Применение антифризов в системах отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха.

Ответы на вопросы

Использование антифризов в инженерных системах обусловлено необходимостью защитить их от разрушения при размораживании, как это имело бы место с водой. Ведь российские реалии таковы, что без предупреждения на длительный срок может отключиться электроэнергия или газоснабжение. Тогда замерзшая вода разорвет не только металлические, но и пластиковые трубы. Благодаря антифризу можно не бояться оставить систему отключенной в сильные морозы, осуществлять монтаж отдельных элементов системы снаружи здания, запускать систему при отрицательных температурах и ощутимо экономить на энергии, если не нужно отапливать здание круглый год. Однозначно, применение антифризов в системах ОВК – это безопасное, удобное и экономически выгодное решение. Но не каждый антифриз соответствует своим заявленным характеристикам, поэтому к его выбору нужно подходить очень серьезно. Параметры подбора антифризов для обеспечения длительного срока эксплуатации систем ОВК обсуждались на вебинаре АВОК.

Ведущий вебинара А. В. Некрасов, руководитель отдела прямых продаж ОАО «ТЕХНОФОРМ», ответил на многочисленные вопросы участников, некоторые из них приведены в данном материале.

Каков срок эксплуатации антифризов в зависимости от рабочей температуры? Например, в солнечных коллекторах режим от –40 до +160 °C, в тепловых насосах – от –15 до +30 °C?

Однозначного ответа на этот вопрос нет: все зависит от химического состава пакета присадок, времени цикла нагрева и охлаждения и других факторов, например от количества растворенного кислорода и потенциала металлов системы (некоторые металлы проявляют бо`льшую коррозионную активность, некоторые – меньшую). Этиленгликоль начинает термически распадаться ближе к 130 °C при атмосферном давлении, отсутствие циркуляции или низкая скорость потока усугубляет ситуацию. В тепловых насосах температура нагрева невелика, и срок эксплуатации хорошего антифриза может достигать 10 лет и более.

Как влияет концентрация на вязкость антифриза?

С увеличением концентрации увеличиваются обе вязкости – и динамическая, и кинематическая. Существуют специальные таблицы значений динамической и кинематической вязкости в зависимости от температуры и концентрации.

Каков срок службы антифризов? Возможно ли их использование не в жидкой, а в паровой фазе?

Температура кипения чистого моноэтиленгликоля 197 °C, переход в паровую фазу будет означать термическое разложение гликолей. А вот отдельно карбоксилатный пакет присадок на водной основе вполне может переходить в паровую фразу и обратно.

Проводился ли Вами анализ изменения рН теплоносителя в зависимости от концентрации гликолей?

pH примерно одинаков у водно-гликолевых смесей разной концентрации – 6,4–6,7, но это без добавления пакета ингибиторов или щелочных смесей (например, NaOH).

Какие альтернативы существуют для защиты от коррозии теплосетей кроме химических присадок?

Например, катодная защита, катафорез или, например, нанесение на металл более активного металла (например, цинка), который будет корродировать вместо защищаемого металла.

Какова степень расширения антифриза при замерзании и переходе из жидкого состояния в вязкое? Как при этом или насколько повышается давление?

Это зависит от концентрации гликоля. При содержании гликоля в растворе 32 % и выше расширение при замерзании составляет менее 1 %. Эффект разрыва отсутствует.

Используют ли в качестве теплоносителя отработанное техническое масло? Приходилось видеть систему отопления с таким теплоносителем в столярном цехе, который безаварийно работает 10 лет. Хозяин цеха хвалил систему и говорил, что нет проблемы с ржавчиной, с замерзанием системы, например, во время праздников, когда котел приходится выключать.

Масла используются, как в системе охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а также в качестве высокотемпературных теплоносителей. Масла пожароопаснее, чем водные растворы гликолей. Немаловажное значение имеют параметры системы и основа масла в том смысле, что масла также образуют отложения ввиду присутствия ароматических соединений (дают «лаковые» отложения) и нафтеновых смол (дают черные отложения, называемые шламовыми). Следует поинтересоваться у проектировщиков системы: чего они хотели достичь? Например, удельная теплоемкость водно-гликолевых теплоносителей выше, чем масляных теплоносителей.

Какие присадки, кроме антикоррозионных, стоит рассматривать как обязательные? Антипенные, антикавитационные?

Если речь идет о водно-гликолевой основе, то верно.

Наряду с ингибиторами коррозии, еще применяются пеногасители, стабилизаторы неорганических веществ (например, силикатов), ингибиторы предотвращения накипи и дисперсанты (присадки, удерживающие частицы во взвеси), а также буферы рН, создающие резерв щелочности.

Насколько меняется pH при длительной эксплуатации в солнечных коллекторах при стагнации теплоносителя, и насколько отличается состав фирменных производителей гликолевых смесей от изготовителей теплоносителей «попроще», и насколько существенна разница?

В случае длительной эксплуатации pH стремится к падению, а среда переходит в кислую. Состав фирменных производителей от производителей теплоносителей «попроще» отличается колоссально. Например, сроком службы – несколько месяцев или 10 лет…

Как антифриз взаимодействует с разными материалами труб (оцинковка, ПП, ПНД, PEX, медь, сталь) и их комбинациями и оказывает ли это влияние на срок службы оборудования?

Гликоли растворяют цинк, в то время как ингибирование лишь немного замедляет процесс. С остальными материалами, например из полиэтилена низкого давления, состав нейтрален, пока живы присадки. Значительно хуже обстоят дела с эластомерами, водно-гликолевая основа агрессивна к силиконовым каучукам (кремнийорганический каучук, силоксановый каучук, Silicone rubber, MVQ), каучукам на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (Ethylene Propylene Diene rubber, EPDM), к поливинилхлоридным (ПВХ, Polyvinylchloride, PVC), к гидрогенизированным нитрильным каучукам и акрилонитрилбутадиеновым каучукам (Hydrogenated nitrile rubber, H-NBR). Справедливости ради отметим, что много зависит от условий эксплуатации системы, например температур. Хороший производитель проводит исследования совместимости готового продукта с эластомерами.

Какой антифриз эффективней для систем теплого пола?

Проверенный производитель, сертифицированный ISO/TS, с допусками производства антифризов от автоконцернов, карбоксилатные присадки, основа – моноэтиленгликоль или пропиленгликоль (безопасный), температура начала кристаллизации –30 °С. Если кратко – теплоноситель на основе глицерина не рекомендую.

Если триэтиленглиголь обладает преимуществами по сравнению с другими гликолями, почему его применяют реже?

Во многом вопрос в самой системе и что именно считать преимуществом. Триэтиленгликоль (С6Н14О4) имеет высокую молекулярную массу, температура замерзания чистого С6Н14О4–7,2 °C против –13 °C (у этиленгликоля, С2Н6О2). Критическое давление С6Н14О4 = 3,72 МПа, у этиленгликоля = 8,26 МПа. Динамическая вязкость триэтиленгликоля при 20 °С = 47,8 мПа·с, у этиленгликоля = 20,9 мПа·с при 20 °С.

Как рекомендуется запускать систему при –45 °С, которая уже замерзла на 40 %-ном гликоле? Следует сразу применять смесь на –65 °С?

Систему необходимо запускать постепенно – она постепенно растает. Что касается второго вопроса, то решать потребителю. Если есть возможность увеличить мощность насоса или тратиться на дополнительную электроэнергию, то можно использовать смесь на –65 °С. Но мы не рекомендуем этого делать. По всем теплофизическим свойствам такая смесь хуже.

При каком процентном содержании (этилен, пропилен) жидкость является горючей?

Смесь станет горючей после выпаривания воды. Происходит следующее: при 100 °С выпаривается вода, далее начинается деструкция гликоля, концентрат на гликолевой основе, в котором примерно 0,3 % воды, остальное – этиленгликоль, имеет температуру вспышки 124 °С. Но пока не выпарится вся вода, данный процесс не начнется.

Можно ли применять антифриз на основе этиленгликоля в системах теплоснабжения калориферов приточных установок с независимым присоединением к тепловым сетям. (Наши «Тепловые сети» не разрешают, так как не везде закрытый водоразбор горячей воды.) Есть ли в других городах такая практика?

Как утилизировать отработанную смесь?

Существуют ли компактные экспресс-тестовые средства в удобном виде, что-то типа лакмусовой бумажки, для проведения тестов на месте на предмет кислотности и прочего?

Насколько безопасна пропиленгликолевая смесь с присадками?

Почему производители насосного оборудования ограничивают применение стандартных насосов раствором этиленгликоля с концентрацией не более 50 %?

Есть какие-либо особенности или ограничения применения антифриза в системах отопления с электрокотлами?

Сколько служат присадки?

Чем быстро измерить, что залит теплоноситель с указанной температурой замерзания?

Какая концентрация гликоля достаточна, чтоб раствор не расширялся при отрицательных температурах?

Ответы на эти вопросы Вы можете найти в полной версии статьи в журнале АВОК №6

Как разводить этиленгликоль водой?

Раствор этиленгликоля– это эффективный теплоноситель для систем охлаждения и кондиционирования воздуха, холодильных установок и других инженерных систем жилых и производственных объектов.

Сегодня производители выпускают антифризы в двух вариантах: готовый водно-гликолевый раствор выбранной концентрации либо концентрированный раствор гликоля, который требует разведения. При покупке важно учитывать климатические условия использования оборудования.

• Если вы приобретаете готовый раствор с массовой долей гликоля 20-22%, а его морозостойкость соответствует требованиям системы, то заниматься разбавлением не нужно.
• Другая ситуация, если куплен концентрированный антифриз с массовой долей гликоля 40% и более. Специалисты утверждают, что применение концентрированных растворов допустимо лишь для условий Крайнего Севера с экстремально низкими температурами.

Производители не выпускают антифризы с содержанием гликолей более 70%, ведь увеличение доли гликоля в растворе не ведет к снижению температуры замерзания. Более того, ухудшаются многие теплопередающие свойства, увеличивается вязкость, что негативным образом отражается на работоспособности системы.

Свойства и необходимость разведения

По химическому составу раствор этиленгликоля – это простой двухатомный спирт. Физические свойства – маслянистая жидкость с температурой замерзания всего 13 градусов ниже нуля, температурой кипения – +196 градусов.

Низкий температурный порог является существенным недостатком чистого гликоля, поэтому важно увеличить его рабочий диапазон путем добавления воды. Разведение раствора этиленгликоля позволяет получить более низкие физические характеристики – температуры замерзания падает до 40-65 градусов ниже нуля, а вязкость и теплопроводность делают перенос тепла по инженерной системе эффективным.

Требования к воде и рекомендуемые пропорции

Концентрированный раствор этиленгликоль допустимо разбавлять лишь деминерализованной или умягченной водой (показатель жесткости не должен превышать 5 мг на эквивалент). Это делается для того, чтобы растворенные соли не приводили к образованию осадка, засоряющего климатическую систему и ухудшающую теплообмен оборудования.

Производители не рекомендуют заливать теплоноситель с концентрацией гликоля более 70 %, ведь он имеет повышенную вязкость и создает дополнительную нагрузку на насосное оборудование. Концентрированный раствор гликоля также обладает сниженной теплопроводностью, что негативным образом отражается на эффективности работы климатической системы.

Кроме того, для получения работоспособного раствора необходимо учитывать климатические условия, в которых будет использоваться оборудование. Если речь идет о приобретенном растворе гликоля с объемной долей выше 40%, то температура замерзания такого антифриза составит 65 градусов ниже нуля.

В умеренных широтах это практически исключено, поэтому в целях экономии можно разбавить раствор водой, увеличив температуру замерзания до следующих показателей:

• Разведение в пропорции 1 к 1 позволяет добиться температуры замерзания в – 35-40 градусов;
• Разбавление в пропорции два литра концентрированного раствора гликоля на три литра воды -30 градусов ниже нуля;
• Пропорция 1 к 2 – 20 градусов ниже нуля.
  

Актуальность процедуры и меры безопасности

Не стоит забывать, что раствор этиленгликоля является токсичным веществом, поэтому при использовании водно-гликолевой смеси в климатических системах отопления допускаются лишь конструкции с закрытым контуром.

При использовании в двухконтурном котле антифриз может попасть в систему горячего водоснабжения. Работать с концентрированным раствором гликолем допустимо лишь в средствах индивидуальной защиты – маске, перчатках и очках. При случайной утечке необходимо заменить внешние элементы системы, вступившие в контакт с раствором этиленгликоля.

Производители предлагают нам выбор: довериться профессионализму их технологов и приобрести готовый состав или сэкономить, занявшись разбавлением концентрированного раствора гликоля самостоятельно. В ассортименте компании «ТЕХНОФОРМ» можно подобрать антифриз из линейки Hot Stream на основе этиленгликоля с пакетом карбоксилатных присадок.

Применение теплоносителей в системах отопления, вентиляции, кондиционирования

Суровость российских зим диктует необходимость использовать в автономных системах отопления и в системах кондиционирования воздуха незамерзающие теплоносители — антифризы. Применение антифриза может привести к существенному снижению энергетических затрат и принести заметную экономическую выгоду при эксплуатации инженерного оборудования зданий. Так, системы охлаждения воздуха можно отключать в зимнее время без необходимости слива теплоносителя из вторичного контура чиллера. В загородных домах антифризы дают возможность применять прерывистый режим отопления, и производить обогрев помещений только на время их использования.

О разновидностях антифризов

Из существующих в природе жидкостей наилучшими физическими свойствами, с точки зрения теплопередачи, обладает, безусловно, вода. У нее наиболее высокая теплоемкость и теплопроводность, а также относительно низкая вязкость. Однако высокая температура кристаллизации 0°С и уникальное свойство расширяться при замерзании делает воду непригодной для холодильных установок и систем, имеющих риск замерзания в зимних условиях. В связи с этим, во многих случаях приходится использовать незамерзающие (низкозамерзающие) теплоносители — антифризы, которые могут функционировать при отрицательных рабочих температурах, а также практически не расширяются при замерзании.

Антифризами, которые принято использовать в качестве теплоносителей и хладоносителей, являются водные растворы этиленгликоля, пропиленгликоля, других гликолей, а также растворы некоторых неорганических и органических солей. По-существу, теплоносители и хладоносители выполняют одинаковую функцию, так как переносят тепло от «нагревателя» к «холодильнику», и их терминологическое различие носит условный характер. В дальнейшем будем использовать лишь один термин — теплоноситель.

Области применения низкозамерзающих теплоносителей различны и многообразны:
• системы отопления,
• системы кондиционирования воздуха, чиллеры,
• вторичные контуры холодильных установок, охлаждение ледовых полей,
• солнечные батареи,
• тепловые насосы,
• системы рекуперации тепла,
• охлаждение двигателей внутреннего сгорания,
• подогрев нефти и газа, и многое другое.

В современной инженерной практике различные виды теплоносителей применяются в зависимости от назначения и диапазона рабочих температур, при которых они используются. Главное различие теплоносителей заключается в их основе (гликоли или соли), которая понижает температуру замерзания и определяет вязкость.

Солевые растворы применяются во вторичных контурах холодильных установок при отрицательных рабочих температурах, преимущественно, при температурах ниже минус 20°С. Это обусловлено их относительно малой вязкостью по сравнению с аналогичными теплоносителями на основе растворов гликолей. Главным недостатком таких антифризов является высокая коррозионная активность, которая, однако, в значительной мере снижается при низких температурах.

Концентрация всех низкозамерзающих теплоносителей соответствует одинаковой температуре замерзания -40°С. Данные компании Arteco. Растворы этиленгликоля и пропиленгликоля применяют при рабочих температурах от минус 20°С до плюс 130°С. Хотя такие теплоносители при определённых концентрациях могут оставаться в жидкой фазе вплоть до температур порядка минус 70°С, их применение в этой низкотемпературной области становится невозможным из-за непомерно высокой вязкости. По своим физическим характеристикам, таким как температура замерзания, теплоемкость, теплопроводность, вязкость, объёмное расширение, теплоносители на основе растворов этиленгликоля и пропиленгликоля достаточно близки. При этом раствор этиленгликоль во многих случаях оказывается предпочтительнеераствор пропиленгликоля как с технической, так и с финансовой точки зрения. Объемы производства этиленгликоля в мире на порядок больше, чем пропиленгликоля, соответственно его цена вдвое ниже. Однако у пропиленгликоля имеется одно неоспоримое преимущество — низкая токсичность. Поэтому его применяют на объектах, требующих повышенного уровня безопасности, например, на пищевых производствах.

При высоких рабочих температурах, вплоть до плюс 180° С, применяются растворы триэтиленгликоля, благодаря его относительно высокой термостабильности. Такие продукты не являются предметом массового производства, их выпускают под заказ, и они являются, образно говоря, экзотикой в ряду теплоносителей.

Поскольку формат данной статьи не позволяет сделать полный обзор всех перечисленных выше теплоносителей, ограничим свое рассмотрение лишь теплоносителями на основе этиленгликоля в применении к системам отопления, вентиляции, кондиционирования. Именно этиленгликолевые теплоносители получили на сегодняшний день наиболее широкое распространение в инженерных системах зданий и сооружений.

О составе и свойствах антифризов.

Чтобы грамотно подойти к выбору теплоносителя, необходимо иметь элементарные знания о теплофизических характеристиках растворов этиленгликоля и других свойствах, которыми должны обладать эти продукты. Неправильный выбор антифриза и несоблюдение правил эксплуатации может стать причиной множества проблем в процессе эксплуатации вплоть до полного выхода системы из строя.

В состав антифризов входят базовые компоненты — вода и этиленгликоль, которые составляют 93–97% объема жидкости, остальное — присадки. Количественное соотношение этиленгликоль-вода определяет физические свойства теплоносителя: температуру кристаллизации, температуру кипения, теплоемкость, теплопроводность, вязкость, объёмное расширение, и другие. Однако «лицо» антифриза определяют присадки, или как принято говорить, «пакет присадок». От них зависят антикоррозионные и антикавитационные свойства антифриза, срок эксплуатации, стоимость. Именно по пакетам присадок отличаются друг от друга антифризы разных компаний-производителей: BASF, Arteco, DOW Chemical, Clariant, и так далее.

Присадки выполняют принципиальную функцию при эксплуатации антифриза — защиту металлов от коррозии. Как показывают экспериментальные данные, скорость коррозии при отсутствии присадок на два порядка выше, чем при наличии присадок.

Коррозионный слой (ржавчина) на стенках каналов теплообменника становится изолятором тепла, так как имеет теплопроводность примерно в 50 раз меньшую, чем металл. Этот слой в разы снижает скорость теплопередачи, а, следовательно, и эффективность теплообменной системы. Проблема усугубляется тем, что коррозионный слой сужает каналы теплообменников и увеличивает их гидравлическое сопротивление (гладкая прежде поверхность становится шершавой). Это ведет к уменьшению скорости движения теплоносителя, и дополнительному снижению теплопередачи. В системах отопления коррозия приведет к тому, что значительная часть тепла будет «вылетать в трубу». В холодильных установках коррозия снижает холодопроизводительность и соответственно увеличивает энергетические затраты.

Из-за продуктов коррозии (частиц ржавчины), находящихся в теплоносителе, может протечь (разгерметизироваться) подшипник циркуляционного насоса, засориться каналы теплообменников, отопительного котла. «Запущенная» коррозия может привести к протечкам теплообменников и даже к полному разрушению отдельных элементов системы.

Современные пакеты присадок способны эффективно защищать металлы теплообменных систем от коррозии и сохранять эти свойства в течение 10 и более лет.

Принципиальной ошибкой, которая, к сожалению, часто имеет место при заправке теплообменных систем, является использование водных растворов этиленгликоля (пропиленгликоля) без добавления в них пакета присадок. Иногда этому способствуют нечетко составленные инструкции по эксплуатации оборудования, в которых даются рекомендации только по концентрации раствора гликоля и не упоминается о присадках. Подчеркнем, что теплоноситель должен содержать пакет присадок, причем максимально высокого качества. Мнимая экономия на присадках при эксплуатации приводит к несоизмеримо большим потерям, связанным с остановкой, демонтажом и заменой оборудования.

Рекомендации по использованию антифризов.

Антифризы реализуются либо в виде концентратов, либо в виде готовых к применению жидкостей. Концентрат антифриза содержит только один базовый компонент — раствор этиленгликоля. Предполагается, что воду потребитель добавит самостоятельно, а оптимальное соотношение концентрата и воды составляет для наших широт 1:2 по объему. Готовые к применению жидкости уже содержат нужное количество деминерализованной воды и, как правило, являются 44%- растворами концентрата с температурой замерзания -30°С. Чтобы не снижать эффективности антикоррозионных присадок, рекомендуется использовать для разбавления антифризов дистиллированную или деминерализованную (фильтрованную) воду.

Антифриз предназначен исключительно для технического использования, поэтому нельзя допускать его попадания в пищевые продукты и в питьевую воду во избежание отравления. Опасной для жизни человека дозой при попадании в желудок считается 100 мл этиленгликоля. При случайном попадании антифриза на руки или на одежду он легко смывается водой не оставляя раздражения или ожогов. Срок биологического разложения этиленгликоля в почве составляет порядка 1 месяца. Раствор этиленгликоля, растворенный в воде в концентрациях менее 1 г/л, не причиняет вреда рыбам и водным живым организмам.

Следует отметить, что антифриз имеет меньший, чем у воды, коэффициент поверхностного натяжения, поэтому легче проникает в мелкие поры, трещины. Кроме того, набухание резины в антифризе меньше, чем в воде. Поэтому в системах, длительное время работавших на воде, замена воды на антифриз может привести к появлению протечек, связанных с тем, что резиновые прокладки принимают первоначальный объем. Рекомендуется первые дни после заливки антифриза следить за состоянием соединительных узлов системы и при необходимости подтягивать их или менять уплотнения. Лучшей защитой от протечек являются хорошие прокладки и качественная сборка системы.

В системах отопления нельзя использовать элементы, содержащие цинк, в частности, оцинкованные изнутри трубы. При температурах, превышающих +70°С, цинковое покрытие будет отслаиваться и оседать на нагревательных элементах котла, а антикоррозионные свойства теплоносителя значительно ослабятся.

Срок службы антифриза зависит от режима его эксплуатации. Не рекомендуется доводить теплоноситель до состояния кипения (температура кипения при атмосферном давлении составляет 106 — 116°С в зависимости от степени его разбавления водой). При локальном перегреве теплоносителя до температур, превышающих +170°С, будет происходить термическое разложение раствора этиленгликоля, образование «нагара» на нагревательных элементах, выделение газообразных продуктов разложения и разрушение антикоррозионных присадок. Поэтому в нагревательных котлах должна быть обеспечена надлежащая циркуляция теплоносителя, и нагревательные элементы в процессе работы должны быть полностью погружены в теплоноситель, чтобы не допускать их перегрева и «пригорания» антифриза. По-существу, в теплообменных системах следует проводить предварительные тепловые расчеты на предмет установления возможности для данного теплоносителя обеспечивать необходимые тепловые потоки. При этом можно использовать табличные данные для параметров, входящих в уравнения подобия, таких как число Прандтля, число Рейнольдса.

Еще одним важным аспектом применения антифризов является герметичность теплообменной системы. Известно, что раствор этиленгликоля окисляется при контакте с атмосферным воздухом и процесс окисления ускоряется при повышении температуры — примерно вдвое на каждые 10°С. Продукты окисления этиленгликоля — гликолаты разрушают антикоррозионные присадки и приводят к усилению коррозии. Поэтому необходимо по возможности исключить контакт теплоносителя с воздухом, в частности, применять герметичные расширительные емкости.

О температуре замерзания антифриза.

В практике применения антифризов часто возникает вопрос о выборе температуры замерзания теплоносителя, который сводится к выбору концентрации антифриза в растворе. Повышенная концентрация, кроме удорожания, создает повышенную вязкость теплоносителя, и снижает эффективность теплопередачи. Кроме того, не всякий насос способен перекачивать жидкость с вязкостью в 2–3 раза превышающей вязкость воды. Выбор оптимальной концентрации теплоносителя важен как с технической, так и с финансовой точки зрения. Часто также возникает вопрос, что будет с теплообменной системой, если теплоноситель в ней замерзнет в результате штатной или нештатной ситуации?

В отличие от воды, водно-этиленгликолевый раствор и соответственно теплоноситель замерзает в несколько этапов. Вода замерзает «мгновенно» (разумеется, не по времени, а по температуре), то есть, при 0°С это еще жидкость, а при минус 1°C уже лед. Теплоноситель замерзает постепенно: в процессе охлаждения при некоторой отрицательной температуре в жидкости начинают образовываться кристаллы. Затем, при дальнейшем охлаждении жидкости, кристаллов в ней становится все больше и больше (это состояние называется «шуга», по-английски, «slush ice» — что-то наподобие манной каши), и наконец, при некоторой более низкой конечной температуре эта шуга затвердевает.

Начальная температура образования кристаллов называется «температурой кристаллизации», по-английски «freezing point» (измеряется по ASTM D 1177). Конечная температура перехода из жидкого в твердое состояние называется «температурой потери текучести» или «температурой застывания», по-английски, «setting point» (по DIN 51583) или «pour point» (по ASTM D 97).

Для антифризов с температурой кристаллизации минус 30°С, которыми мы обычно пользуемся, разница между «freezing point» и «setting point» составляет около 8°С. То есть, антифриз, который начинает кристаллизоваться при минус 30°С, затвердеет лишь при минус 38°С. В промежутке между минус 30°С и минус 38°С он будет находиться в состоянии «манной каши» — более или менее густой.

В России, при описании и тестировании антифризов, обычно пользуются «температурой начала кристаллизации» (по ГОСТ 28084–89) или «температурой кристаллизации» (по ГОСТ 18995.5, совпадает с ASTM D 1177). В Европе, однако, чаще используют понятие «температура защиты от замерзания», по-английски, «frost protection». Она определяется как среднее арифметическое между «температурой кристаллизации» и «температурой застывания». На наш взгляд, именно «frost protection» наиболее адекватно характеризует «температуру замерзания» антифриза, так как это середина фазового перехода из жидкости в твердое тело.

Здесь необходимо отметить еще один принципиальный момент. В отличие от воды, которая при замерзании расширяется в объеме на 9% и «рвет трубы», антифриз при замерзании не «размораживает» теплообменную систему. Водно-этиленгликолевый раствор при переходе из жидкости в твердую фазу расширяется весьма незначительно. Теплоноситель с концентрацией этиленгликоля 40% раствор при замерзании (температура замерзания около минус 30°С) расширяется в объеме лишь на 1,5%. Соответственно, его линейное расширение составит всего 0,5%, а это безопасно для практически любых конструкционных материалов.

Таким образом, при наступлении сильных холодов не следует опасаться каких-либо серьезных последствий (трещин или протечек) от антифриза, замерзшего в системе. Антифриз превратится в застывшую «манную кашу», а при ослаблении холодов, снова станет жидким.

Производители антифризов.

Мировыми лидерами в разработке и производстве теплоносителей на сегодняшний день являются компании DOW Chemical (США), Arteco (Бельгия), BASF (Германия), Clariant (Швейцария). Эти компании разработали лучшие современные пакеты присадок и производят на их основе теплоносители под брендами Dowtherm, Ucartherm (DOW); Zitrec (Arteco); Glythermin (BASF); Antifrogen (Clariant). Наиболее продвинутыми в этой области являются так называемые карбоксилатные технологии, обладающие высокотемпературной стабильностью и максимальной долговечностью.

В России, к сожалению, отсутствуют собственные разработки пакетов присадок, отвечающие мировому уровню. По-видимому, это связано с отсутствием адекватной научной базы, специалистов и вообще социального заказа на такие разработки. Отечественные теплоносители, которые присутствуют на российском рынке, являются, по сути, морально устаревшим Тосолом или его модификациями. Как правило, такие продукты изготавливаются по так называемой традиционной технологии, соответствующей ГОСТ 28084–89 для автомобильных охлаждающих жидкостей, производившихся в СССР.

Однако некоторые российские предприятия кооперируются с ведущими зарубежными компаниями и производят продукцию, разработанную этими компаниями, широко применяемую в мире. При этом используются российские базовые сырьевые компоненты и производственные мощности, а из-за рубежа поступают пакеты присадок и технология производства. К таким предприятиям относится АО «ТЕХНОФОРМ», начавшее в 2003 году совместное производство с компанией Arteco (Бельгия).

В заключение следует сказать, что применение антифризов в системах отопления, вентиляции, кондиционирования имеет широкие перспективы, и российский рынок низкозамерзающих теплоносителей постоянно расширяется и совершенствуется.