Теплоноситель пропиленгликоль для систем отопления

Пропиленгликоль для систем отопления производится из нефтепродуктов, обладает прекрасными эксплуатационными характеристиками и может использоваться в качестве рабочей жидкости. Данное вещество при замерзании из жидкой фазы переходит в гелеобразное состояние, что позволяет защитить трубопроводы от коррозии и разрывов.

Особенности водяной системы

В нашей стране наиболее распространена водяная отопительная система, в которой передача энергии осуществляется от источника к отопительным приборам посредством жидкого теплоносителя, в качестве которого обычно выступает вода. Стоит отметить, что она наилучшим образом справляется с функцией переноса тепла. Однако для нее характерен единственный недостаток – при замерзании данный теплоноситель расширяется, раздавливая изнутри радиаторы и приводя в негодность системы из чугуна и стали. Менее опасны ледяные пробки, которые образуются в трубопроводах при местном промерзании, но и они способны доставить немало проблем и привести к локальному перегреву или даже закипанию теплоносителя.

Данный момент объясняет высокий интерес собственников автономных отопительных систем и теплотехников к антифризам, которые способны заменить воду, доступным по цене и безопасным для здоровья и жизни человека. Далеко не секрет, что даже в самой надежной системе не исключены неисправности и утечки.

Среди таких жидкостей следует выделить антифриз на основе пропиленгликоля для систем отопления.

Пропиленгликоль

Данный теплоноситель представляет собой бесцветную вязкую жидкость, для которой характерен сладковатый вкус и соответствующий запах. А главное, что он безопасен для человеческого здоровья. Пропиленгликоль получил широкое распространение в различных отраслях народного хозяйства, включая косметическую и пищевую промышленности.

Пропиленгликоль для систем отопления обладает всеми свойствами идеального теплоносителя: он закипает при температуре 187 °C, а кристаллизуется при -60 °C.

Еще одно достоинство пропиленгликоля – низкая коррозионная активность, позволяющая снизить планку требований к качеству стали для систем отопления и, соответственно, уменьшить их стоимость.

Пропиленгликоль отлично подходит для систем, включающих конструктивные элементы из резины, полимерных материалов, алюминия, меди, чугуна и стали. Кроме того, при использовании данного вещества на внутренней поверхности системы отопления не образуется накипь и осадки, что обеспечивает высокую теплоотдачу и увеличивает эксплуатационный срок.

Свойства

Пропиленгликоль обладает следующими свойствами:

• хорошая гигроскопичность;
• при любом процентном содержании пропиленгликоль абсолютно растворяется в воде;
• данное вещество нетоксично;
• прекрасные бактерицидные и стерилизующие свойства;
• низкая летучесть;
• защита системы от коррозии и замерзания.

Кроме того, пропиленгликоль для систем отопления способен выдерживать высокие температуры.

Технические характеристики

Они у пропиленгликоля следующие:

• прозрачный (бесцветный);
• температура кипения при атмосферном давлении от 188,2 °C;
• при температуре 20 °C плотность 70 % раствора 1,044 г/см 3 ;
• начало кристаллизации 70-процентного раствора – при температуре -67 °C;
• рабочая температура находится в диапазоне от -40 °C до +108 °C.

Достоинства

Первым преимуществом антифриза, благодаря которому он получил такое название, следует назвать свойство не замерзать при больших минусовых температурах, которым и обладает рассматриваемый теплоноситель. Пропиленгликоль для системы отопления образует аморфную структуру, именно этим он отличается от воды. Это вещество не увеличивается в объеме, соответственно, разрушение отопительной системы в результате этого не грозит.

Недостатки

В отличие от воды, пропиленгликоль для систем отопления имеет меньшую теплоемкость. Значит, он накапливает меньше тепла и, следовательно, меньше его отдает. В результате потребителям потребуются более мощные отопительные приборы.

Вязкость антифриза выше в 4 – 5 раз, чем аналогичный показатель у воды. По этой причине интенсивность циркуляции пропиленгликоля по системе будет меньше. Выбирая теплоносители для систем отопления на основе пропиленгликоля, необходимо учитывать эти факторы.

Применение

Перед заливкой в отопительную систему незамерзающей жидкости необходимо произвести гидравлические испытания.

Правильный выбор антифриза заслуживает особого внимания, важно подобрать тот, который будет полностью соответствовать системе отопления. Для этих целей производится анализ ее элементов, а также перечисляются материалы, из которых она состоит. После этого подбирается антифриз, который не будет содержать опасных для материалов системы добавок.

Для систем отопления наиболее популярной является незамерзающая жидкость с карбоксилатными присадками. Как правило, ее используют не менее 5 лет. Также стоит отметить, что теплоноситель пропиленгликоль для системы отопления без эффективных присадок особо опасен для медных теплообменников и может привести к их непригодности уже после года эксплуатации.

В процессе использования происходит загрязнение теплоносителя, поэтому его качество требует постоянного контроля, который желательно производить в лабораторных условиях.

Антифриз пропиленгликоль для систем отопления заменять необходимо только после гидравлического испытания системы и промывки ее щелочным раствором.

Эффективное использование

Для эффективного использования данной незамерзающей жидкости ее следует заливать в контур отопительной системы после тщательной герметизации всех компонентов и проведения гидравлических испытаний. Саму систему при этом рекомендуется дополнить циркуляционным насосом.

Изменив раствор пропиленгликоля для систем отопления в процентном содержании, можно получить жидкость с температурой замерзания от -1 °C до -65 °C.

Срок эксплуатации пропиленгликоля без присадок в среднем составляет 5 лет, затем в вентиляционной, охлаждающей или отопительной системе необходимо произвести либо промывку с использованием щелочного раствора, либо полностью заменить жидкость. При длительном или частом воздействии низких температур (к примеру, система отопления не эксплуатировалась продолжительное время в зимний период) предпочтительнее менять раствор каждые 3 года.

Промывка

Отопительная система нуждается в периодической промывке. Для этих целей используются различные жидкости. Промывка в домашних условиях, как правило, производится водой.

Для получения хорошего результата систему примерно на час нужно заполнить раствором с каустической содой, который прекрасно борется с коррозией и накипью.

Еще один немаловажный момент – знать, какая необходима температура замерзания антифриза. Только при выполнении этого условия можно выбрать наиболее оптимальную жидкость для систем отопления. Пропиленгликоль обладает рядом преимуществ, по сравнению с обычной водой. И основным является способность не замерзать при низких температурах.

После заливки антифриза в отопительную систему можно не переживать о том, что произойдет «размораживание» отопительных приборов в загородном доме. Не придется туда постоянно ездить для проверки состояния системы.

Различные добавки придают незамерзающей жидкости лучшие качества. В результате отопительная система будет дольше служить. Присадки позволяют защитить от коррозии металлические поверхности, предотвращая при этом разрушение уплотняющих элементов.

Как выбрать антифриз

На сегодняшний день строительный рынок предлагает широкий ассортимент теплоносителей, основой которых является пропиленгликоль для систем отопления (отзывы о них в основном положительные). Все они имеют различную стоимость, которая напрямую зависит от марки, страны-производителя, а также эксплуатационных характеристик самого раствора.

Некоторые потребители, не имея специальных познаний, используют в своих отопительных системах автомобильные антифризы (трансформаторное масло, тосол и т.д.). Однако это недопустимо, так как в подобных растворах содержатся небезопасные для человеческого здоровья и легковоспламеняющиеся вещества. Наиболее оптимальной и универсальной в эксплуатации считается незамерзающая жидкость на основе пропиленгликоля. Выбирая теплоноситель для отопительной системы, следует обратить внимание на следующие моменты:

• Срок годности. В оригинальной упаковке антифриз может храниться в течение продолжительного времени (даже если срок неограничен, он в любом случае должен быть указан производителем).
• Условия эксплуатации. Незамерзающая жидкость может быть универсальной, а может подходить лишь к определенному типу оборудования.
• Материал упаковки. Как правило, незамерзающая жидкость продается в канистрах из пластмассы. В оцинкованной таре данное вещество теряет свои эксплуатационные свойства.
• Сертификат качества. Незамерзающая жидкость должна изготавливаться в соответствии с технологическими правилами и нормами, проверена в лабораторных условиях и допущена к продаже.
• Присутствие в составе продуктов нефтепереработки.

Очень важно использовать антифриз строго по его назначению. Пренебрежение правилами выбора незамерзающей жидкости приведет к негативным последствиям – аварийным ситуациям, гидравлическим ударам, порывам трубопроводов и т.д.

Теплоноситель на основе пропиленгликоля для систем отопления

В качестве наполнителя нагревательных контуров и радиаторов применяется пропиленгликоль для отопления. В замкнутой системе энергоноситель не должен содержать примеси, химические вещества, щелочи и соли, способствующие коррозии. Использование готового теплоносителя повышает эксплуатационные характеристики котла, снижает разрушение внутренней поверхности труб, батарей.

Особенности водяной системы отопления

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.

Описание пропиленгликоля

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

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.

Достоинства и недостатки

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.

Различия пропиленгликоля с этиленгликолем

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

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.

Область применения и особенности использования пропиленгликоля

Вещество применяют при выпуске полиэфирных ненасыщенных смол для строительной и автомобильной промышленности, в производстве алкидных мастик и полиуретанов. Продукт используется при изготовлении кремов, паст, моющих препаратов в косметическом и фармацевтическом производстве. Пищевая отрасль применяет пропиленгликоль для растворения добавок, использует бактерицидные и консервирующие характеристики.

Вещество употребляется при производстве антифризов, тормозных, антиоблединительных жидкостей, служит пластификатором при выпуске поливиниловых пленок и целлофана. Пропиленгликоль заправляют в приборы для визуального дыма при сценических представлениях.

Из-за потери жидкости в контуре часто есть необходимость смешивать этиленгликоль и пропиленгликоль в системе отопления. Перед заливкой нужно провести тест на совместимость. Эти вещества сочетаются, но производители применяют разные добавки, которые при соединении могут давать осадок. Идеальным решением является полное сливание теплоносителя перед новой заливкой.

Энергоноситель на основе пропиленгликоля можно использовать в отопительных магистралях, которые частично проходят снаружи дома или на чердаке. Теплоноситель заливается в контур под давлением или вручную, но предварительно система проходит гидравлические испытания. В течение эксплуатации берутся пробы энергоносителя и проверяется пригодность в лаборатории.