Выбираем теплоноситель на основе пропиленгликоля

Особенности водяной системы отопления

Пропиленгликоль в системе отопления позволяет избежать коррозии и накипи

В состав входит нагревательный котел, сеть трубопроводов, батареи, циркуляционная помпа, коллекторы, внешние измерители температуры, термостаты. Вода проходит сквозь теплообменник агрегата, нагревается и по трубам поступает в радиаторы отапливаемого пространства. Энергоноситель отдает тепло через батареи и возвращается к источнику. Теплоноситель передвигается естественным способом или с помощью помпы.

Отопление в доме бывает:

• гравитационное (естественное);
• принудительное.

Работа управляется датчиками и термоголовками в автоматическом режиме или координируется вручную. В системе температура регулируется отдельно на всех приборах, что дает экономию топлива. В магистрали используется теплоноситель на основе пропиленгликоля, это продлевает срок службы оборудования и приборов. В трубах не откладывается осадок, поэтому отдается 80–90% тепла.

Недостаток воды в том, что она замерзает в неотапливаемых строениях, разрывает коллекторы и радиаторы. Добавление соли проблему не решает, т. к. ведет к активизации коррозии, включение в состав теплоносителя антифриза повышает стоимость отопления.

Преимущества и недостатки пропиленгликоля как теплоносителя

Чтобы наглядно оценить преимущества и недостатки пропиленгликоля, его можно сравнить с другой популярной жидкостью-теплоносителем – водой:

• Спирт имеет плотность 1037 кг/м³, больше чем у воды (1000 кг/м³) на 3,7%;
• Температура кипения – +187 °С, выше чем у воды (+100 °С) на 87%;
• Температура замерзания -60 °С, намного ниже, чем у воды (0 °С);
• Жидкость имеет удельную теплоёмкость – 2483 Дж/(кг·К), ниже почти в 2 раза, чем у воды (4,187 Дж/(кг·К));
• Теплопроводность – 0,218 Вт/(м·К), почти в три раза ниже, чем у воды 0,6 Вт/(м·К);
• Динамическая вязкость – 56 мПа·с, в восемьсот раз больше, чем у воды (0,894 мПа·с).

Разобравшись в приведенных цифрах можно придти к таким выводам:

1. Жидкость имеет плотность чуть-чуть выше, чем вода, а, значит, статическая нагрузка и давление в системе отопления будет почти такими же, как при стандартном теплоносителе;
2. Высокая температура кипения – +187 °C – не должна вводить в заблуждение. Ведь удельная теплоёмкость пропиленгликоля почти в два раза ниже теплоёмкости воды. А это значит, что для доведения до кипения обеих жидкостей требуется приблизительно одинаковое количество тепла и достигнут они крайнего значения температуры почти одновременно, только одна будет бурлить при +100 °C, а другая – при +187 °C;
3. По температуре замерзания этот теплоноситель явно превосходит воду. Кроме того, при замёрзании он почти не расширяется, как вода, и не «рвёт» систему отопления;
4. Низкая удельная теплоёмкость даёт преимущество, с одной стороны – быстрый прогрев системы отопления, а с другой стороны недостаток – пропиленгликоль способен накопить мало тепла.
5. Теплопроводность в три раза хуже, чем у воды, а значит – прогреваться система отопления будет не так быстро, как могло показаться из предыдущего пункта;
6. Динамическая вязкость очень высокая. Это дополнительная нагрузка на циркуляционный насос, который должен гонять теплоноситель по трубам и радиаторам.

Явных преимуществ перед водой этот спирт не имеет. Но существуют ситуации, когда пропиленгликоль для систем отопления просто необходим:

• Дача, загородный дом, другие помещения, которыми редко пользуются, требуют слива теплоносителя в зимний период. Но это ускоряет процесс коррозии деталей из чёрных металлов и не гарантирует полного опустошения системы отопления от воды, что может привести к повреждению системы отопления. Раствор пропиленгликоля можно не сливать круглогодично;
• Антифриз на основе пропиленгликоля не вызывает коррозии системы отопления, не образует накипи.

Необходимо также обратить внимание, какие недостатки имеет эта жидкость:

• Пропиленглиголь намного дороже воды и требует замены не реже, чем каждые пять лет;
• Нельзя использовать для системы отопления детали, содержащие цинк. Пропиленгликоль их будет растворять или «смоет» оцинковку, закупорив сужения труб;
• Пропиленгликоль очень текуч и способен проникать через соединения в системе отопления, сквозь которые не протекает вода.

Чтобы нивелировать некоторые отрицательные характеристики пропиленгликоля, такие как высокая вязкость и низкая теплопроводность, антифриз на его основе этот спирт разбавляют водой. Такой раствор позволяет:

• Снизить стоимость антифриза;
• Значительно уменьшить вязкость;
• Повысить теплоёмкость;
• Повысить теплоотдачу.

И как следствие:

• Снижается температура кипения, но этого бояться не следует. Автоматика котлов всё равно рассчитана не на 160 °C;
• Повышается температура замерзания, вместо -60 °C становится -30 — -40 °C градусов. Даже при замерзании антифриз на основе пропиленгликоля расширяется очень незначительно и не приведёт к разрушению системы отопления.

Описание пропиленгликоля

Для редко посещаемого дачного дома лучше использовать незамерзающую жидкость

Вещество активно используется в отопительных контурах по причине нетоксичности и безопасности. Представляет собой вязкую жидкость без цвета со свойственным запахом, которая применяется во многих отраслях хозяйствования.

• раствор выдерживает без изменения состояния температуры от -40 до +100°С, для чистой субстанции рабочие параметры в диапазоне -60 – +185°С;
• вещество содержит до 5% карбоксилатов, защищающих внутренность трубы от разрушения;
• в состав гликоля для отопления вводят антикоррозионные, противонакипные и стабилизирующие добавки.

Плотность пропиленгликоля меньше, чем у глицерина и этиленгликоля, но больше аналогичного показателя этанола. Вязкость субстанции больше, чем у спиртов и этиленгликоля, особенно в условиях холода. Производится вещество из окиси пропилена методом гидратации при +160 – +200°С под давлением в 1,6 Мпа.

Реакция протекает в вакууме, в процессе выделяется:

• пропиленгликоль – 85%;
• дипропиленгликоль – 13%;
• трипропиленгликоль – 2%.

Готовый продукт хранится год без изменения качеств. После этого вещество делится на присадки и основу, что снижает теплоемкость пропиленгликоля.

Технические характеристики

Если добавить 54% незамерзайки в теплоноситель, жидкость начнет замерзать при минус 40 градусах

Продукт находит применение в качестве основы для энергоносителя, с которым система не боится замерзания. Могут использоваться недорогие трубы, т. к. вещество содержит противокоррозионные компоненты.

Температура замерзания в зависимости от концентрации пропиленгликоля:

• содержится 54% вещества – энергоноситель замерзает при -40°С;
• 48% – -30°С;
• 39% – -20°С;
• 25% – -15°С;
• 15% – -5°С.

В системе с веществом используются накопительные бойлеры, в отоплении с этиленгликолем применение таких агрегатов по инструкции не положено. Недостатком пропиленгликоля, как и этиленгликоля, считается повышенная текучесть, из-за чего жидкость проникает в щели, недоступные для воды. Сварка швов и соединения фитингами выполняются тщательно, чтобы исключить протечки.

Теплоноситель пропиленгликоль используется только в системе с соответствующими техническими характеристиками, поэтому замена воды не всегда приводит к хорошим результатам. Производители радиаторов указывают в паспорте соответствие изделий тем или иным видам энергоносителя.

Продукт смешивается с водой, спиртами, этиленом, кислотами, органикой карбонильной группы, аминами и азотосодержащими растворами.

Плюсы и минусы пропиленгликоля

Антифризы на основе пропиленгликоля экологичны, что подтверждается логотипом «ЭКО». Данный вид теплоносителя может применяться в любых системах отопления, даже двухконтурных котлах, а также в качестве охлаждающей жидкости для двигателей внутреннего сгорания. Пропиленгликоль, смешанный с небольшим количеством горячей воды, не нанесет вреда кожным покровам или пищеварению.

Теплоноситель на основе пропиленгликоля обладает следующими плюсами:

• Экологичность
• Более высокая теплоемкость, по сравнению с этиленгликолем
• Безопасность при работах, связанных с заполнением отопительной системы
• Обладает эффектом смазывания

Рассмотрим минусы пропиленгликоля. Во-первых он несовместим с деталями, которые имеют цинковое покрытие. Во-вторых, экологичность и высокие эксплуатационные характеристики сказываются на стоимости материала – она на 40-50 % выше, чем у этиленгликоля, а дистиллированная вода по сравнению с пропиленгликолем покажется вовсе бесплатной.

В-третьих, теплоносители на основе пропиленгликоля продаются только в виде готовой жидкости, а не концентрата. Такой теплоноситель, в зависимости от концентрации, может использоваться только в определенном диапазоне температур.

Достоинства и недостатки

Чтобы не образовывалась накипь, пропиленгликоль смешивают с дистиллированной водой

В воде при температуре свыше +75°С разлагаются карбонаты, откладывается накипь. Пропиленгликоль ингибирует процесс коррозии, идеально, если вещество добавляется в дистиллированную жидкость.

Преимущества применения энергоносителя с присадками:

• предохраняет отопительный контур и приборы от разрыва при морозе, замерзание происходит медленно с постепенным кристаллообразованием;
• замерзшее вещество в трубах получает рабочую консистенцию при запуске отопительного агрегата;
• второй по экологической безопасности теплоноситель после воды, длительное вдыхание паров, проглатывание, попадание на кожу не опасно;
• при контакте с отделкой пола и стен не повреждает материалы;
• способствует быстрому нагреву и медленному охлаждению системы;
• снижает гидравлическое сопротивление и улучшает функционирование помпы в обратной ветке;
• снижает потребление электричества при прокачке энергоносителя, благодаря невысокой плотности.

К недостаткам относится высокая стоимость по сравнению с другими типами. Но дороговизна оправдывается минимизацией ремонтов, снижением количества топлива и трудовых затрат. Вещество не применяется в магистралях отопления, где есть оцинкованные элементы.

Рейтинг лучших теплоносителей отечественного рынка

ТЕПЛЫЙ ДОМ ЭКО

Вещество из пропиленгликоля. Производитель рекомендует использовать его в двухконтурных системах обогрева. В процессе эксплуатации значительно теряет антикоррозийные свойства. Не пригоден для электролитных котлов.

• Пожаро- и взрывобезопасный
• Обеспечивает надежную защиту систем отопления и кондиционирования от размораживания, накипи и коррозии
• Присадки на основе минеральных солей не содержат вредных нитритов, аминов и фосфатов
• Не оказывают агрессивного воздействия на металлы, пластик, металлопластик, резину, паранит и лен

DIXIS-65

Применяют как в промышленных системах, так и для отопления небольших частных домов. Особенность — температура замерзания – 65 градусов. При использовании в регионе с мягкой зимой вещество можно разбавить водой, что снизит его стоимость. Имеет щадящие свойства к материалам системы отопления и крайне низкую воспламеняемость.

• Высокая морозостойкость
• Не разрушаются теплообменные устройства при замерзании
• Поддерживает отопительную систему в идеальном состоянии в диапазоне температур -65°С … +95°С
• Можно использовать, разбавляя обычной водой из водопровода
• Предотвращает появление накипи

Warme ECO 30

Безвредный глицериновый антифриз, который имеет нейтральное воздействие на человека и экологию. Разбавлен комплексом присадок для снижения агрессивного воздействия на компоненты отопительной системы. Благодаря этому не приводит к повреждениям металл и уплотнительные элементы. Имеет в составе люминофорный краситель.

• Экологически чистый продукт
• Негорючий
• Нетоксичный
• Взрывобезопасный
• Содержит в своем составе специальный комплекс антикоррозионных присадок

TermoTactic EcoGreen – 30°

Имеет глицериновую основу с добавлением присадок. Производиться на базе европейского производства. Безвреден для окружающей среды, поэтому рекомендован для жилых домов.

• Обладает высокой гигроскопичностью
• Легко смешивается с дистиллированной водой в любых пропорциях
• Не токсичен, обеспечивает при эксплуатации и утилизации сохранность окружающей среды и жизнедеятельности человека
• Наличие функциональной присадки «ингибитор коррозии» – предотвращает течение физиологических и физико-химических процессов при взаимодействии с металлами, пластмассами, резиновыми и паранитовыми уплотнениями
• Сохраняет неизменным, свое первоначальное состояние при нагреве и охлаждении

TermoTactic EcoGreen – 30°

PRIMOCLIMA ANTIFROST – 30

При замерзании не разбухает. Отсутствуют токсичные компоненты в составе. Может использоваться до 8 лет без замены. Присадки в его составе позволяют продлить срок эксплуатации компонентов системы отопления.

• Эффективный пакет антикоррозийных присадок
• Инертность к уплотнительным и прокладочным материалам
• Длительный срок эксплуатации – до 8-ми отопительных сезонов
• Экономичность – при объеме системы в 100 литров потребуется 115 кг теплоносителя, причем продукт полностью готов к применению
• Совместим с большинством антифризов на аналогичной основе

PRIMOCLIMA ANTIFROST – 30

Aquatrust – 30

Пропиленгликолевый антифриз с увеличенным сроком службы. Отличается высокой стоимостью. Применяют на предприятиях, в том числе общественного питания. Имеет антибактериальные компоненты.

• Новейшая антикоррозионная формула
• Увеличенный срок работы ингибиторов коррозии и антибактериальных присадок
• Улучшенные теплопередающие свойства
• Срок эксплуатации в 3 раза больше, чем у традиционных теплоносителей

Различия пропиленгликоля с этиленгликолем

При нагревании этиленгликоля происходит расширение жидкости на 1,5%

Этиленгликоль является органическим кислотосодержащим раствором, представителем многоатомных спиртов. Это бесцветная прозрачная жидкость маслянистой густоты без запаха. Попадание в организм вызывает токсическое отравление.

Отличия от пропиленгликоля:

• при замерзании объем воды с пропиленгликолем увеличивается только на 0,1%, а теплоноситель с этиленгликолем становится больше на 1,5%;
• энергоноситель с пропиленгликолем выдерживает испарение воды из раствора и не замерзает до -60°С, этиленгликоль кристаллизируется при -13°С, глицерин – +17°С;
• токсичность пропиленгликоля ЛД50 от 20 до 30 тыс. мг/кг, аналогичный показатель этиленгликоля – ЛД52 – 4700 мг/кг.

Токсическое вещество быстро всасывается в организм, вызывает отек легких и сердечную недостаточность. Вещество не используется в открытых системах, т. к. проникает через кожу и при дыхании. Отработанный энергоноситель на основе этиленгликоля не выливается в грунт или канализацию, а отдается на переработку.

Критерии выбора

Материалы радиаторов должны совмещаться с химическим составом теплоносителя

При определении вида учитывается рабочая температура, при которой энергоноситель существует определенное время без разложения. Свойства жидкостей описаны и позволяют сделать выбор присадки по характеристикам отопительной системы.

• теплоемкость показывает объем энергоносителя, который обеспечит нужное тепло за единицу времени;
• коррозионная активность говорит о необходимости выбора труб и батарей и о невозможности применения с некоторыми материалами;
• вязкость определяет скорость передвижения жидкости, влияет на протечки, коэффициент передачи тепла, показатель меняется при нагревании или охлаждении;
• показатель смазывания ограничивает использование некоторых материалов и конструкций разных механизмов, контактирующих с продуктом.

Имеет значение безопасность для человека, способность вызывать ожоги, токсические отравления. Учитывается предел возгораемости, возможность порчи предметов при разливе из системы.