. Не обязательно производить нагревание до 80 градусов, следует лишь добиться чистого состояния грязевого фильтра, который до и в процессе промывания периодически очищают. Промывку магистрали считают законченной, если в течение 30 минут работы на фильтре не появится грязь.
• По завершении промывочной процедуры сливают воду, и приступают к заполнению радиаторной системы. Для этого накачивают насосом (можно использовать ручные гидравлические насосы) глюколь до двух атмосфер и начинают стравливать воздух из радиаторов, при этом важно учесть, что работу следует начинать с нижних этажей.
• Воздух в радиаторах выпускают через краны Маевского, открывая их шлицевой отверткой или специальным сантехническим ключом до появления жидкости. При этом давление в магистрали немного падает, и его снова поднимают до необходимого порога подкачкой гликоля в систему.
• Процедуру стравливания и подкачки производят повторно, после чего теплоноситель нагревают до температуры приблизительно 65º С и проверяют радиаторы на нагрев с двух противоположных сторон. Если одна половина более холодная, значит воздух стравлен не полностью и процедуру необходимо повторить.
• Если при стравливании воздуха из радиатора идет пена (она образуется при прохождении гликоля через крыльчатку компрессионного насоса), оборудование и насос отключают, давая жидкости возможность отстояться.

Рис. 15 Как незамерзающую жидкость залить в систему

Решая, что залить в отопительную систему для предотвращения ее размораживания, можно прийти к выводу, что наилучшим вариантом является спиртовой 40% раствор, изготовленный самостоятельно. Его стоимость сопоставима с выпускаемыми промышленностью гликолями для теплоносителей, а совокупные физические характеристики состава (вязкость, теплоемкость, экологичность, срок службы и другие) на порядок выше широко разрекламированных незамерзаек.

Источник: montagtrub.ru

Каким должен быть теплоноситель?

К сожалению, идеальной жидкости для отопительной системы пока не придумали. Это обозначает, что каждый известный материал успешно эксплуатируется лишь в определенных условиях.

Например, важным обстоятельством является температура теплоносителя в системе отопления, при нарушении которой вещество изменяет свои свойства, а система перестает функционировать.

Если разложить по полочкам, то правильный теплоноситель должен выполнять следующие задачи:

• переносить максимум тепла за короткое количество времени по периметру рабочего участка (например, частного дома); при этом теплопотери должны быть минимальными;
• обладать небольшой вязкостью, так как этот показатель влияет на скорость прокачки, следовательно, величину КПД;
• не должен быть причиной возникновения коррозии составных частей и механизмов системы, иначе возникнет ограничение при их выборе;
• должен быть безопасным для жителей дома, то есть не превышать нормы по температуре возгорания или токсичности (те же требования и к парам жидкости).

Важным является и стоимость теплоносителя: он должен быть или сравнительно дешевым, или, в случае дороговизны, обладать свойствами, позволяющими использовать его долгое время без замены.

Вода в системе отопления

Преимущественное использование воды объясняется ее наивысшей среди всех жидкостей теплоемкостью и не менее высокой плотностью. Например, килограмм воды с температурой 90ºС, остывая в радиаторе до 70ºС, выделяет тепло в количестве 20 ккал.

Безусловно, вода отличается от синтетических веществ токсикологическими и экологическими свойствами, она абсолютно безопасна для людей. В случае утечки она не причинит много хлопот, а ее недостаток легко восполнить, залив в систему недостающее количество жидкости. У данного теплоносителя нет конкурентов и по стоимости – более дешевой жидкости не бывает.

Внимание! Не рекомендуют применять в системах отопления обычную воду, так как она богата кислородом и солями, а это – со временем появляющаяся накипь и коррозия.

Чтобы система функционировала безотказно, воду следует умягчить. Существует два рациональных способа:

1. Термический, основанный на элементарном кипячении. Вода помещается в большой металлический резервуар и нагревается. В процессе кипячения удаляется углекислый газ, соли откладываются на дне сосуда. К сожалению, стойкие соединения кальция и магния так и останутся в воде.
2. Химический, действующий за счет реагентов. При помощи кальцинированной соды, гашеной извести, ортофосфата натрия находящиеся  в воде соли становятся нерастворимыми, выпадают в виде осадка. Последующая фильтрация устранит остатки веществ.

Идеальный вариант – дистиллированная вода, единственный минус которой кроется в ее покупке, тогда как обычную можно набрать из-под крана. Многие используют дождевую воду, выгодно отличающуюся от водопроводной, колодезной и артезианской.

В случае с водой большую роль играют параметры теплоносителя системы отопления, а именно – температурный режим. Как только температура воздуха в здании опустится ниже 0ºС,  жидкость в трубах замерзнет, что грозит серьезной поломкой отопительной системы.

Система обогрева на антифризе

С наступлением холодов становится актуальной «незамерзайка» — незамерзающая жидкость для системы отопления. Трубы, наполненные подобным теплоносителем, не лопнут при низкой температуре – этот момент важен для собственников жилья, которые пользуются домом нерегулярно. Носителем тепловой энергии данного типа является антифриз. Как правило, он рассчитан на работу до температуры -30°С или -65°С.

Если температурный показатель опускается ниже нормы, антифриз для систем отопления, в отличии от воды, не твердеет, а переходит в гелеобразное состояние. Возвращаясь в жидкое состояние, он не теряет своих первоначальных свойств и не несет угрозы для отопительного контура.

Для удаления накипи или очагов коррозии производители добавляют в жидкость присадки – специальные ингибиторы. Благодаря им период службы отопительной системы увеличивается на несколько лет. Однако следует помнить, что антифриз для отопления – не универсальная жидкость, и присадки подходят только для определенных материалов конструкции. Некоторые из них способны разрушить полимерные трубы, другие – вызвать коррозию электрохимического типа.

Внимание! Средний срок службы антифриза – 5 лет (10 сезонов). После указанного периода весь объем теплоносителя подлежит замене. Производители рекомендуют рабочий срок 3 года.

Если сравнивать антифриз с водой, кроме преимуществ, можно выявить ряд недостатков:

• повышенная вязкость требует оснащения отопительного оборудования мощным циркуляционным насосом;
• на 15% ниже теплоемкость, следовательно, количество отдаваемого тепла меньше;
• более тщательно следует герметизировать разъемные соединения;
• требуются радиаторы, которые по объему на 50% больше, чем аналоги для воды;
• необходим расширительный закрытый бак, так как во время нагрева происходит повышенное расширение;
• токсичность вещества (например, этиленгликоля) в составе антифризов предусматривает использование его в котлах одноконтурного типа.

Таким образом, перед тем, как заполнить систему отопления антифризом, необходимо продумать установку более мощного насоса и вместительного расширительного бака. Радиаторы должны быть объемными, трубы – большего диаметра. Для уплотнения разъемных соединений лучше использовать тефлоновые или паронитовые прокладки. Если решили разбавить антифриз, понадобится только дистиллированная вода. Каждая очередная заливка антифриза требует полной промывки отопительной системы, в том числе и котла.

Так что же все-таки выбрать?

По температуре холодного сезона обычно определяют, какую лучше выбрать жидкость для радиаторов отопления.

Если столбик градусника не опускается ниже +5°С, лучше остановиться на очищенной от примесей воде. Низкие зимние температуры требуют отопительных систем с антифризом. Конечно, можно использовать воду, а для сохранения оборудования сливать ее из труб, но в этом случае возникает угроза коррозии из-за чрезмерной влажности воздуха, который заполнит пустые трубы и радиаторы.

Внимание! Тип системы отопления выбирается на стадии проектирования, так как системы под воду и под антифриз кардинально отличаются.

Что нужно помнить, выбрав антифриз? Перед тем, как произвести заполнение системы отопления теплоносителем, необходимо тщательно изучить его следующие характеристики:

• состав и назначение присадок;
• возможность взаимодействия с деталями отопительной системы, сделанных из пластика, цветных металлов, чугуна, резины;
• допустимо низкая температура;
• срок применения;
• безопасность для человека и природы.

Если в качестве теплоносителя используется вода, то все устраивается по традиционной схеме открытого или закрытого типа.

Источник: aqua-rmnt.com