Вода или антифриз: какой теплоноситель лучше для автономной системы отопления?

Для стабильной работы автономной системы отопления качество теплоносителя имеет определяющее значение. Жалко дорогое оборудование, которое ломается из-за известковых отложений, некомфортно жить в доме с вечно непрогретыми радиаторами. Грамотно подобранный теплоноситель позволит избежать этих проблем; но, парадокс – иногда вода из-под крана справляется с доставкой тепла от котла к радиаторам лучше, чем дорогой антифриз. А иногда экономия на антифризе оборачивается лопнувшими трубами. Что выбрать и когда, разбираемся в девяти карточках.

1 . Какие теплоносители используют в системах отопления частного дома?

Самый распространенный теплоноситель – это дистиллированная, подготовленная или обычная вода теплоемкостью 4,18 Дж/Кг. ¾ домовладельцев используют в системах отопления обычную воду. Главный недостаток воды, как теплоносителя – она расширяется при замерзании, разрывая радиаторы, трубы и теплообменники котлов. Во избежание этого в систему отопления заливают не воду, а один из видов антифризов. Если дом зимой постоянно отапливается, вода вполне справится с задачей теплоносителя – доставлять тепло из котла к радиаторам.

2 . Какими качествами должна обладать вода, рекомендованная к использованию в автономных системах отопления?

Вода должна соответствовать следующим требованиям: содержать растворенного кислорода не более 0,05 мг/куб.м; уровень кислотности должен быть в диапазоне 8-9,5, показатель жесткости рекомендован 7-9 мг экв/л, концентрация железа не более 0,5-1 мг/л.
Самый важный здесь показатель жесткости: если он превышен, это приведет к известковым отложениям в элементах СО. Можно использовать специальные умягчители воды для системы отопления. Также воду кипятят, это тоже работает на умягчение и снижение концентрации солей до безопасных величин, и перегоняют через реагентные, ионообменные или электромагнитные фильтры-смягчители. Часто в воду добавляют кальцированную соду или ортофосфат натрия или заливают в систему отопления дистиллированную воду.

3 . А готовят ли в реальности домовладельцы воду к заливке в систему отопления?

Многие владельцы вообще никак не готовят воду, берут просто водопроводную – обычно этого достаточно для использования в закрытых системах отопления частного коттеджа.
Doobik, модератор FORUMHOUSE: «Практически на всех настенных котлах, а именно они особенно чувствительны к качеству воды, штатно стоят подпиточные и заливочные краны, которые позволяют пополнять систему отопления из водопровода. Если бы это мешало жизни котла, то этих кранов не существовало бы, а в инструкции был бы рассказ, как и чем заливать. Но, разумеется, можно заполнять систему и росой с орхидей».

4 . Какие антифризы в системе отопления частного дома используют чаще всего?

Самая распространенная основа для теплоносителей – этиленгликоль и пропиленгликоль, в которые добавляют стабилизирующие присадки, позволяющие теплоносителям выдерживать до 10 отопительных сезонов. Присадки могут защищать от грибков, плесени, водорослей, от образования пены и очагов коррозии, они позволяют антифризам работать при температуре выше +100 градусов. Антифриз с органическими присадками, не содержащими амины, нитриты и буру, предпочтительнее для СО частного дома.

5 . Для каких систем отопления антифризы не подходят?

Многие специалисты рекомендуют не использовать антифризы в системах отопления со стальными радиаторами и другими элементами. Сталь не совместима с активными компонентами антифризов. Также антифризы не используют в системах отопления открытого типа, контурах с естественной циркуляцией. Недопустимы при использовании антифриза и уплотнители из пакли с масляной краской.

6 . Зависит ли выбор антифриза от особенностей системы автономного отопления?

Да. Этиленгликоль не рекомендуют использовать в открытых системах отопления и двухконтурных котлах, которые работают и на отопление дома, и на подогрев водопроводной воды – он не является экологически безопасным и применяется только в СО с одноконтурным котлом. Зато этиленгликоль не такой вязкий, как пропиленгликоль, быстрее циркулирует по системе, быстрее разносит тепло, у него высокая теплоемкость и он хорошо работает в небольших радиаторах. И он дешевле, чем пропиленгликоль.

Пропиленгликоль не токсичен, безопасен даже для людей с аллергиями – если в результате протечки он выльется на пол, ничего страшного не произойдет. Поэтому его применяют в двухконтурных котлах. Вязкость пропиленгликоля здесь даже скорее преимущество, потому что благодаря ей теплоноситель убирает отложения с элементов системы отопления.

7 . Что такое температура начала кристаллизации теплоносителя?

Это температура, при которой в теплоносителе образуются первые кристаллики льда. Ее указывают на упаковке, и если там значится -30, это значит, что именно до такой температуры антифриз будет справляться с заявленными производителем задачами. Для регионов с морозными зимами рекомендуют антифризы на -65 градусов, для юга и регионов с мягким климатом -20- -30; для северо-запада — -30.

8 . По каким еще критериям надо выбирать теплоноситель?

У теплоносителя должна быть максимально высокая теплоемкость, чтобы эффективно собирать и быстро переносить по дому тепловую энергию (по этому показателю незамерзайки уступают воде примерно на 15%); у него должен быть широкий диапазон от замерзания до закипания; в нем не должны содержаться соли, которые будут откладываться в теплообменнике или трубах; он должен быть безопасным.

9 . Нужны ли для системы отопления, в которой используют антифризы, более мощные циркуляционные насосы, чем для СО, в которой используют воду, и можно ли использовать в ней открытый расширительный бачок?

Да. Все антифризы обладают гораздо большей вязкостью, чем вода, поэтому, чтобы обеспечить их движение по контуру, нужны более мощные насосы. Также при использовании антифризов в системе отопления лучше предусмотреть мембранный бак большего объема, потому что температурное расширение антифриза выше, чем у воды. Открытый расширительный бачок в СО с антифризом применять нельзя, потому что незамерзайки быстро испаряются.

Выбираем теплоноситель для системы отопления загородного дома

Как бы ни усердствовали ученые и инженеры в поиске альтернативных жидкой среде накопителей и передатчиков тепла от источников к конечным точкам теплообмена, достойной замены жидкой среде до сих пор не появилось. Водяные отопительные системы еще долго будут оставаться наиболее распространенными, поскольку они практичны и достаточно эффективны. Водяными они называются условно, хотя правильнее было бы называть их жидкостными, ведь в роли теплоносителя в них используется не только вода, но и другие виды жидких субстанций.

Какой он — оптимальный жидкий теплоноситель?

Идеальный жидкий теплоноситель систем отопления автономного типа должен отвечать следующим требованиям:

Обладать достаточной теплоемкостью, чтобы эффективно накапливать и передавать тепловую энергию.

Быть химически нейтральным по составу, чтобы не провоцировать возникновение коррозионных очагов в элементах отопительного оборудования и не разъедать уплотняющие прокладки в местах соединений контура.

Поддерживать рабочее состояние в широком диапазоне температур.

Не содержать соединений и веществ, оседающих в трубах и батареях, вызывающих зарастание их твердыми отложениями.

Быть стабильным по составу — не разлагаться и не расщепляться на различные химические составляющие под действием высокой температуры или от времени. Его плотность, вязкость, теплоемкость и химическая инертность должны оставаться постоянными.

Быть безопасным для обитателей отапливаемого с его помощью дома, то есть быть нетоксичным и негорючим.

Иметь доступную цену.

Набор требований определен: он логичен и понятен. К сожалению, жидкого теплоносителя, соответствующего всем этим критериям, в природе не существует.

Разные жидкости, используемые для отопления, имеют неполный набор вышеперечисленных свойств и характеристик, причем усиления одних часто удается добиться за счет ухудшения других. Из-за этого проблему приобретения жидкостного теплоносителя считают непростой задачей. Грамотный выбор оптимального для конкретных объектов теплоносителя обязательно учитывает и нюансы конструкции системы, и особенности режима предстоящей эксплуатации. Отталкиваются при этом от приоритетного для объекта параметра, который становится решающим фактором.

Рассмотрим проблему выбора на конкретных примерах. Если теплоноситель нужен отопительной системе с твердотопливным котлом в частном доме, в котором хозяева проживают постоянно, не оставляя его ни на день, целесообразно выбрать воду. Те же вводные, но котел электрический, и нередки перебои с электроэнергией? Стоит подумать о смене теплоносителя или генератора тепловой энергии, поскольку в сильный мороз даже несколько часов простоя электрокотла могут вызвать поломку системы из-за замерзания воды. Если жилище используется наездами по выходным или праздникам, то систему отопления лучше заполнить незамерзающей жидкой субстанцией, но это требует наличия дополнительного оборудования и внесения изменений в конструкцию системы, а также надежной герметизации всех ее элементов.

Нужно также понимать, что пока не придумали теплоносителей, которые можно эксплуатировать вечно. Со временем любой наполнитель системы отопления нуждается в замене. Поэтому стоимость теплоносителя — один из решающих аргументов выбора. Иногда проблему выбора решают производители котлов, указывая в инструкции тип, а порой и марку рекомендуемого состава. Отступление от подобных рекомендаций приводит к прекращению гарантийного срока, что также надо учитывать.

Вода: плюсы и минусы традиционного теплоносителя

По статистике, водой заполнены более двух третей отопительных систем. Такая распространенность традиционного теплоносителя объясняется следующими преимуществами:

Доступность воды и ее экономичность — обходится этот теплоноситель хозяевам очень дешево, а чаще просто бесплатно, и заменить его в автономной системе можно в любое время, что позволяет без проблем проводить любые ремонтные работы.

Высокие теплотехнические характеристики — до сих пор из всех применяемых в отопительных системах жидкостей не нашлось равных воде по теплоемкости при аналогичной плотности носителя. Литр воды при остывании передает через теплообменники порядка 23,26 ватт тепловой энергии. Этот показатель недосягаем ни для одной жидкости-теплоносителя;

Абсолютная безопасность воды для человека — если и случается протечка системы, она не несет рисков химических отравлений, возгораний или образования критической взрывоопасной концентрации паров.

При несомненных достоинствах вода не лишена и недостатков, ограничивающих ее применение в качестве теплоносителя без определенной подготовки. К ним относятся:

Высокий порог замерзания и перехода в твердое состояние — это происходит при пересечении столбиком термометра нулевой отметки, а если учесть, что мы живем в холодной стране, где на большей части территории зимы довольно суровые, этот недостаток становится большой проблемой.

Коррозионная агрессивность воды, которая является мощным окислителем.

Наличие в химическом составе воды высокой концентрации солей, железа, сероводорода и иных соединений, некоторые из которых способны переходить в нерастворимую фракцию и оседать в элементах системы, снижая её эффективность и выводя отопительное оборудование из строя.

С основным недостатком — высокой температурой кристаллизации — справиться пока невозможно. Остальные минусы воды вполне преодолимы. Например, смягчить ее, а значит, избавить от солей, можно обычным кипячением или пропусканием через специальные фильтры для очищения котловой воды.

Незамерзающие теплоносители

В качестве альтернативы быстро замерзающей воде используют жидкости с пониженным температурным порогом кристаллизации. Они называются антифризами, или попросту незамерзайками.

Чем хороши и плохи незамерзайки

Главное достоинство антифризов — низкая температура замерзания — полностью исключает риск разрыва труб и теплообменников. Ведь даже превращаясь в кристаллы, незамерзайки не увеличивают объем, как вода, переходящая в состояние льда. Они просто становятся вязкой гелеобразной субстанцией, которая при повышении температурных значений быстро разжижается, восстанавливая текучесть и приходя в рабочее состояние без потери эксплуатационных свойств.

При высокой концентрации незамерзающим теплоносителям некритично даже охлаждение до -60—65 ºС. Столь экстремальный холод даже в России редкость, поэтому в большинстве регионов антифризы разводят дистиллированной водой, получая состав с порогом замерзания в 30—35º мороза. Этого почти всегда достаточно для исключения риска аварий отопительной системы из-за ее перемерзания.

Современные антифризы отличает высокая стабильность химического состава, качественные незамерзающие теплоносители без замены можно использовать около 5 лет. Но совсем обойтись без полного обновления содержимого отопительной системы нельзя.

Теперь остановимся на негативных моментах применения незамерзаек. Вот основные из них:

Антифризы не годятся к использованию в отопительных системах с естественной циркуляцией, они по контурам прогоняются при помощи мощного насоса.

Теплоемкость любого антифриза намного (до 15 %) ниже, чем у воды, поэтому для обеспечения такого же уровня обогрева требуется больше радиаторов, а значит, увеличивается расход теплоносителей.

При использовании в отоплении антифризов труднее добиться герметичности системы — они способны просочиться и через качественно выполненные уплотнения.

Многие антифризы содержат чрезвычайно токсичные соединения, их протечка либо испарение могут нанести большой ущерб обитателям отапливаемого объекта. Нельзя использовать подобные антифризы в двухконтурных котлах, где есть риск попадания токсичного теплоносителя в систему снабжения горячей водой. Температурное расширение антифризов значительно больше, чем у воды, поэтому при их применении необходима установка расширителя большего объема.

Все незамерзающие теплоносители, используемые в автономных системах отопления, в зависимости от химического состава можно разделить на изготовленные на основе этиленгликоля, пропиленгликоля и глицерина.

Этиленгликолевые антифризы

Эта группа получила наиболее широкое распространение, так как производить незамерзайку на этиленгликолевой основе несложно и не слишком затратно. Реализуют антифризы этого типа как в виде концентрата, так и готовым к использованию раствором с порогом замерзания в -30 С.

При сильном нагревании этиленгликолевые антифризы могут вспениваться, образуя газовые пробки. Решить проблему помогают присадки, придающие антифризу ингибиторные свойства, снижая риск коррозии. Но оцинкованные элементы отопления быстро разрушаются под действием антифризов этого типа, поэтому нельзя допускать их взаимодействия.

При высоких значениях температуры, приближенных к точке его кипения, этиленгликолевый антифриз начинает разлагаться, оседая твердым осадком, закупоривающим узкие каналы элементов системы, а оставшаяся жидкость преобразуется в крайне агрессивные кислоты, провоцирующие образование очагов ржавчины. Если котел не оснащен терморегулятором, использование в системе этиленгликолевых антифризов сопряжено с высокими рисками аварий.

Этиленгликоль — это яд, поэтому необходимо обеспечить надежную герметизацию отопительной системы. Даже заливая этот состав в систему, надо работать в перчатках, так как даже простое попадание жидкости на кожу представляет опасность.

Как видите, минусов у антифризов этого типа предостаточно. Но многих подкупает низкая стоимость такой незамерзайки. Выпускают эти растворы в красных тонах, что как бы призывает к особой осторожности в процессе использования.

Антифризы на базе пропиленгликоля

Этот вид антифризов безопасен для здоровья. Пропиленгликолевые незамерзайки пригодны к использованию в отопительных системах с двухконтурными котлами. К тому же по теплоемкости подобные антифризы значительно превосходят этиленгликолевые составы. Обволакивающее действие пропиленгликоля дает эффект смазки труб, тем самым снижается общее гидравлическое сопротивление и растет КПД системы. Но с оцинкованными элементами у пропиленгликолевых составов тоже сложные отношения, поэтому их нельзя использовать в системе с этим теплоносителем. Реализуются антифризы этого типа уже готовыми растворами и стоят дорого.

Теплоносители на глицериновой основе

Этот вид антифриза имеет и почитателей, и противников. Первые находят немало аргументов в пользу его использования. Вот основные из них:

глицерин совершенно безопасен в использовании;

он имеет широкий диапазон рабочих температур, не увеличивает объем при кристаллизации, после восстановления жидкого состояния сохраняет все свойства и характеристики;

«лоялен» к оцинкованным деталям отопительных систем;

не разъедает прокладки уплотнения и не подтекает в местах соединений;

негорюч и взрывобезопасен;

может использоваться по 7—10 лет при соблюдении рекомендуемых правил эксплуатации;

по теплотехническим свойствам практически равен пропиленгликолю, а стоит намного ниже.

Противники применения глицериновых антифризов приводят свои доводы:

их высокая плотность дает излишнюю нагрузку на систему отопления;

повышенная вязкость затрудняет работу насоса и ускоряет его изнашивание;

по теплоёмкости уступают пропиленгликолю.

Оспаривают они и высокую термостойкость глицериновых антифризов, утверждая, что этот теплоноситель при нагревании до 90 градусов усиливает пенообразование. Правда, справиться с ним можно, введя присадки. Сомнение у противников использования глицериновых теплоносителей вызывает и утверждение об экологической безопасности. При тех же 90 градусах нагрева очень высока вероятность распада глицерина на твердый осадок и газообразную субстанцию под названием акролеин, обладающую крайне неприятным запахом и являющуюся слабым канцерогеном.

Читайте также

Выбираем обеденную группу для гостиной

Инфракрасные электрообогреватели: эффективные и экономичные