Незамерзающая жидкость (теплоноситель) для систем отопления
Какой теплоноситель выбрать для системы отопления частного дома (жилого или нежилого помещения) для отопления?
Системы отопления домов и других жилых и нежилых помещений далеко не всегда заполняются чистой водой. В особых условиях эксплуатации практикуется закачка незамерзающих жидкостей – антифризов, плюс добавление присадок с определенным набором свойств (ингибиторов и солей). Предлагаем рассмотреть 2 вопроса – какой теплоноситель для системы отопления лучше и как правильно пользоваться различными химическими составами.
Виды и свойства теплонесущих жидкостей:
Рабочее тело любой водяной системы — теплоноситель — это жидкость, отбирающая определенное количество энергии котла и переносящая ее по трубам к отопительным приборам – батареям либо контурам теплых полов. Вывод: эффективность работы отопления зависит от физических свойств жидкого посредника – теплоемкости, плотности, текучести и так далее.
В 95% частных домов используется обычная или подготовленная вода теплоемкостью 4.18 кДж/кг•°С (в других единицах — 1.16 Вт/кг•°С, 1 ккал/кг•°С), замерзающая при температуре около нуля градусов. Достоинства традиционного теплоносителя для отопления – доступность и низкая цена, главный недостаток – увеличение в объеме при замерзании.
Кристаллизация воды сопровождается расширением, от давления льда одинаково разрушаются чугунные радиаторы и металлопластиковые трубопроводы.
Образующийся на морозе лед буквально раскалывает трубы, теплообменники котлов и радиаторы. Чтобы предотвратить разрушение дорогостоящего оборудования вследствие размораживания, в систему заливают 3 вида незамерзающей жидкости, изготавливаемых на основе многоатомных спиртов:
Глицериновый раствор – самая старая разновидность незамерзающего теплоносителя. Чистый глицерин – прозрачная жидкость повышенной вязкости, плотность вещества – 1261 кг/м³.
Незамерзающая жидкость на основе этиленгликоля – плотностью 1113 кг/м³. Исходная жидкость бесцветна, по вязкости уступает глицерину. Вещество токсично, смертельная доза растворенного этиленгликоля при приеме внутрь – около 100 мл.
То же, на основе пропиленгликоля – плотностью 1036 кг/м³.
Составы на основе природного минерала — бишофита. Характеристики и особенности этого химиката мы разберем отдельно (ниже по тексту).
Справка. Любая незамерзающая жидкость (теплоноситель) для систем отопления содержит краситель, придающий химикату отличительный цвет. Этиленгликоль обычно окрашивается красным, желтым или синим.
Пропиленгликоль – зеленым (реже – синим).
Глицериновому антифризу придают розовый оттенок либо оставляют прозрачным. Подобная классификация не является обязательной и соблюдается не всегда.
«Незамерзайки» продаются в двух видах: готовые растворы для закачки (заливки) в систему отопления, рассчитанные на определенную минусовую температуру (как правило -30 °С), либо концентраты, которые пользователь разбавляет дистиллированной водой собственноручно.
Перечислим свойства гликолевых незамерзающих жидкостей:
Низкая температура кристаллизации. В зависимости от концентрации многоатомного спирта в водном растворе жидкость начинает замерзать при температуре минус 10…40 градусов. Концентрат кристаллизуется при 65 °С ниже нуля.
Высокая кинематическая вязкость. Пример: у воды данный параметр составляет 0,01012 см²/с, пропиленгликоля — 0,054 см²/с, разница – в 5 раз.
Повышенная текучесть и проникающая способность.
Теплоемкость незамерзающих растворов лежит в пределах 0.8…0.9 ккал/кг °С (зависит от концентрации). В среднем указанный параметр на 15% ниже, чем у воды.
Агрессивность к некоторым металлам, например, цинку. От нагрева жидкость вспенивается и при кипении быстро разлагается.
Пропиленгликолевые антифризы обычно окрашивают в зеленый цвет, а к маркировке добавляют приставку «ЭКО», чтобы антифризы соответствовали эксплуатационным требованиям, производители добавляют к гликолевым растворам пакеты присадок — ингибиторы коррозии и другие элементы, поддерживающие стабильность «незамерзайки» и снижающие пенообразование.
О плюсах гликоливых жидкостей:
Главное достоинство искусственных теплоносителей на основе гликолий – сохранение жидкой фазы при отрицательных температурах. Перечислим и другие позитивные моменты от использования гликоливых жидкостей в замкнутых системах водяного отопления:
— жидкости не содержат солей кальция и магния, образующие накипь внутри котлов, труб и батарей, потому что разбавляются обессоленной дистиллированной водой;
— благодаря проникающей способности гликоливых жидкостей возникает эффект смазки движущихся деталей, шаровые краны и термостатические клапаны не закисают, арматура служит дольше;
— точка кипения гликоливых жидкостей 103—106 °С отодвигает момент парообразования и завоздушивания в случае перегрева котла;
— когда температура опускается ниже порога замерзания, гликоливые жидкости превращаются в гелевую массу.
И при замерзании гликоливые жидкости образуют кашицу, не способную разорвать котлы, трубы и батареи.
Разъясним 2 крайних пункта. Обычная вода, заливаемая в систему отопления, начинает закипать при 96—98 °С, активно выделяя пар. Если циркуляционный насос стоит на подаче котла, паровая фаза проникает в камеру с крыльчаткой, насос выходит из строя и перекачивание воды останавливается, котел перегревается окончательно и выходит из строя. Более высокая точка кипения гликоливой жидкости позволит отодвинуть момент такой аварии.
В отличие от воды, затвердевший на морозе гликоль не расширяется и не разрушает стенки котла, труб и батарей. В случае замерзания пострадает единственный агрегат – насос принудительной циркуляции. Кристаллизующийся гель заклинит рабочее колесо и мотор перегорит.
О минусах гликоливых жидкостей:
Этиленгликоль токсичен — требует осторожного обращения и мероприятий по утилизации раствора.
Глицерин и полипропиленгликоль безвреден.
Теплоемкость «незамерзайки» меньше на 15%. Для доставки к батареям нужного количества теплоты расход жидкости придется увеличить.
Вязкость гликоля создает дополнительное гидравлическое сопротивление. Понадобится более мощный циркуляционный насос.
Хорошая текучесть – палка о двух концах. Гликоли проникают сквозь малейшие неплотности, откуда не потечет простая вода.
Незамерзающие жидкости в процессе эксплуатации, теряют морозостойкие свойства. Максимальный срок службы 1 заправки – 5 лет, потом делается промывка системы отопления и замена незамерзающей жидкости.
Новые минеральные теплоносители:
Мы решили выделить описание этих жидкостей, поскольку они изготавливаются на основе природного минерала — бишофита. Вещество представляет собой магниевую соль соляной кислоты, полное название — гексагидрат хлорида магния. Производитель заявляет следующие характеристики готового антифриза, рассчитанного на минимальную температуру минус 30 градусов:
Окрас водного раствора — светло-желтый, плотность составляет 1117…1250 кг/м³;
порог кипения — 116 °С, точка замерзания — минус 30 °С;
удельная теплоемкость — 0.77 ккал/кг •°С (3.23 кДж/кг•°С);
благодаря добавкам отсутствует вспениваемость и агрессивное воздействие на разнообразные уплотнители — силиконовые, паронитовые, резину EPDM и BMS;
вещество не токсично;
по вязкости и текучести препарат очень близок к гликоливым химикатам.
Справка. Продукт появился на рынке после 2010 года.
По сравнению с традиционными гликоливыми аналогами минеральный антифриз выигрывает за счет высокой температуры кипения, стоимости и безопасности для здоровья. Отрицательный момент — повышенная плотность и малая теплоемкость, на 23% хуже, чем у воды.
Но, практическое использование теплоносителя выявило ряд огромных недостатков, о чем свидетельствуют отзывы домовладельцев:
Текучесть раствора чрезвычайно высока. Отмечены случаи, когда антифриз проникал сквозь паяный стык полипропиленовых труб.
При контакте с воздухом жидкая фракция быстро испаряется, оставляя заметный солевой нарост. Аналогичные явления наблюдаются в котлах, батареях и трубопроводах, куда проникли воздушные пузырьки.
Вещество реагирует с голым металлом на сварных швах. Внутри системы образуются сталактиты из железа и соли, уменьшающие проходное сечение и засоряющие грязевики.
В случае перегрева антифриз превращается в жижу непонятного цвета.
Отклики пользователей об этом виде «незамерзайки» можно прочитать на строительных форумах.
Учитывая опыт пользователей, мы не рискнем рекомендовать минеральные антифризы к применению в системах отопления. Возможно, с течением времени производители устранят вышеозначенные проблемы и раствор хлорида магния сможет на равных конкурировать с гликолями.
Выбираем «незамерзайку» или воду для системы отопления:
Какую выбрать «незамерзайку» для системы отопления, это решать домовладельцу.
Мы же можем только предложить. Покупайте и заливайте незамерзающую жидкость только в крайних случаях – для периодического обогрева отдаленных дачных домиков (домов), бань, гаражей, производственных и складских помещений, либо зданий на стадии строительства.
Гликоливые жидкости совместимы с электрокотлами. Для котлов типа «ЭОУ» нужна незамерзающая жидкость (теплоноситель) на основе этиленгликоля или пропиленгликоля, разработанная предприятием-изготовителем.
Или же используйте воду – обычную или дистиллированную, в качестве теплоносителя в системе отопления.
При выборе незамерзающего теплоносителя соблюдайте следующие рекомендации:
Если ваш бюджет ограничен, покупайте жидкость на основе этиленгликоля.
Если существует опасность попадания жидкости в хозяйственную воду (например, через бойлер косвенного нагрева, двухконтурный котел), либо вы сильно переживаете за экологию и безопасность, покупайте незамерзайку на основе безвредного пропиленгликоля.
Глицериновые растворы не покупайте вовсе. Причины: выпадение осадка в системе, слишком высокая вязкость, склонность к образованию пены, большое количество некачественных изделий, сварганенных из технического глицерина.
В свете фонаря будут заметны мельчайшие белые хлопья — осадок технического глицерина.
Покупая незамерзающую жидкость для электрических котлов на основе этиленгликоля или пропиленгликоля проконсультируйтесь с представителем предприятия–изготовителя.
И не путайте автомобильные антифризы, с незамерзающими жидкостями для системы отопления, да, обе незамерзающие жидкости изготавливаются на основе гликоля, но пакеты присадок абсолютно разные. Охлаждающая жидкость двигателя несовместима с жидкостью для системы отопления.
Для открытых и самотечных систем отопления лучше применять воду, в крайнем случае – разбавленный на минус 30 °С пропиленгликоль.
Если разводка отопления сделана оцинкованными трубами, приобретать гликолевые смеси бессмысленно. Вещество расправится с цинком, потеряет пакет добавок и быстро деградирует.
Уточнение. Применять незамерзающую жидкость для открытой системы отопления невыгодно. Горячая жидкость станет испаряться в атмосферу через расширительный бак, «незамерзайку» придется постоянно доливать и тратить деньги. Этиленгликоль заливать в систему отопления открытого типа недопустимо, поскольку его пары токсичны. Поэтому незамержающую жидкость используйте только в системе отопления закрытого типа.
На тему вредности этиленгликолевых составов ведется немало споров, в том числе на страницах строительных форумов. Не отрицая пагубного воздействия химиката на здоровье человека, обратим внимание на убедительный факт.
Домовладельцы, чьи закрытые системы смонтированы качественно, годами пользуются недорогим незамерзающим теплоносителем на основе этиленгликоля без малейших проблем!
Чтобы система отопления хорошо функционировала на незамерзающем теплоносителе, необходимо заранее рассчитать либо переделать существующую систему отопления согласно новым требованиям:
Вместительность расширительного бака закрытого типа подобрать из расчета 15% от общего объема жидкости (на воде было 10%);
Производительность насоса принимается на 10% больше, а создаваемое давление – на 50%. Поясним на примере: если раньше стоял насос с рабочим напором 0.4 Бар (4 метра водяного столба), то под антифриз берете насос 0.6 Бар.
Чтобы эксплуатировать котел в оптимальном режиме и не поднимать температуру теплоносителя, желательно добавить 1—3 (в зависимости от мощности) батареи.
Все резьбовые стыки либо пакуйте сухим льном, либо используйте качественные пасты – герметики типа LOCTITE, ABRO или «Гермесил».
Покупая запорную и регулирующую арматуру, проконсультируйтесь с продавцом на предмет стойкости резиновых уплотнений к воздействию гликоливых смесей.
Перед закачкой (заливкой) незамерзающей жидкости в систему отопления залейте воду и проведите испытания всей системы отопления давлением, превышающим рабочее на 25%, на предмет течи паячных (сварочных) швов и резьбовых соединений.
Совет. Общее количество теплоносителя рассчитать нетрудно — площадь проходного сечения трубы умножается на ее длину, вместительность радиаторов указана в паспортах.
Концентрированная незамерзающая жидкость подлежит обязательному разбавлению – только дистиллятом. Не замахивайтесь на чрезмерный запас морозостойкости – чем больше вы добавите дистиллированной воды, соответственно уменьшиться морозостойкость самой жидкости.
Рекомендация: покупайте подготовленную незамерзающую жидкость (теплоноситель) у предприятия-изготовителя.
Максимальный срок эксплуатации любой незамерзающей жидкости (теплоносителя) в трубах и радиаторах (батареях) отопления – 5 лет. По окончании указанного периода жидкость сливается, производится двукратная промывка системы отопления обычной водой и заполнение свежей незамерзающей жидкостью!
