- Теплоноситель инженерных систем: вода, глицерин или гликоли?
- 2.1.Вода или антифриз
- 2.2.Глицерин как антифриз для климатической системы
- 2.3.Перечень основных недостатков глицерина
- Ищем альтернативу
- Как выбрать и использовать антифриз на основе глицерина для отопления
- Технические характеристики компонента
- Использование глицерина в качестве теплоносителя
- Достоинства глицеринового теплоносителя
- Недостатки глицеринового состава
- Выбор и использование глицеринового теплоносителя
- Правила эксплуатации комплексов с глицериновым антифризом
- Недостатки глицерина как охлаждающей жидкости для инженерных систем
- Характеристики вещества
- 201301230950_15
- Зачем в ОЖ добавляют метанол?
- О чем говорят обозначения типа G11, G12?
- Преимущества и недостатки пропиленгликоля как теплоносителя
- Как заполнить систему отопления закрытого типа антифризом?
- Как правильно использовать теплоносители на основе пропиленгликоля
- Правила эксплуатации комплексов с глицериновым антифризом
- Теплоноситель на основе глицерина
- Выводы:
- Теплоноситель на основе этиленгликоля
- 201301230949_0–2
- Насколько взаимозаменяемы современные ОЖ?
- Как подобрать охлаждающую жидкость для своего автомобиля в магазине?
- Теплоноситель на основе пропиленгликоля
Теплоноситель инженерных систем: вода, глицерин или гликоли?
Для длительной работы дорогостоящего климатического оборудования важно использовать качественные и проверенные теплоносители, подходящие для эксплуатации в заявленных условиях. Это касается не только жилых сооружений, но и торговых комплексов, административных зданий, медицинских и оздоровительных учреждений, производственных цехов, складских помещений и других объектов.
Если вы хотите обеспечить оборудованию бесперебойную и слаженную работу в любое время года, к выбору теплоносителя следует подойти с максимальной ответственностью. Нужен состав, который не только обеспечит эффективный обогрев помещения, но и сделает возможной эксплуатацию оборудования при отрицательных температурах. В условиях российского климата этот аргумент становится едва ли не ключевым. Конечно, большое значение имеют многие теплофизические свойства рабочей жидкости – вязкость, теплоемкость и теплопроводность, коррозионная активность, инертность в отношении к материалам уплотнителей трубопроводов и многое другое. Какую именно жидкость следует использовать, какие недостатки имеются у воды и глицерина – расскажут специалисты.
2.1.Вода или антифриз
Для любого типа инженерных систем выбор заключается между обычной котловой или деминерализованной водой и специальными жидкостями с низкой температурой кристаллизации – антифризами. В качестве основы для промышленных антифризов используются водные растворы различных соединений – солей неорганических кислот, глицерина, гликолей или эфира.
Сначала подробно рассмотрим целесообразность использования воды в качестве рабочей жидкости для инженерных систем. Это наиболее доступный, экологически безопасный и эффективный с точки зрения передачи тепла вариант, имеющий несколько существенных недостатков. В составе воды имеются примеси солей, хлора, железа, щелочных и щелочноземельных металлов. Помимо высокой коррозионной активности, которую реально снизить за счет деминерализации и введения специальных присадок, вода имеет высокую температуру замерзания. В результате климатическая система должна постоянно находиться в зоне положительных рабочих температур, иначе это приведет к разрушению системы за счет объемного расширения жидкости при замерзании. Для использования ее в качестве рабочей жидкости отопительных систем необходимо деминерализация и введения специальных антикоррозионных присадок.
2.2.Глицерин как антифриз для климатической системы
Первая низкозамерзающая охлаждающая жидкость для инженерных систем появилась практически 100 лет назад и была изготовлена именно на основе глицерина – трехатомного спирта. Тогдашние антифризы представляли собой водный раствор глицерина с концентрацией примерно 65 %. Такая рабочая жидкость обладала температурой замерзания в 40 градусов ниже нуля и температурой кипения + 280 градусов. Практически с начала использования антифриза проявились некоторые недостатки – недостаточная текучесть состава, этотт недостаток пытались исправить за счет введения в раствор солей, метанола и этанола. Уже в 30-х годах прошлого века появилась альтернатива глицерину – водно-гликолевая смесь на основе раствора этиленгликоля. В СССР и других развитых странах мира глицериновые антифризы практически везде были вытеснены этиленгликолевыми. Несмотря на этот факт, некоторые производители до сих пор пытаются доказать исключительность глицерина и продолжают выпуск составов для климатических систем именно на его основе.
Если проанализировать свойства глицерина, или тригидроксипропана, или пропантриола, то это представитель предельных трехатомных спиртов. Физические свойства: бесцветная вязкая жидкость со сладковатым вкусом, температурой плавления 7,9 градуса, температурой кипения 245 градусов и плотностью 1,26 грамма на кубический сантиметр. Жидкость растворяется как в органических растворителях, так и в воде.
Тщательное изучение недостатков глицерина показывает, что несмотря на допустимость их использования в технике, применение таких антифризов может стать губительным для дорогостоящего климатического оборудования, а также представляет серьезную опасность для здоровья человека и состояния окружающей среды. В пользу этого мнения говорят факты.
2.3.Перечень основных недостатков глицерина
Уже самые первые антифризы на основе глицерина обладали настолько высокой вязкостью, что справиться с перекачкой жидкости по трубопроводу могли лишь самые мощные насосы. Циркуляция в системах отопления и охлаждения была недостаточной, поэтому производителям пришлось разбавлять рабочий состав другими органическими соединениями, в частности, метиловым спиртом.
Важно помнить, что глицерин неустойчив, при нагревании до температуры 80 градусов и выше (отопительное оборудование функционирует именно в таком диапазоне рабочих температур) он склонен распадается с образованием ацетона и акролеина. Такие примеси не только резко снижают температуру вспышки до 112 градусов, но и являются токсичными и взрывоопасными. При использовании антифризов на основе глицерина постоянно возникали проблемы с работоспособностью насосного оборудования, повышенной пожароопасностью и отравлением людей парами акролеина.
После открытия промышленных способов получения растворов пропилен- и этиленгликоля глицериновые антифризы отошли на второй план. Сегодня ни один крупный производитель не занимается выпуском таких рабочих жидкостей. Исключением являются некоторые отечественные изготовители, которые пытаются продать изначально некачественный состав с максимальной выгодой для себя.
Ищем альтернативу
Экономия на стоимости антифриза не стоит той опасности, которую представляют глицериновые составы для здоровья людей и работоспособности оборудования. Отечественный рынок теплоносителей давно располагает богатым выбором альтернативных составов, которые в разы лучше по эксплуатационным параметрам и гораздо безопаснее для человека и окружающей среды.
В качестве успешного примера можно привести водно-гликолевые смеси от компании «ТЕХНОФОРМ», которые имеют низкую температуру кристаллизации, длительный рекомендуемый срок эксплуатации и минимальную коррозионную активность за счет применения карбоксилатных присадок европейского производства. При постоянном мониторинге качества теплоносители на основе раствора этилен- или пропиленгликоля могут сохранять первоначальные характеристики на протяжении более 5 лет.
Как выбрать и использовать антифриз на основе глицерина для отопления
В домах, где часто случаются отключения электроэнергии, или отсутствует необходимость регулярного отопления помещений, в качестве жидкого теплоносителя в системе отопления не рекомендуется использовать воду. Лучше использовать антифриз на основе глицерина, который не повредит элементы отопительной системы даже при минусовой температуре.
Технические характеристики компонента
Чистый глицерин является прозрачной жидкостью, относится к трехатомным спиртам. Хорошо смешивается с водой или спиртами в любых пропорциях. В промышленных условиях вещество получают синтетическим способом из пропилена. В естественных условиях встречается в основе масел или жиров. Имеет следующие технические характеристики:
- Бесцветный;
- Не имеет запаха;
- Прозрачный;
- Плавится при температуре 18 °C, кипит при температуре 290 °C;
- Плотность вещества 1,27 г/см³;
- Параметр преломления — 1,473.
Использование глицерина в качестве теплоносителя
Для получения теплоносителя на основе глицерина чистое вещество смешивают с различными примесями, которые позволяют ему оставаться жидким при эксплуатации в холодных условиях. Полученный состав химически инертный, и внутри не происходят химические процессы, которые могут губительным образом сказываться на элементах всей системы.
Способность сохранять жидкое состояние при минусовых температурах и абсолютная безопасность для человека позволяет использовать теплоноситель для систем отопления жилых домов, в том числе для обогрева пола.
Работа этой системы отопления основывается на одном принципе: есть нагреватель, отопительные элементы и теплоноситель. При этом основные характеристики теплоносителя будут оказывать влияние на общую эффективность нагрева.
Важно! Определиться, какой теплоноситель будет использоваться в системе теплого пола, необходимо еще на стадии ее проектирования. Это повлияет на выбор оборудования, диаметр труб и протяженность контуров.
Достоинства глицеринового теплоносителя
По сравнению с пропиленгликолевыми или этиленгликолевыми составами, этот антифриз имеет следующие преимущества:
- Может использоваться в широком температурном диапазоне от -30 до +105 °C. Даже при полном замораживании вещества оно не расширяется и не вызывает повреждение труб. После оттаивания все его первоначальные свойства восстанавливаются.
- Теплоноситель продается в готовом виде и не требует дополнительного разбавления водой. Гликолевые составы необходимо разбавлять;
- Антифриз не вызывает коррозии или иных повреждений элементов теплого пола, в том числе оцинкованных труб и резиновых прокладок;
- Вещество является абсолютно безопасным для здоровья людей и окружающей среды, что очень важно при возникновении утечек или повреждении системы в целом;
- При сравнительно высокой цене, состав имеет продолжительный срок использования до 8 лет. Антифриз другого вида используется около 5 лет;
- Теплоноситель может заливаться в трубы после любого другого вида антифриза, промывка не требуется;
- Антифриз производится только из высококачественного сырья, которое также используется в пищевой и косметической промышленности;
- Относится к классу негорючих веществ.
Совет! При заполнении труб можно добавить в антифриз немного флуоресцентного красителя. В случае нарушения герметичности системы краситель поможет быстро обнаружить место утечки.
Недостатки глицеринового состава
Теплоноситель на основе глицерина имеет свои недостатки, которые необходимо учесть при проектировании теплого пола:
- При замерзании повышается плотность и вязкость глицеринового состава, что приводит к снижению его теплоемкости. В проекте отопительной системы придется использовать трубы большего диаметра, чем при использовании обычной воды;
- Высокая вязкость состава потребует установки в системе отопления более мощного циркуляционного насоса;
- Антифриз на глицериновой основе требует использования надежных и дорогостоящих прокладок и уплотнителей в процессе монтажа отопления. Рекомендуются тефлоновые или паронитовые прокладки;
- Антифриз имеет склонность к пенообразованию, что может вызывать завоздушивание теплого пола. Частично уменьшить пенообразование помогают специальные присадки;
- Состав на основе глицерина имеет плотность и массу больше, чем гликолевый. Применение глицеринового состава в системе теплого пола повысит нагрузку на перекрытия и фундамент строения.
Выбор и использование глицеринового теплоносителя
Глицериновый теплоноситель представлен на рынке производителями Гольфстрим, Эко-30, Теплоком, PRIMOCLIMA, Ольга. Составы разных марок различаются по цветам и виду примесей.
Для удобства потребителей антифризы продаются расфасованными в канистры по 10 или 20 кг, а также в бочки по 50 кг. Для заполнения системы отопления объемом 100 л потребуется около 115 кг теплоносителя.
При закачке состава необходимо специализированное оборудование. Рекомендуется привлекать специалистов для заполнения отопительного комплекса. В первую очередь производят очистку всего оборудования для отопления.
Для заполнения комплекса антифризом понадобится насос, шланг, манометр, большая емкость для теплоносителя и оборудование для последующей опрессовки. После заполнения отопительного комплекса проводят его опрессовку.
Правила эксплуатации комплексов с глицериновым антифризом
Глицериновые теплоносители имеют длительный срок эксплуатации при соблюдении основных правил:
Недостатки глицерина как охлаждающей жидкости для инженерных систем
Характеристики вещества
Пропиленгликоль – это двухатомный спирт, в обычном состоянии представлен бесцветной вязкой жидкостью. Она имеет слабый запах и сладковатый привкус.
Пропиленгликоль, в отличие от ближайшего аналога, этиленгликоля, считается нетоксичным веществом, его широко используют в парфюмерной и даже в пищевой промышленности — в этом случае оно обозначается как Е-1520.
Химическая формула пропиленгликоля — С3Н6(ОН)2. Вещество по своей структуре крайне текучее и способно медленно просачиваться сквозь микроотверстия и трещины. Температура воспламенения — достаточно высокая, она составляет +421°С.
201301230950_15
Зачем в ОЖ добавляют метанол?
В основном — для снижения общей вязкости/плотности «смеси», в которую производитель набухал диэтиленгликоль, глицерин, пропиленгликоль. Но метанол — легкокипящая жидкость (Т кип. = 64,7°С при атмосферном давлении!), а потому его наличие немедленно понижает общую температуру кипения «смеси», что является бичом в летний период. Кроме того, метанол ядовит, летуч, является канцерогеном. Он же увеличивает кавитационный износ. Наконец, метанол является сильнейшим растворителем и в горячем виде портит резиновые и полимерные детали, с которыми соприкасается.
О чем говорят обозначения типа G11, G12?
Эти обозначения не являются официальными. Мода на них порождена Volkswagen, для машин которой выпускались VW coolant G11и VW coolant G12. Таким образом, символика G11 и G12 связана с этой маркой — и только с ней. Как правило, производители антифризов не указывают компонентов, входящих в состав антифриза. Но в любом случае искать в магазине именно G11 или G12 не имеет смысла.
Преимущества и недостатки пропиленгликоля как теплоносителя
Наглядно выявить преимущества и недостатки пропиленгликоля можно, если сравнить его с водой (которая тоже является жидкостью-теплоносителем в некоторых отопительных системах):
- плотность двухатомного спирта 1037 кг/м³, а это больше чем у воды (1000 кг/м³): разница на 3,7%;
- вещество начинает кипеть при +187 °С, а вода при +100 °С, разница — 87%;
- спирт замерзает при -60 °С, вода уже при 0 °С;
- удельная теплоёмкость равна 2483 Дж/(кг·К), почти в 2 раза ниже, чем у воды (4,187 Дж/(кг·К));
- теплопроводность – 0,218 Вт/(м·К), что в три раза ниже, чем у воды 0,6 Вт/(м·К);
- динамическая вязкость спирта – 56 мПа·с, в восемьсот раз больше, чем у воды (0,894 мПа·с).
Из этого перечня можно сделать несколько выводов.
- Плотность пропиленгликоля выше, чем у воды, поэтому статическая нагрузка и давление в отопительной системе также возрастут.
- Высокий показатель температуры кипения в +187 °C – не такое уж и преимущество. Удельная теплоёмкость пропиленгликоля в два раза ниже, чем у воды. Значит, довести до кипения эти две жидкости можно одинаковым количеством тепла. Их температура достигнет своей крайней точки практически одновременно, только вода будет бурлить при +100 °C, а спирт – при +187 °C.
- Температура замерзания пропиленгликоля заметно ниже. Помимо этого он практически не расширяется при охлаждении, и этим не выводит из строя систему отопления.
- Низкий показатель удельной теплоёмкости — явное преимущество, отсюда быстрый прогрев системы отопления, однако, пропиленгликоль способен накопить мало тепла – а это уже недостаток.
- Высокая динамическая вязкость добавит нагрузку на циркуляционный насос, который перемещает теплоноситель по трубам и радиаторам.
Впрочем, в некоторых ситуациях пропиленгликоль лучше справится со своими задачами, чем вода:
- если не пользоваться водной системой отопления зимой и не сливать воду, система может выйти из строя (при этом даже после полного слива вода все равно останется в трубах, вызывая коррозию) — а пропиленгликоль можно использовать круглый год и не сливать в зимний период;
- антифриз, который изготовлен на основе из пропиленгликоля, не вызывает коррозию и не образует накипь.
Недостатки у таких антифризов тоже есть:
- стоимость выше, чем у воды;
- необходима полная замена жидкости раз в пять лет;
- в системе отопления не должно быть деталей, которые содержат цинк — пропиленгликоль быстро их растворяет;
- пропиленгликоль крайне текучий, он может проникнуть через мелкие соединения в системе отопления.
Многие производители разбавляют антифриз водой, чтобы нивелировать некоторые недостатки пропиленгликоля. Что это даст:
- стоимость антифриза станет заметно ниже;
- вязкость уменьшится;
- повысится теплоёмкость;
- повысится показатель теплоотдачи;
- температура кипения снизится, но работа большинства котлов всё равно не рассчитана на 160 °C;
- температура замерзания составляет от -30 до -40 °C градусов;
- антифриз на основе пропиленгликоля с водой расширяется незначительно, поэтому разрушение системы отопления не произойдет.
Как заполнить систему отопления закрытого типа антифризом?
Заполнение системы отопления антифризом осуществляется двумя способами:
- Вода и антифриз заливаются по-отдельности. Предварительно рассчитывается необходимое для заполнения системы количество воды и антифриза. Далее, попеременно, небольшими частями они закачиваются в систему до тех пор, пока не будет достигнуто требуемое давление.
- Заполняется уже разбавленный антифриз. Это может быть готовый к применению, заводской антифриз, либо «самодельный» (в емкости подходящего объема смешивается вода с антифризом в необходимых пропорциях). Заполнение осуществляется через сливной кран, при помощи вибрационного насоса.
Как правильно использовать теплоносители на основе пропиленгликоля
Теплоносители на основе пропиленгликоля имеют схожий химический состав, который различается процентом содержания спирта. Чаще всего такие составы получают название по именованию фирмы-производителя.
Если в антифризе пропиленгликоля содержится около 30%, он замерзает при -13 °С, 35%-й раствор спирта кристаллизуется при -20 °С, 40%-й — при -25 °С, 75%-й раствор при -65°С.
При замене воды на состав на основе пропиленгликоля необходимо учесть некоторые свойства антифриза.
- Меньшая теплоёмкость и теплопроводность. Количество радиаторов стоит увеличить, а также приобрести более мощный котёл. Часто в частных домах устанавливаются отопительные системы, которые работают вполовину своей мощности — в этом случае можно обойтись без замены котла.
- Большая вязкость. Убедитесь, что трубы имеют внутренний диаметр не меньше 25 мм, а также произведите установку более крупного циркуляционного насоса.
- Больший коэффициент расширения. Если расширительный бачок меньше 10 л, то потребуется замена на более крупный.
- Высокая текучесть. Стоит уменьшить количество резьбовых соединений, врезок и сгонов, также обеспечить свободный доступ к имеющимся соединениям на случай протекания.
Если технические параметры имеющегося отопления соответствуют новым требованиям, можно переходить к подготовительным работам:
- уплотнить сгоны, соединения, врезки;
- полностью слить воду из системы отопления и промыть каустической содой, она удалит ржавчину и накипь;
- убрать все детали из цинка;
- к антифризу можно добавить присадки, которые защитят медные детали;
- грязеуловитель проверять вдвое чаще;
- через каждые два года проверять раствор на предмет концентрации спирта;
- полная смена антифриза каждые пять лет.
Всегда стоит тщательно промывать систему, если собираетесь осуществить переход на другой теплоноситель.
Правила эксплуатации комплексов с глицериновым антифризом
Глицериновые теплоносители имеют длительный срок эксплуатации при соблюдении основных правил:
- Нельзя допускать перегрев антифриза. В противном случае антикоррозийные примеси в основе его состава могут распадаться и образовывать отложения на поверхности нагревательных элементов, что ухудшает работу отопительной системы в целом;
- Невысокий коэффициент поверхностного натяжения состава способствует снижению разбухания уплотнителей. Для уменьшения вероятности возникновения протечек необходимо производить дополнительную затяжку в местах соединения разных элементов;
- В условиях низких температур теплоноситель в трубах будет иметь тягучее состояние с отдельными кристаллами вещества. При запуске оборудования сначала необходимо включить минимальную скорость работы нагревателя и наращивать ее постепенно. Такой запуск позволит избежать преждевременной поломки котла. Нагретый состав будет иметь все первоначальные свойства.
- экологичное вещество;
- достаточно высокий показатель теплоемкости;
- свободно циркулирует по системе;
- всегда под рукой;
- крайне низкая стоимость.
- замерзает при температуре ниже 0 °С;
- отсутствие эксплуатации в зимний период требует слива системы, что приводит к коррозии;
- жесткость воды проявляется при температуре свыше 80°С, тогда начинается разложение карбонатных солей и отложение накипи на стенках системы, что снижает теплоотдачу и может сломать систему из-за перегрева.
Теплоноситель на основе глицерина
- экологически безопасен;
- не опасен при вдыхании паров;
- не вызывает отравления при случайном попадании внутрь организма;
- инертен к оцинкованным деталям;
- дешевле теплоносителя на основе пропиленгликоля.
- масса глицеринового теплоносителя дает дополнительную нагрузку на оборудование;
- вязкость выше, чем у гликолевых растворов;
- термически неустойчив;
- сильно пенится, повышается риск завоздушивания системы;
- при использовании усиливаются требования к прокладкам (уплотнениям) и деталям.
Выводы:
Надежные и проверенные — теплоносители на основе гликолей. Теплоносители на основе пропиленгликоля успешно применяются более 50 лет, их эффективность подтверждена.
ТЕПЛОНОСИТЕЛИ. Плюсы и минусы различных видов. Почему нужно выбирать теплоноситель на основе пропилен-гликоля.
Теплоносители условно делятся на три группы: вода, рассолы и антифризы.
Наиболее надежными, безопасными и современными теплоносителями являются продукты на основе – пропилен-гликоля
. В мире они применяются около –
50
лет. Германия, Франция, США перешли на использование –
пропилен-гликолевых
теплоносителей с –
1996
года, а затем их стали применять практически во всех странах Европы.
Теплоноситель на основе этиленгликоля
- система не размораживается;
- хорошие теплофизические свойства;
- незначительные отложения солей и накипи;
- средняя стоимость.
- относится к третьему классу опасности, оказывает наркотическое действие на организм, токсичен;
- быстро всасывается в организм, способен проникать через кожу и при вдыхании;
- не имеет неприятного запаха;
- представляет экологическую опасность;
201301230949_0–2
Насколько взаимозаменяемы современные ОЖ?
Это зависит от трех параметров: эффективность теплоотдачи, коррозионная активность, срок службы. Любой «правильный» (т.е. отвечающий как минимум требованиям старенького ГОСТа) антифриз эти функции выполняет. На прямой вопрос «Можно ли смешивать различные ОЖ?» ни один серьезный производитель не ответит прямо. В лучшем случае вы услышите «нежелательно». Почему? Потому что присадки, при общей понятности рецептур, каждый использует свои, с разной степенью химической чистоты (а значит, и стоимости), т.е. дьявол кроется в деталях. Так что прогнозировать, как поведут себя разные пакеты, не берется никто.
Как подобрать охлаждающую жидкость для своего автомобиля в магазине?
Первым делом смотрим на цену. Нормальная ОЖ не должна стоить меньше 60 руб. за килограмм. Бренд должен быть «на слуху» — в лотерею играть не стоит. Важно: цвет ОЖ никакой роли не играет! Все охлаждающие жидкости изначально бесцветны. Придание им того или иного цвета — это прихоть и право производителя. Вот почему жидкости одного цвета могут быть совершенно разными по составу, а разноцветные, напротив, могут оказаться одинаковыми. Никакого отношения к химическому составу охлаждающих жидкостей цвет не имеет.
Хороший, но сложный способ приобрести заведомо качественный товар — проверить наличие у него допуска хотя бы одного завода-изготовителя автомобилей. Это можно выяснить на официальном сайте этого изготовителя.
Антифризы: что скрывает капот автомобиля
Теплоноситель на основе пропиленгликоля
- страхует систему от разрыва;
- объем при замерзании увеличивается всего на 0,1 %;
- обеспечивает наивысший после воды уровень безопасности;
- не опасен даже при длительном вдыхании паров;
- некоррозионноактивен;
- хорошие теплофизические свойства;
- обладает бактерицидными и стерилизующими свойствами.
- высокая стоимость (окупается минимальными затратами на ремонт, безопасностью и возможностью не подключаться к системам центрального отопления).
