Антифриз в автономной системе отопления
Вода или антифриз: плюсы и минусы
Антифризы, по сравнению с водой, обладают целым рядом преимуществ, главным из которых является более низкая температура замерзания. Залив в систему антифриз, можно решить основную проблему: перестать беспокоиться о возможной «разморозке» батарей и посещать зимой свой загородный дом, когда захочется. Система отопления с антифризом всегда готова к использованию. Для придания антифризам дополнительных полезных качеств в них включают присадки. В итоге вся система отопления (при правильной эксплуатации!) может прослужить дольше: присадки защищают от коррозии металлы, входящие в систему отопления, растворяют и выводят образовавшиеся осадки и накипь, предотвращают разрушение уплотняющих элементов. Кроме того, у антифризов существует и определенный «запас прочности», предохраняющий «размораживание» системы, когда температура окружающей среды опускается ниже номинальной для залитого в систему антифриза, но он еще не замерзает.
К сожалению, за полезные качества теплоносителя (антифриза) приходится платить. Причем, как в прямом, так и в переносном смысле.
К особенностям применения антифризов можно отнести следующее.
- Теплоемкость антифризов на 15–20% меньше, чем у воды;
- Вязкость в 2–3 раза выше;
- Объемное расширение на 40–60% больше.
Конечно, это усредненные показатели, все зависит от конкретной марки и производителя, но общая тенденция именно такова. Кроме этого, у разных антифризов разнятся величины теплопроводности, температуры кипения, другие характеристики.
Таким образом, системы отопления, в которых используется антифриз, отличаются от тех систем, где теплоносителем выступает вода. Для использования систем с антифризом требуется увеличить на 30–50% тепловую мощность радиаторов, на 40–60% — объем расширительного бака. Необходимо устанавливать и более мощный циркуляционный насос, увеличивать мощность котла. Так что наливать вместо воды в систему антифриз — не получится. Прежде чем использовать антифриз в системе, необходимо привести в надлежащее соответствие все имеющееся отопительное оборудование.
Есть и еще ряд субъективных моментов в использовании антифризов. Антифризы на основе этиленгликоля, к примеру, нельзя перегревать — это ведет к термическому разложению этиленгликоля и антикоррозионных присадок.
Образующиеся кислоты и осадки могут негативно влиять на работу всей отопительной системы в целом. Перегретый антифриз вспенивается, в системе образуются воздушные пробки. Для предотвращения этого негативного фактора существуют специальные присадки, добавляемые в антифризы.
Нельзя забывать, что антифризы, по сравнению с водой, обладают свойством повышенной текучести. Чем больше в системе количество различных соединений, чем больше стоит различных прокладок, уплотнений, тем больше внимания надо уделять качеству сборки всех элементов системы, иначе повышается вероятность появления протечек. Причем, вследствие повышенной текучести антифриза, протечки могут появляться и не сразу, а, например, при переводе системы на более «холодный» режим работы. Физика процесса понятна: при меньшей температуре металл в местах соединений сужается и образуются микроканалы, в которые начинает просачиваться антифриз.
Некоторые виды антифризов (в основном на основе этиленгликоля) токсичны, поэтому их нельзя применять в общей системе ГВС. Пары некоторых антифризов ядовиты, и для таких теплоносителей требуются закрытые расширительные баки.
Не все отопительные котлы могут работать с теплоносителем-антифризом. И прежде, чем приобретать котел или переводить его на антифриз, необходимо проконсультироваться у продавцов и специалистов: допустимо ли использование прибора в системе отопления, где в качестве теплоносителя выступает антифриз? Заверения же продавцов некоторых антифризов о якобы «универсальности» их товара для всех типов котлов — представляется весьма сомнительным, скорее всего срок службы котла с антифризом, не рекомендованным производителем, существенно сократится.
Если Вы переводите уже установленную систему на антифриз, то помните: антифриз не может использоваться в стальных оцинкованных трубопроводных системах, т.к. цинк вступит в химическую реакцию, последствия которой ударят по кошельку владельца.
Антифриз — достаточно дорогой теплоноситель, но стоимость антифриза, заливаемого в систему, не сопоставима с ремонтно-восстановительными работами в случае размораживания этой системы отопления.
Что же заливать?
На этот вопрос однозначного ответа не существует: все зависит от конкретных условий, в которых находится загородный дом и его владелец. Но если Вы зимой желаете приехать в свой коттедж и сразу включить батареи, то заливайте в систему антифриз — не прогадаете! Правильно подобранные элементы системы отопления, их точно рассчитанные параметры и характеристики, верно выбранный тип антифриза и качественный монтаж всех узлов — залог того, что система отопления будет служить надежно и долго.
Какой антифриз выбрать?
Основным свойством антифризов является их низкая температура замерзания.
Кроме этого, каждый производитель старается улучшить выпускаемый антифриз путем введения специальных присадок и придать ему дополнительные качества.
Известно много видов антифризов. В их основе лежат водные растворы различных веществ: солей, спиртов, моно- и диэтиленгликоля, пропиленгликоля и др. В России наибольшее распространение получили антифризы на основе водного раствора этиленгликоля: Прайд-40, Прайд-К, Прайд Элит-К («ПРАЙД», Москва), Хот Блад-30М, Хот Блад-65М («ТЭКС», Москва), Нордъ-К, Нордъ-65 («ХИМАВТО», Москва), Dixis-30, Dixis-65, Гольфстрим-30, Гольфстрим-65, Аргус Хатдип, Аргус Галан («ПРИМА ЛЕКС», Москва), Теплый дом («ГЕЛИС-ИНТ», Москва), АТ-35 («Фобос») с антикоррозийными и антивспенивающими присадками.
Концентрированные растворы имеют температуру кристаллизации до –68 °С.
Изменяя соотношение концентрата и воды, можно получить жидкость с температурой замерзания от –10 °С до –65 °С. Обычно антифриз продается в двух модификациях: с температурой замерзания не выше –65 °С и температурой замерзания не выше –30 °С. При этом концентрированный вариант (рассчитанный на –65 °С) может быть разбавлен водой. Для получения теплоносителя с температурой замерзания –30 °С к двум частям антифриза надо добавить одну часть воды, для –20 °С — смешать антифриз пополам с водой.
Ведущие мировые производители в конце ХХ в. стали выпускать нетоксичные экологически безвредные пропиленгликолевые антифризы. Такие антифризы могут применяться и в двухконтурных системах отопления, когда есть вероятность попадания антифриза из контура отопления в контур горячего водоснабжения. Из теплоносителей иностранного производства отметим немецкие Antifrogen N и Inibahen, шведский Skandi.
Российские предприятия также начали выпуск пропиленгликолевых антифризов: Хот Блад-30 Эко, Хот Блад-65 Эко («ФОРТ», Москва), Dixis Top («ПТК Т-С», С.-Петербург), Аргус Эковарм-65, Аргус Эковарм-30 («ПРИМА ЛЕКС», Москва), ХНТ-40 («Спектропласт»), Энергос-Люкс (ООО «Евроколор»). Некоторые предприятия изготавливают антифризы, содержащие специальные присадки, снижающие вероятность протечки на 30–40%. Наборы присадок определяют и такие свойства антифриза, как допустимые пределы коррозии, щелочность, препятствование образованию накипи. Все эти параметры регламентирует ГОСТ 28084-89 «Жидкости охлаждающие и низкозамерзающие».
ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ
Заливая антифриз, проверьте, не выпадает ли он в осадок при смешивании с водой. Если да, то используйте дистиллированную воду.
Ни в коем случае не заливайте антифриз в оцинкованные трубопроводы!
Антифриз стареет, поэтому его необходимо заменять с периодичностью, указанной производителем (4–5 лет), промывая систему специальными составами.
Не применяйте автомобильный «тосол» в системах отопления, т. к. в его составе есть добавки, не допустимые к использованию в жилых помещениях.
Применяйте специальные герметики для монтажа системы отопления, обеспечивающие высокую надежность соединений (например, подмотка и гель для труб Рекорд, Сантехмастер ).
Консультируйтесь со специалистами по поводу эксплуатации котлов в системах, где теплоносителем выступает антифриз, — там есть масса нюансов. К примеру, для проточных котлов с форсированными тепловыми режимами в теплообменниках с высокой степенью оребрения характерны кратковременные перегревы стенок теплообменника в моменты максимальных нагрузок при включении и выключении котла — и здесь надо быть предельно осторожным при выборе теплоносителя.
Другой пример: запуск системы с чугунным котлом следует производить на минимальной мощности с постепенным выходом на режим.
Стоит иметь в виду, что разбавление антифриза более чем на 50%, кроме повышения температуры замерзания, ведет и к ухудшению его антикоррозионных свойств, а также к выпадению осадка солей жесткости, растворенных в воде.
Если все же разбавление водой более чем на 50% необходимо, то в полученный раствор надо будет добавить дополнительные присадки.
Для разбавления антифриза рекомендуется использовать воду с жесткостью до 7 единиц. Если Вы не знаете жесткость воды, то рекомендуем предварительно смешать в нужной пропорции небольшое количество антифриза с водой в прозрачной емкости и убедиться в отсутствии осадка.
Антифризы на основе моноэтиленгликоля ядовиты: будьте внимательны при заправке и обслуживании систем отопления и не используйте такие антифризы в двухконтурных системах.
Перед заливкой антифриза в отопительную систему рекомендуем испытать работу системы на воде, произвести опрессовку системы, чтобы убедиться в отсутствии протечек, а также в отсутствии посторонних примесей.
АНТИФРИЗЫ на основе этилен- и пропиленгликолей и ВОДА. Температуры замерзания. Вязкости. Плотности. Теплоемкости.
АНТИФРИЗЫ на основе этилен- и пропиленгликолей и ВОДА. Температуры замерзания. Вязкости. Плотности. Теплоемкости.
Антифризы это — жидкости, применяемые для охлаждения двигателей внутреннего сгорания, радиоэлектронной аппаратуры, промышленных теплообменников и других установок, работающих при температурах ниже 0°С. Основные требования к антифризам: низкая температура замерзания, высокие теплоемкость и теплопроводность, небольшая вязкость при низких температурах, малая вспениваемость, высокие температуры кипения и воспламенения. Кроме того, антифризы не должны вызывать разрушения конструкционных материалов, из которых изготовлены детали систем охлаждения.
Наиболее распространены антифризы на основе водных растворов этиленгликоля и пропиленгликоля (см.ниже). Однако такие растворы вызывают значительную коррозию металлов, поэтому в них добавляют ингибиторы коррозии — Na2HPO4, Na2MoO4, Na2B4O7, KNO3, декстрин, бензоат К, меркаптобензотиазол и другие. В ряде случаев, в качестве антифризов используют водные растворы солей; наиболее широко распространен раствор СаСl2. Недостатки таких антифризов – исключительно высокая коррозионная активность и кристаллизация солей при испарении воды.
СВОЙСТВА АНТИФРИЗОВ НА ОСНОВЕ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ (справочная таблица для интереса, такие антифризы практически вышли из употребления)
| Соль | Содержание соли, % по массе | Температура замерзания, °С |
| NH4Cl | 18,7 | -15,8 |
| NaCl | 22,4 | -21,2 |
| MgCI2*6H2O | 20,6 | -33,6 |
| CaCl2*6H2O | 29,9 | -55,0 |
| К2С03*1,5Н20 | 39,9 | -16,5 |
ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ (1,2-этандиол) НОСН2СН2ОН, бесцветная вязкая гигроскопичная жидкость без запаха, сладковатого вкуса; температура плавления -12,7 °С, температура кипения 197,6 °С. При растворении этиленгликоля в воде выделяется теплота и происходит уменьшение объема. Водные растворы замерзают при низких температурах. Этиленгликоль токсичен при попадании внутрь, действует на центральную нервную систему и почки; смертельная доза 1,4 г/кг. ПДК в воздухе рабочей зоны 5 мг/м 3 .
ПРОПИЛЕНГЛИКОЛИ (пропандиолы) С3Н6 (ОН)2 Известны 2 изомера: 1,2-П. СН3СНОНСН2ОН (1,2-пропандиол) и 1,3-П. СН2ОНСН2СН2ОН. Пропиленгликоли бесцветные вязкие гигроскопичные жидкости сладковатого вкуса, без запаха. Для 1,2-П. температура плавления -60 °С, температура кипения 189 °С. Для 1,3-П. температура плавления -32°С, температура кипения 213,5°С. 1,2-П. растворим в воде, диэтиловом эфире, одноатомных спиртах, карбоновых кислотах, альдегидах, аминах, ацетоне, этиленгликоле, ограниченно растворим в бензоле. При смешении его с водой или аминами резко снижается температура замерзания растворов. Токсичность 1,2-П. (ЛД50 34,6 мг/кг, крысы) ниже, чем у этиленгликоля.
Уровни безопасности для усредненных сроков хранения (биохимической активности) продуктов при добавлении в них 0,2% массового количества хладоносителя приведены ниже.
Показатель оценивается по пятибалльной шкале. Пятерка не означает, что продуктом нельзя отравиться в принципе.
| Антифриз | Показатель | Расшифровка |
| Вода | 5 | Нейтрален |
| Этанол | 5 | Нейтрален |
| Пропиленгликоль | 5 | Нейтрален |
| Хлорид натрия | 5 | Нейтрален |
| Формиат калия | 4 | Слабо опасен |
| Ацетат калия | 4 | Слабо опасен |
| Метанол | 3 | Умеренно опасен |
| Этиленгликоль | 3 | Умеренно опасен |
| Глицерин | 3 | Умеренно опасен |
| Аммиак | 3 | Умеренно опасен |
| Хлорид магния | 2 | Опасен |
| Хлорид кальция | 1 | Очень опасен |
Температура замерзания водных растворов этиленгликоля и пропиленгликоля
| Массовая концентрация гликоля % | ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ | ПРОПИЛЕНГЛИКОЛЬ |
| ° C | ° C | |
| 10 | -3 | -3 |
| 15 | -5 | -5 |
| 20 | -8 | -7 |
| 25 | -11 | -10 |
| 30 | -14 | -13 |
| 40 | -22 | -21 |
| 50 | -34 | -33 |
| 60 | -48 | -51 |
Физические свойства водного раствора этиленгликоля.
Присадки антифризов могут несколько изменить параметры, подстрахуйтесь.
| Объемная доля в смеси % | Минимальная рабочая температура t, °C | Температура раствора t, °C | Плотность кг/м 3 | Теплоемкость КДж/кг*K | Теплопроводность Вт/м*K | Динамическая вязкость сПуаз=мПа*с=10 -3 *Н*с/м 2 | Кинематическая вязкость сСт=мм 2 /с=10 -6 м 2 /с |
| 20 | -10 | -10 | 1038 | 3,85 | 0,498 | 5,19 | 5,0 |
| 0 | 1036 | 3,87 | 0,500 | 3,11 | 3,0 | ||
| 20 | 1030 | 3,90 | 0,512 | 1,65 | 1,6 | ||
| 40 | 1022 | 3,93 | 0,521 | 1,02 | 1,0 | ||
| 60 | 1014 | 3,96 | 0,531 | 0,71 | 0,7 | ||
| 80 | 1006 | 3,99 | 0,540 | 0,523 | 0,52 | ||
| 100 | 997 | 4,02 | 0,550 | 0,409 | 0,41 | ||
| 34 | -20 | -20 | 1069 | 3,51 | 0,462 | 11,76 | 11,0 |
| 0 | 1063 | 3,56 | 0,466 | 4,89 | 4,6 | ||
| 20 | 1055 | 3,62 | 0,470 | 2,32 | 2,2 | ||
| 40 | 1044 | 3,68 | 0,473 | 1,57 | 1,5 | ||
| 60 | 1033 | 3,73 | 0,475 | 1,01 | 0,98 | ||
| 80 | 1022 | 3,78 | 0,478 | 0,695 | 0,68 | ||
| 100 | 1010 | 3,84 | 0,480 | 0,515 | 0,51 | ||
| 52 | -40 | -40 | 1108 | 3,04 | 0,416 | 110,8 | 100 |
| -20 | 1100 | 3,11 | 0,409 | 27,50 | 25 | ||
| 0 | 1092 | 3,19 | 0,405 | 10,37 | 9,5 | ||
| 20 | 1082 | 3,26 | 0,402 | 4,87 | 4,5 | ||
| 40 | 1069 | 3,34 | 0,398 | 2,57 | 2,4 | ||
| 60 | 1057 | 3,41 | 0,394 | 1,59 | 1,5 | ||
| 80 | 1045 | 3,49 | 0,390 | 1,05 | 1,0 | ||
| 100 | 1032 | 3,56 | 0,385 | 0,722 | 0,7 |
Физические свойства водного раствора пропиленгликоля ( 1,2-Пропиленгликоль C3H6(OH)2)
Присадки антифризов могут несколько изменить параметры, подстрахуйтесь.
| Объемная доля в смеси % | Минимальная рабочая температура t, °C | Температура раствора t, °C | Плотность кг/м 3 | Теплоемкость КДж/кг*K | Теплопроводность Вт/м*K | Динамическая вязкость сПуаз=мПа*с=10 -3 *Н*с/м 2 | Кинематическая вязкость сСт=мм 2 /с=10 -6 м 2 /с |
| 25 | -10 | -10 | 1032 | 3,93 | 0,466 | 10,22 | 9,9 |
| 0 | 1030 | 3,95 | 0,470 | 6,18 | 6,0 | ||
| 20 | 1024 | 3,98 | 0,478 | 2,86 | 2,8 | ||
| 40 | 1016 | 4,00 | 0,491 | 1,42 | 1,4 | ||
| 60 | 1003 | 4,03 | 0,505 | 0,903 | 0,9 | ||
| 80 | 986 | 4,05 | 0,519 | 0,671 | 0,68 | ||
| 100 | 979 | 4,08 | 0,533 | 0,509 | 0,52 | ||
| 38 | -20 | -20 | 1050 | 3,68 | 0,420 | 47,25 | 45 |
| 0 | 1045 | 3,72 | 0,425 | 12,54 | 12 | ||
| 20 | 1036 | 3,77 | 0,429 | 4,56 | 4,4 | ||
| 40 | 1025 | 3,82 | 0,433 | 2,26 | 2,2 | ||
| 60 | 1012 | 3,88 | 0,437 | 1,32 | 1,3 | ||
| 80 | 997 | 3,94 | 0,441 | 0,897 | 0,9 | ||
| 100 | 982 | 4,00 | 0,445 | 0,687 | 0,7 | ||
| 47 | -30 | -30 | 1066 | 3,45 | 0,397 | 160 | 150 |
| -20 | 1062 | 3,49 | 0,396 | 74,3 | 70 | ||
| -10 | 1058 | 3,52 | 0,395 | 31,74 | 30 | ||
| 0 | 1054 | 3,56 | 0,395 | 18,97 | 18 | ||
| 20 | 1044 | 3,62 | 0,394 | 6,264 | 6 | ||
| 40 | 1030 | 3,69 | 0,393 | 2,978 | 2,9 | ||
| 60 | 1015 | 3,76 | 0,392 | 1,624 | 1,6 | ||
| 80 | 999 | 3,82 | 0,391 | 1,10 | 1,1 | ||
| 100 | 984 | 3,89 | 0,390 | 0,807 | 0,82 |
Физические свойства воды.
Присадки водоподготовки (и санитарные) могут несколько изменить параметры, подстрахуйтесь.
