Теплоноситель для систем отопления: знакомство с современным рынком

Сейчас в продаже можно найти самые разные теплоносители для систем отопления. Как выбрать наиболее подходящий? Чем они отличаются друг от друга? Об этом — наша статья.

Прежде чем купить — давайте поинтересуемся составом.

Зачем нужно покупать теплоноситель

В самом деле, чем вода хуже? Почему не остановить свой выбор на ней?

Основная причина — это, разумеется, сравнительно высокая температура замерзания воды. Ситуаций, когда дом может надолго остаться без отопления, достаточно много:

• Длительный отъезд всей семьи, на время которого отапливать дом некому;
• Многие загородные дома вообще отапливаются эпизодически, во время приездов на выходные;
• Наконец, могут просто закончиться дрова или прекратиться подача электроэнергии. Да, в остывшем доме жить крайне некомфортно; но пережить несколько дней можно и в одной комнате, отапливаясь аварийным газовым конвектором или тепловентилятором.

К слову: котлы, способные использовать несколько видов топлива, могут быть эффективным решением такого рода проблем. Возможность перейти при острой необходимости с угля на электричество или баллонный газ очень удобна.

Вода, превращаясь в лед, расширяется. Развиваемое при этом усилие достаточно велико, чтобы порвать стальные трубы и радиаторы из любого металла. Очевидное решение — использовать другой теплоноситель для системы отопления, лишенный этой проблемы.

На фото — последствия замерзания воды в медно-алюминиевом конвекторе.

Особый случай

Стоит отдельно оговорить ситуацию, в которой в роли теплоносителя может выступать только и исключительно вода. Причем соответствующая стандарту «вода питьевая», со строго определенным количеством минеральных солей.

Электродные электрокотлы используют для нагрева теплоносителя текущий через него ток. Вода благодаря тем самым солям является электролитом. А вот большая часть незамерзающих составов — диэлектрики.

Общеизвестно, что соленая вода замерзает при более низкой температуре. Казалось бы, вот оно — простое и дешевое решение! Не тут-то было.

1. В перенасыщенном растворе соли неизбежно будут распадаться на ионы и образовывать осадок на электродах, резко снижая их ресурс и эффективность обогрева.
2. Кроме того, солевой раствор куда более химически агрессивен: вспомните, как быстро коррозия уничтожает неокрашенные стальные конструкции на морском берегу.
3. Наконец, чем больше концентрация соли — тем больше проводимость. Вместо нагрева мы получим короткое замыкание.

Увы — лазейки не предвидится. Электродный котел означает, что положительную температуру в контуре придется поддерживать постоянно. Точка.

Котлы этого типа крайне компактны при большой мощности, но работают только при использовании воды со строго определенным количеством солей.

Расчеты

Чтобы купить теплоноситель для отопления, нужно по возможности точно оценить необходимый объем. Как выполнить расчет своими руками?

Сложный способ

Собственно, достаточно представить внутренний объем системы отопления как совокупность отопительных приборов и труб (будь то квартира или частный дом). Дальше все сравнительно просто:

• Информацию о внутреннем объеме конвектора или одной секции радиатора легко найти на сайте производителя. То же самое касается теплообменника котла.
• Объем цилиндра равен произведению его длины, квадрата радиуса и числа «пи».

Давайте в качестве примера рассчитаем внутренний объем 120-метрового розлива из полипропилена с внешним диаметром 32 миллиметра.

1. Внутренний диаметр трубы равен 25 миллиметрам. Радиус — 12,5 мм, или 0,0125 метра.
2. Внутренний объем розлива равен 120*0,0125^2*3.14159265=0.0589 м3, или чуть меньше 59 литров.

Таким же образом рассчитывается суммарный внутренний объем подводок к радиатору. Метод, как видите, не столько сложен, сколько требует большого количеств измерений. Кроме того, он дает довольно большие погрешности: к примеру, сечение трубы на изгибе заметно меньше, чем на прямом участке.

Простой метод

Можно ли выполнить расчет теплоносителя в системе отопления более точно и быстро?

Абсолютно точно определить объем системы отопления поможет несложная инструкция. Просто заполните контур водой и стравите воздух. Последующий слив теплоносителя в любую мерную тару при открытых воздушниках даст вам точное значение его количества.

Чтобы измерить внутренний объем контура, достаточно заполнить его водой, а потом слить ее через нижний сбросник.

Выбор теплоносителя

Объем теплоносителя в системе отопления мы выяснили. Настало время идти в магазин. Чтобы определиться с выбором, давайте познакомимся с особенностями разных жидкостей, применяемых в системах отопления.

Этиленгликоль

Он используется, как правило, в смеси с водой и является одним из наиболее популярных незамерзающих теплоносителей. Водно-гликолевые смеси не замерзают при температурах до -70 градусов. Кроме того, по заверению производителей, состав содержит особые добавки, уменьшающие темпы коррозии и образование накипи.

Самым удачным выбором, однако, этиленгликоль не назовешь.

• Он куда более вязок по сравнению с водой. При постоянной мощности насоса скорость теплоносителя в системе отопления резко снизится. Придется ставить более мощный насос, что будет означать несколько увеличившийся расход электроэнергии.

Полезно: оптимальной скоростью движения воды или другой жидкости в трубах считаются 0,5 — 0,7 метра в секунду. Более низкая скорость даст слишком неравномерный нагрев радиаторов в разных частях контура, более высокая — гидравлические шумы.

• Коэффициент теплового расширения у водно-гликолевых смесей на 40-60 процентов выше, чем у воды. При переходе с воды на антифриз придется установить дополнительный расширительный бак.
• Водно-гликолевый раствор по сравнению с чистой водой имеет на 15-20 процентов меньшую теплоемкость. Для сохранения прежней теплоотдачи вам придется увеличить либо количество секций радиаторов, либо расход теплоносителя в системе отопления, опять-таки подняв мощность насоса.
• Гликолевые смеси довольно быстро приводят в негодность резиновые прокладки, которые используются во многих типах фитингов и между секциями радиаторов. Начинаются течи.
• Цинк постепенно растворяется гликолями, меняя их физико-химические свойства. Оцинкованные трубы нельзя использовать с этим видом антифриза.
• Наконец, самое неприятное: этиленгликоль крайне токсичен. Смертельная доза не превышает 150 миллиграммов; при этом жидкость способна всасываться через поры кожи и через легкие в виде паров.

Низкая температура замерзания — несомненный плюс. А вот остальные свойства не радуют.

Последнего свойства начисто лишен пропиленгликоль. Ни сама жидкость, ни ее пары не ядовиты; остальные качества идентичны описанным выше.

Солевые растворы

При всех перечисленных выше недостатках они все же применяются. Используются и обычная поваренная соль NaCL, и раствор природного минерала бишофита, и многие другие вещества.

Массовая доля соли в готовом растворе колеблется от 20 до 40 процентов, температура замерзания — от -21 градуса для 20-процентного раствора хлористого натрия до -55С для 30-процентного водного раствора CaCl2*6HjO.

Производители отчасти нивелируют агрессивность солевых растворов специальными добавками, снижая их активность по отношению к сталям и резине; однако с легким сердцем рекомендовать эти теплоносители к применению нельзя.

Солевой раствор замерзает при куда более низкой температуре, чем чистая вода.

Составы на основе глицерина

Их существенный недостаток — высокая цена. Глицерин с присадками заливается в контур без разбавления водой и достаточно дорог.

Что же покупатель получает за свои деньги?

• Надежную защиту от коррозии. Резиновые прокладки, цинковые покрытия и алюминиевые радиаторы тоже не пострадают. Глицерин химически инертен; кроме того, в нем невозможны разрушающие металлы электрохимические процессы.
• Абсолютную безопасность. Глицерин не токсичен.
• Довольно широкий диапазон рабочих температур — от -35 до 110 градусов. Да, верхняя граница не слишком высока; однако обычные параметры теплоносителя системы отопления — 80-90 градусов на подаче и 60-70 на обратном трубопроводе.

Любопытно: чистый глицерин имеет температуру плавления +18С. Жидкое агрегатное состояние при отрицательных температурах он сохраняет благодаря добавкам.

• Что особенно приятно — падение температуры ниже допустимой не приводит к разморозке отопительной системы. Твердый глицерин не увеличивается в объеме; для повторного запуска замерзшего контура достаточно просто отогреть его.

Дорогой, но эффективный и безопасный состав.

Масла

В качестве теплоносителей применяются нефтяные масла, обладающие стабильностью при высоких температурах (до 280-320 градусов). Да, в домашнем контуре такой температурный режим не востребован; однако термическая стабильность означает и малую летучесть при более низких температурах.

Про то, что масла в полной мере обладают антикоррозионными свойствами, напоминать не нужно. С резиной все сложнее: в качестве прокладок придется использовать только маслостойкую резину, которой фитинги, понятное дело, не комплектуются.

Основное достоинство масла — именно в способности выполнять свои функции при высоких температурах. Чаще всего оно применяется в промышленных системах отопления в качестве альтернативы перегретому пару.

Основной недостаток — огнеопасность. Течь может привести к пожару.

Спирт

Обычный этиловый спирт тоже используется в качестве теплоносителя. Перед применением пищевой этанол денатурируется антикоррозийными добавками и разбавляется водой.

Любопытно: в готовый продукт многие производители добавляют битрекс — нетоксичное, но чрезвычайно горькое вещество. 30 частей битрекса на 1 000 000 частей спирта делают его абсолютно непригодным к употреблению, что в российских реалиях, сами понимаете, лишним не будет.

Зачем разбавлять спирт водой? Ведь при этом температура замерзания смеси становится выше, не так ли?

Дело в том, что этиловый спирт чрезвычайно летуч. Спиртовые пары на человеческий организм влияют, конечно, довольно приятным образом; но они еще и взрывоопасны. А водно-спиртовой раствор не будет испаряться даже в теплообменнике котла.

При достижении критической температуры смесь спирта с водой превращается в кашу с кристаллами льда. Разумеется, кристаллы объемом превышают воду, из которой образовались; но тот факт, что смесь остается жидкой, не даст увеличению объема нанести повреждения отопительной системе.

Приставка «эко» подчеркивает безопасность продукта. Дегустация, впрочем, приятной не будет.

Позиция производителей котлов

На украинском сайте Vaillant, крупнейшего немецкого производителя отопительного оборудования, размещена весьма любопытная статья. В ней прямо и недвусмысленно запрещается использование газовых котлов отопления Вайлант с антифризами.

Судя по аргументации, имеется в виду этиленгликоль, поскольку упоминается прежде всего токсичность состава. Некоторые моменты статьи автор позволит себе привести, поскольку они актуальны для ЛЮБОГО котла.

• При превышении критической температуры антифриз и антикоррозийные присадки разлагаются с образованием кислот и твердого остатка. Как кислота повлияет на трубы, радиаторы и теплообменники — объяснять, думается, не нужно.
• Еще одно последствие перегрева — повышенное пенообразование с завоздушиванием системы и постоянным срабатыванием предохранительного клапана. Дорогостоящий теплоноситель будет в буквальном смысле выброшен на воздух. Возможно и образование в трубах твердого продукта, структурой напоминающего пемзу.
• Антифризы обладают повышенной проницаемостью при нагреве. Течь быстро начинают не только резиновые прокладки, но и резьбы. В первую очередь собранные на льне с краской: этиленгликоль эффективно растворяет масляные краски.

Думается, не стоит распространять касающееся одного теплоносителя предупреждение на все их виды; однако внять предостережению определенно стоит.

Ведущий производитель котлов настоятельно рекомендует использовать с ними только воду.

Заключение

Видео в конце статьи изложит вам еще один взгляд на выбор теплоносителя. На каком из них остановиться — решать вам. Вся необходимая информация в вашем распоряжении (читайте также о том, как сделать правильный выбор в пользу экономичных газовых котлов отопления).

Подготовка воды для системы отопления и как ее правильно умягчить

Чаще всего теплоносителем в домашних автономных системах отопления выступает вода. Это дешевый и доступный ресурс, который быстро нагревается и при обеспечении равномерности циркуляции доносит тепло до всех элементов теплосистемы. Но вода для отопления может быть избыточно жесткой, мягкой и потому требуется предварительная подготовка носителя перед заливом в систему. Рассмотрим варианты подготовки и способы очистки в домашних условиях с применением различных приборов.

Какую воду можно применять для системы отопления?

Вопреки расхожему мнению, талая и дистиллированная жидкость не совсем подходят для заливки в качестве теплоносителя – избыточная мягкость жидкости так же вредна, как и жесткость. Рассматривая, какой должна быть вода для системы отопления, следует знать – содержание солей, элементов тяжелых металлов больше максимального предела, механических примесей и взвесей в жидкости недопустимо.

Если не подготовить носитель, конструкция быстро выйдет из строя по причинам:

• разрушения стенок трубопровода, котла из-за реакции химически активных компонентов;
• образования коррозии, слоев накипи на внутренних стенках элементов.

Зарастание туннелей трубы приводит к снижению скорости циркуляции теплоносителя, неравномерности прогрева приборов, повышению расхода топлива и уменьшению теплоотдачи. Поэтому теплоноситель следует подготовить прежде, чем заливать в систему. Планы по подготовке включают проведение химического анализа. Это можно сделать тестовыми наборами для аквариумов или отнести пробы в химическую лабораторию. Второй вариант надежнее, дает более детальный анализ и позволяет подобрать систему для более качественной очистки.

Для забора пробы вода наливается в бутылку или банку объемом не менее 1,5 л. Не рекомендуется брать бутылки из-под сладкой газировки, чая и других напитков кроме воды. Струю сначала сливают 10-15 минут, затем можно брать пробу воды. Пролив нужен для того, чтобы в бутылку не попала застоявшаяся в трубах жидкость – такая проба грозит ошибочными результатами.

А вот для предупреждения попадания кислорода в бутылку, жидкость наливается тонкой струйкой так, чтобы она стекала по стенке тары. Налить под горлышко, плотно закрыть крышкой, отвезти в сертифицированную лабораторию и дождаться результатов. Если нет возможности отдать пробу на анализ сразу, разрешается хранить воду в холодильнике до 2-х суток. Главное – не ставить бутылку в морозилку, чтобы не изменился химический состав пробы.

Химический состав воды для отопления

После определения состава теплоносителя, следует привести значение компонентов к показателям, установленным стандартами:

1. Растворенного кислорода не более 0,05 мг/м3. Если кислорода нет, то это хороший показатель.
2. Уровень кислотности (pH) 8,0-9,5.
3. Содержание примесей железа в пределах 0,5-1 мг/литр.

Концентрация взвесей механического типа должна быть нулевой, а вот мелкие мягкие частицы попадаются в любом случае, от них придется избавляться с помощью фильтровального оборудования. Важно просмотреть содержание болезнетворных бактерий, которые ухудшают качество теплоносителя, образуя на стенках внутреннего туннеля пленку.

Если вода без солей, но с высокой кислотностью, то носитель спровоцирует образование коррозии, в то же время минимальное содержание солей в жидкости снижает скорость процесса ржавления. Однако избыток солей провоцирует отложения накипи, но при этом естественным путем понижает кислотность теплоносителя, которая приводит к коррозии. Поэтому важно достигать баланса содержания веществ без полного их удаления из жидкости.

Важно! Результаты анализа по кислотности следует рассматривать с возможностью повышения температуры теплоносителя. При увеличении нагрева уровень кислотности изменяется, потому в холодном носителе этот параметр должен находиться в минимальных пределах.

Методы и способы подготовки воды

Подготовка воды для системы отопления может производиться следующими способами:

• добавлением присадок, химических реагентов, изменяющих состав жидкости;
• очисткой с помощью фильтровального оборудования;
• техникой каталитического окисления для устранения излишков железа путем выведения их в осадок;
• смягчением при обработке электромагнитными волнами;
• термической обработкой – дистилляцией, замораживанием, кипячением;
• отстаиванием жидкости для устранения осадочных включений;
• деаэрацией для выведения лишнего кислорода, углекислого газа.

Выбор зависит от компонентного состава теплоносителя, но фильтры устанавливаются всегда. Для потоков с большим включением механических частиц требуются мощные приборы с увеличенным количеством слоев кварцевого песка, активированного угля или керамзита. А воду с малозаметными взвесями (мягкими) пропускают через фильтры с промывными или сменными картриджами.

Важно! Длительная термическая обработка может вывести оксид углерода и смягчить воду, но кипячение не избавляет от карбоната кальция, который способствует образованию накипи.

Как подготовить воду в домашних условиях

К основным проблемам, которые нужно решить, относятся – смягчение, обезжелезивание, обессоливание и устранение твердых и мягких вкраплений. Выбирая методы и способы, следует помнить – повышенная кислотность требует ощелачивания (пригодится сода), высокое содержание щелочей – окисления (хлор).

А теперь рассмотрим еще варианты, доступные для выполнения в домашних условиях:

1. Самый простой способ, как умягчить воду для системы отопления, прокипятить. Но убрать различные соединения таким образом не получится, поэтому специалисты советуют применять ингибиторные фильтры для нейтрализации накипи. Фильтровальное оборудование помогает исключить из теплоносителя едкий натр, кальцинированную соду, известь.
2. Вариант очистки без реагентов – магнитные умягчители. Приборы с магнитом выделяют из воды элементы магния, кальция, меняя форму молекул и заставляя компоненты выпадать в осадок. Но способ эффективен, если прогрев теплоносителя не поднимается выше отметки +70 С.
3. Если в систему заливается дистиллированная вода для отопления или талая, дождевая, то такую жидкость нужно поставить на отстаивание минимум на 3-4 дня. Затем проверить уровень pH, который должен располагаться в пределах не ниже показателя в 6,5 единиц.

Важно! При формировании магистрали из труб без оцинковки уровень pH в теплоносителе должен быть в пределах 7-8 единиц.

1. Чтобы вывести из жидкости избыток железа, воду отстаивают. В процессе проникновения кислорода в воду начинается процесс коррозии, металл выпадает в ржавый осадок. Для выполнения работ потребуется большая тара объемом не менее 300 л, компрессор для нагнетания кислорода. Срок отстаивания зависит от концентрации элементов железа. После завершения процедуры вода для котла отопления проверяется экспресс-тестом и можно заливать теплоноситель в систему.
2. Если нужен вариант, как смягчить воду для отопления своими руками и одновременно вывести избыток железа, подойдет метод обратного осмоса и применение фильтров с ионообменными смолами.

Совет! Чтобы предупредить повышение концентрации железа в воде, достаточно добавить в воду хлорку (50 мг/1 л). Но способ подходит для трубопроводов, выдерживающих воздействие хлора.

Для устранения мелких и крупных механических вкраплений применяются фильтры различного типа. Чтобы убрать из воды марганец, следует применять те же способы, что и для выведения железа. А снизить риск размножения болезнетворных бактерий поможет облучение жидкости УФ-лучами, хлорирование.

На заметку! Если нет времени на проверку состава, отстаивание и другие этапы обработки, пригодится вода без газа из бутылок. Бутилированная вода в системе отопления – оптимальный выход для закрытых конструкций. Важно лишь проверить уровень pH на допустимые нормативы.

Умягчение и обезжелезивание теплоносителя необходимы для продления срока работы теплосистемы. Способы домашней обработки пригодны для выведения небольшого количества избыточных компонентов, однако если вода считается очень жесткой или содержит много железа, необходимо ставить качественное фильтровальное оборудование. Подбор приборов производится только после определения химического состава воды.