Характеристики теплоносителей

Теплоносители (жидкости охлаждающие для теплообменных систем) – это рабочие среды, которые в процессе теплообмена либо отводят избыточное тепло, либо применяются для нагрева в технологиях различных производств, а также для обогрева жилых, офисных и производственных зданий и сооружений.

Для повышения эффективности процесса теплообмена в системах отопления в качестве рабочих сред применяют разные виды жидкостей-теплоносителей. Первоначально применялась простая вода или в отдельных случаях — водяной пар. В последующем такие технологии утратили развитие, так как стали неэффективными и дорогими. Теплообменное оборудование довольно быстро ржавеет, воду приходится постоянно менять, при этом остывание происходит слишком быстро.

С целью повышения эффективности работы теплообменного оборудования и улучшения эксплуатации систем теплообмена были разработаны новые виды всесезонных низкозамерзающих (составов) теплоносителей с большими сроками эксплуатации в системах отопления.

На современном этапе развития промышленного производства наибольшее распространение в качестве рабочих сред для систем теплообмена получили водные растворы гликолей (этиленгликоля, пропиленгликоля) или глицерина, содержащие пакеты присадок, улучшающих их эксплуатационные характеристики. На сегодня это наиболее эффективные рабочие среды, используемые в процессах теплообмена.

Существуют множество видов теплоносителей, физико-химические характеристики которых незначительно отличаются между собой, что дает возможность выбирать наиболее подходящий к применению с учетом условий его дальнейшего использования.

Из этого множества видов востребованных теплоносителей условно можно выделить следующие наиболее распространённые группы:

• вода (водно-солевые растворы);
• этиленгликоль, пропиленгликоль (водно-гликолевые растворы);
• смеси.

Каждый из теплоносителей этих групп обладает своими характерными преимуществами и недостатками.

Характеристики воды как проводника тепла

Многие системы отопления в качестве рабочей среды заполняются водой – наиболее доступным и универсальным теплоносителем. Она находится в свободном доступе, ее запасы в природе регулярно возобновляются. До 70% отопительных систем наполнены природной жидкостью.

Популярность воды обусловлена не только ее доступностью, но и экологической безопасностью. Также среди ее положительных особенностей – высокая плотность и удельная теплоемкость. Важная эксплуатационная характеристика – низкая химическая активность, хороший коэффициент передачи тепла, минимальная вязкость. Вода соответствует всем этим требованиям. При необходимости температуру ее нагрева можно регулировать.

Среди характеристик у природной жидкости существуют и недостатки. К ним относится:

• низкий верхний предел нагрева (температурный максимум в отопительной системе до 150 °C);
• замерзает при 0 °C, переходя в кристаллическую форму со значительным увеличением объёма, что приводит к разрушению оборудования и трубопроводов систем отопления;
• возможность возникновения коррозионных процессов с образованием оксидов металлов (ржавчины) и разрушением поверхностей оборудования;
• образование накипи на поверхностях трубопроводов при нагревании до 80 °C.

Если вода замерзнет в трубах зимой, вся отопительная система может прийти в негодность. Часто на металлических трубах и фитингах появляется ржавчина, отложения. Чтобы минимизировать риск их появления, используется дистиллированная вода или в техническую воду добавляют специальные присадки и щёлочи.

Отопительные приборы, где функцию теплоносителей выполняет вода, нуждаются в регулярном обслуживании – промывке теплообменных аппаратов и трубопроводов, проведении периодического ремонта котла, корректировке удельного сопротивления в отопительный сезон.

Технические свойства теплоносителей на основе гликолей

С 01.01.2017 г. для теплоносителей введён в действие ГОСТ 33341-2015 «Составы низкозамерзающие всесезонные и жидкости охлаждающие для теплообменных систем», в составе которых в качестве базовых компонентов – гликолей (этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, пропиленгликоль) используется специфическое свойство их водных растворов не приобретать твёрдую фазу при отрицательных температурах окружающей среды.

На основе гликолей разработаны десятки видов теплоносителей для применения в различных теплообменных системах. Это не только жидкости для коммунальной сферы, но и составы для промышленных теплообменных установок. Такие составы хорошо обеспечивают передачу тепла и позволяют поддерживать высокую эффективность процесса теплообмена.

Применять составы с сохранением оптимальных условий можно до 5-7 лет без их регенерации. После истечения гарантийного срока и проверки качества можно восстановить либо заменить состав и продолжить эксплуатацию.

Теплоносители на основе этиленгликоля

Для работы некоторых отопительных агрегатов необходимо применение теплоносителя, замерзание которого происходит только при очень низкой температуре. Жидкость охлаждающая низкозамерзающая (либо антифриз) на основе этиленгликоля – одна из них.

Низкая температура начала кристаллизации таких видов теплоносителей зависит от соотношения базового компонента – этиленгликоля и дистиллированной воды в растворе. Для улучшения эксплуатационных характеристик этих теплоносителей в их состав добавляют пакет функциональных присадок, которые защищают металлические поверхности оборудования от коррозионного воздействия этиленгликоля.

Антифриз подходит для применения и в автомобильных системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и в системах, которые используются для обогрева зданий, сооружений и применения в качестве теплоносителя на различных производствах. Он относится к разряду теплоносителей средней ценовой категории.

Температура начала кристаллизации такой марки теплоносителя может достигать минус 70 °C, не образует отложений на трубах теплопровода.

Среди ключевых характеристик такого теплоносителя выделяют следующие:

• низкозамерзающие свойства (замерзание зависит от концентрации этиленгликоля в растворе);
• практичность и безопасность использования (во время охлаждения и кристаллизации приобретает аморфную структуру – значительно не расширяется, поэтому и не способен повредить оборудование системы отопления);
• в составе содержит пакет присадок (защищающие от коррозии, накипи, пенообразования и стабилизирующие, антиокислительные);
• не изменяет своих первоначальных основных особенных свойств на протяжении всего срока эксплуатации;
• имеет высокую температуру начала кипения в замкнутой системе;
• не оказывает агрессивного воздействия в гарантийный период эксплуатации на разные материалы (металл, пластик, резины, текстиль), так как в составе содержит необходимые присадки в достаточном количестве.

Главный недостаток такого теплоносителя – его токсичность. Они в меру токсичны по воздействию на организм человека (3 класс опасности) и опасны по экологическим параметрам. По этой причине его не применяют в открытых отопительных системах. Во время его использования важно предотвратить его попадание на какие-либо предметы. В противном случае их целесообразно будет заменить.

Теплоносители на основе пропиленгликоля

Пропиленгликолевые составы и жидкости охлаждающие, массовое распространение которых ограничивается дорогостоящим базовым рабочим компонентом – пропиленгликолем, получили распространения с внедрением теплоносителей в технологиях пищевых производств, а также на предприятиях фармацевтической промышленности. Основное преимущество их над этиленгликолевыми – более безопасны для человека и экологии.

Можно выделить следующие их основные характеристики:

• не вызывает отравления, водные растворы пропиленгликоля взрывопожаробезопасны и соответственно в их парах практически не содержится базовый активный компонент;
• подходит для обогрева жилых домов и зданий общественного назначения;
• имеет низкую химическую агрессивность;
• подходит для материалов, и в первую очередь оборудования из металлов, на которых при контакте с водой возникает коррозия;
• предотвращает гидроудары и обладает хорошим смазывающим эффектом.

К недостаткам, характеризующим пропиленгликолевые теплоносители, следует отнести:

• необходимость проведения замены каждые 5 лет, теплоносителей со стандартным набором пакета присадок. Для увеличения срока надёжной эксплуатации необходимо использовать пакет с карбоксилатными присадками для получения товарных марок «Карбо-ЭКО-ТЭН»;
• высокую стоимость;
• при отрицательных температурах теплоносители имеют высокую величину вязкости и в то же время характеризуются повышенной текучестью, поэтому могут легко проникать через неплотные соединительные детали отопительной системы (даже там, где не просачивается вода).

Теплоносители в виде смесей

Еще одна группа теплоносителей, применяемых в теплообменных системах включает составы и жидкости охлаждающие на основе водных растворов базового рабочего компонента – глицерина. Это современные и перспективные разработки с высокой эффективностью и незначительным потенциальным вредом для окружающей среды.

По требованиям заказчиков могут производиться теплоносители для применения в отопительных установках, на функциональной базе смешивания двух основ – пропиленгликоля и этиленгликоля. Такие смеси совмещают в себе характеристики двух активных базовых компонентов. Ввиду повышенной вязкости пропиленгликоля при низких температурах этот недостаток нивелируется добавлением в состав смеси этиленгликоля. Однако, при этом ухудшаются параметры экологии и безопасности теплоносителей.

По сути даже воду и теплоносители на базе водных растворов гликолей также можно отнести к группе смесевых теплоносителей.

Основные характеристики, на которые необходимо ориентироваться при выборе теплоносителя

К рабочим средам предъявляется ряд требований. Каждое из них – это определенная характеристика теплоносителей для теплообменных систем, включая и процессы отопления.

• Хорошая теплоаккумулирующая способность, позволяющая уменьшить энергозатраты на перемещение.
• Транспортабельность. Важно обладание стабильного агрегатного состояния и способности переносить тепло (холод) на необходимые расстояния.
• Низкий уровень токсичности или её минимальное воздействие на здоровье персонала.
• Экологическая безопасность. Необходимо, чтобы возможные непредусмотренные утечки и выбросы не оказывали негативного влияния на окружающую среду.
• Химическая инертность по отношению к материалам теплообменных систем и технологического оборудования различных производств (металлы, сплавы, уплотнительные изделия, резины и т.п.).
• Оптимальный работоспособный температурный диапазон, что обеспечивает стабильность теплообмена и устойчивость управления режимами многообразных процессов производства и снижает эксплуатационные расходы.
• Взрывопожаробезопасность. Важно, чтобы разогретый теплоноситель при контакте с воздухом не воспламенялся.

Не менее важны и некоторые физические характеристики: высокий коэффициент теплопроводности, величина коэффициента, характеризующего поверхностное натяжение и оптимальная величина вязкости в широком температурном интервале.

Компания «Савиа» специализируется на производстве и осуществляет продажу промышленных теплоносителей широкого спектра различных товарных марок.

Какой теплоноситель лучше выбрать для системы отопления?

Теплоноситель для жидкостной системы отопления — это вещество, при помощи которого тепло переносится от источника (котла) к точкам теплообмена (радиаторам). Как правило, в отопительных системах в качестве такого вещества применяется вода или специальные незамерзающие жидкости — антифризы. Чтобы выяснить, какой теплоноситель лучше, необходимо изучить особенности основных разновидностей жидкостей, используемых в системах отопления. Рассмотрим каждый теплоноситель для системы отопления подробнее.

Каким должны быть жидкости-теплоносители?

Прежде, чем изучить параметры теплоносителя того или иного типа, необходимо сформулировать требования, которые предъявляются к теплопередающей жидкости для систем автономного обогрева дома:

1. Вещество должно эффективно аккумулировать и переносить тепловую энергию. А это значит, что у него должна быть максимально высокая теплоемкость.
2. У жидкости должен быть «щадящий» химический состав, который не провоцирует активные коррозионные процессы в отопительном оборудовании. Вещество также должно быть нейтральным и для уплотнительных элементов соединительных узлов контура.
3. Важнейший критерий – широкий температурный диапазон, то есть интервал от температуры замерзания до уровня закипания и перехода в газообразное состояние.
4. Жидкость не должна содержать солей, которые могут спровоцировать зарастание твердым осадком просвета трубок или теплообменника.
5. Химический состав теплоносителя должен характеризоваться стабильным состоянием. Качественное вещество не будет разлагаться, расщепляться на другие химические элементы от перепада температур или просто от времени.
6. Базовые свойства среды, такие как плотность, текучесть, теплоемкость, химическая инертность, должны сохраняться всегда.
7. Теплоноситель должен быть абсолютно безопасным для жителей частного дома. Следовательно, токсичные испарения недопустимы, должна быть полностью исключена угроза возгорания вещества или формирования взрывоопасной смеси.

Данные требования абсолютно оправданы и логичны, однако ни один теплоноситель для системы отопления загородного дома в полной мере не соответствует всем упомянутым критериям. У каждой жидкости более выражены те или иные характеристики, а другие свойства ухудшены.

Поэтому выбор оптимального теплоносителя для отопления должен основываться на специфике самой системы, конструктивных особенностях здания, режимах предполагаемой эксплуатации контуров обогрева. Это означает, что в каждом конкретном случае, нужно подбирать тот или иной приоритетный критерий выбора оптимальной среды.

Отдельные изготовители котлов отопления в прилагаемой к оборудованию документации указывают рекомендуемые виды теплоносителей, а иногда и конкретную марку. Если не соблюдать рекомендации производителя по используемой жидкости для отопления, то это может привести к прекращению действия гарантийных обязательств на котельное оборудование.

Преимущества и недостатки воды

Вода – самый популярный теплоноситель для системы отопления загородного дома. У 3 из 4 домовладельцев по трубам течет именно вода. Такой выбор легко объясним следующими преимуществами:

Дешевизна и доступность такого вида теплоносителя

1. Прежде всего, естественно, это повсеместная доступность воды и ее дешевизна даёт возможность осуществлять регулярную заливку, подмес или полную замену жидкости в любое время, сливать теплоноситель из системы для проведения ремонтных или профилактических работ без расходов.
2. У воды почти нет сходных веществ по теплотехническим свойствам. К этим параметрам можно также причислить отличную теплоемкость при высокой плотности. При значении теплоемкости 4200 Дж/кг×ºС или 1 кал/г×ºС и типичной разнице температур в 20 ºС, один литр воды, остывая, может передать через устройства теплообмена 20 ккал= 83,43 кДж или примерно 23,26 Ватт тепловой энергии. Ни один другой вид теплоносителя к таким значениям не приближается.
3. Это совершенно безопасная для дома, человека и оборудования нагрева среда. Даже в случае протечки, перегрева и парообразования вода повлечет только выход из строя некоторых элементов системы или бытовые последствия. Данная жидкость не несет возможности получения химического отравления, возникновения риска возгорания или взрыва паров.

Но у обычной воды, используемой в качестве теплоносителя, есть не только хороший перечень преимуществ, но и список негативных сторон ее применения:

1. Вода очень быстро замерзает, то есть у нее очень высокий уровень температуры, при котором она переходит в кристаллическое состояние. Если зимой оставить воду в неработающей системе хотя бы на сутки, то это приведет к разрывам труб и радиаторов, что выведет всю систему отопления из строя.
2. Коррозионная агрессивность обычной воды для черных и некоторых цветных металлов. Такая разновидность теплоносителя является очень мощным окислителем, а постоянное присутствие кислорода лишь усиливает коррозийный процессы.
3. Химический состав воды из природных источников содержит большое количество металлов, солей, сероводорода, минералов и других примесей. Данные соединения очень негативно сказываются на оборудовании – заиливают трубы, образуют отложения, уменьшают уровень теплопроводности батарей. В результате это приводит к лишнему энергопотреблению и снижению эффективности функционирования системы.

Однако некоторые недоставки можно устранить или свести их к минимуму. Если с замерзанием жидкости при температуре ниже нуля градусов ничего сделать нельзя, то повлиять на химический состав воды вполне возможно.

При заливке в систему обычной воды, ее рекомендуется прокипятить, чтобы смягчить ее состав, то есть устранить соли или снизить их концентрацию до безопасных величин. Лучшего результата можно добиться при перегонке жидкости через специализированные фильтры-смягчители, которые основаны на реагентном, ионообменном или электромагнитном принципах действия.

Кроме того, чтобы смягчить жидкость, в нее добавляют специальные реагенты, к примеру, кальцинированную соду или ортофосфат натрия, вводя их в точных пропорциях.

Другой способ избежать всех описанных выше проблем – применять в качестве теплоносителя дистиллированную воду технического качества, которая реализуется по относительно низкой цене в строительных магазинах.

Особенности незамерзающей жидкости

Если нет гарантии бесперебойного функционирования отопительной системы в течение всего зимнего периода, то в качестве теплоносителя лучше использовать разнообразные незамерзающие жидкости – антифризы. У этих веществ, созданных в лаборатории, порог замерзания значительно ниже. Аналогичная жидкость используется автомобилистами для заправки омывателя стекол и в системах охлаждения двигателя.

У «незамерзайки» для системы отопления также есть список существенных преимуществ:

1. Температура перехода в кристаллическое состояние у антифриза значительно ниже. При этом, даже в случае кристаллизации такой теплоноситель не становится твердым, а приобретает гелеобразную форму, что повлечет за собой риск разрыва оборудования. При увеличении окружающей температуры гель снова станет жидким, не теряя эксплуатационные характеристики.
2. Высокая концентрация составов позволяет сэкономить на количестве жидкости. Данные вещества способны выдержать понижение температуры до -65С, но так как в большинстве регионов мороз не более -35С, то концентрированную жидкость разводят дистиллированной водой для получения теплоносителя с нижней границей в -30С.
3. У антифриза хорошие показатели химической стабильности. Он не образует отложений в трубах, не окисляется, при этом срок эксплуатации достигает 5 лет.

Однако придание незамерзающей жидкости перечисленных значимых качеств, увы, сопровождается и отрицательными факторами:

1. Вязкость у антифриза неизменно выше, чем у воды, а это значит, что для обеспечения движения теплоносителя по контуру, требуются более мощные циркуляционные насосы. Если в здании организована система отопления с естественной циркуляцией, то антифриз категорически не подходи в качестве теплоносителя.
2. По теплоёмкости незамерзающие вещества заметно, до 15%, уступают воде. Это снижает КПД системы, увеличивает расход энергии, требует монтажа более мощных или большего числа батарей, чтобы увеличить эффективность отопления.
3. Способность антифриза проникать через уплотнения приводит к протечкам соединительных узлов, поэтому часто требуется поджимать фитинги и резьбовые соединения, менять прокладки.
4. Химический состав многих «незамерзаек» очень опасен для здоровья человека. В случае протечки, попадания в систему ГВС или испарения токсичная жидкость может вызвать сильное отравление.
5. Температурное расширение у антифриза выше, чем у воды. Поэтому использование такого теплоносителя требует организации более объемного расширительного мембранного бака.

Причем применять более дешевый вариант расширительного бачка, открытого типа, запрещено, поскольку незамерзающий состав быстро испарится.

Разновидности антифриза для отопления

Имеющиеся незамерзающие теплоносители для индивидуальных систем обогрева можно разделить на четыре основных типа по их химическому составу – образованные на базе этиленгликоля, пропиленгликоля, глицерина и бишофита.

• Антифриз на базе этиленгликоля. Данная разновидность является самой распространенной группой антифризов, благодаря простоте производства и, следовательно, низкой стоимости. Существует два экземпляра данной продукции — в концентрированном виде и в форме уже готового к использованию состава, как правило с нижней границей кристаллизации в -30 ºС.

Особенности химического состава этиленгликоля требуют включения в раствор специальных присадок, которые увеличивают эксплуатационные характеристики такой жидкости. Дело в том, что антифриз на основе этиленгликоля при воздействии высоких температур начинает пениться, образуя при этом газовые пробки. Введение присадок снижает пенообразование и придают составу качества, предотвращающие коррозию металлического оборудования, за исключением оцинкованных элементов.

Другая неприятная особенность этиленгликолевого вещества – его неустойчивость к высоким температурам. Система отопления с таким теплоносителем должна быть правильно отрегулирована, в противном случае после приближения к точке закипания возникнет необратимый процесс разложения этиленгликоля.

При этом образуется твердый нерастворимый осадок, который может забить узенькие каналы в трубах или теплообменниках, а жидкая фаза преобразуется в крайне агрессивные кислоты, которые запустят коррозийные процессы.

Внимание! Этиленгликоль – сильнейший токсический яд, поэтому система отопления должна обладать надежной герметизацией.

Таким образом, если отопительная система не снабжена автоматикой для контроля и поддержания заданной температуры нагрева жидкости, то использовать этиленгликолевые антифризы лучше не стоит. В случае закипания все преобразующие добавки теряют свои свойства, затем следует бурное вспенивание со всеми вытекающими последствиями.

Риск представляет даже небольшое попадание препарата на незащищенные части кожи, поэтому все мероприятия по заправке контура этим теплоносителем должны выполняться с соблюдением строгих мер безопасности. Ярко-красная окраска раствора дополнительно предупреждает пользователя о необходимости соблюдения особых мер предосторожности.

• Антифриз на базе пропилен-гликоля. Подобные вещества обычно выделяются логотипом «ЭКО» на упаковочном ярлыке, поскольку в случае приблизительно одинакового температурного диапазона применения, пропилен-гликолевые теплоносители абсолютно безвредны.

Такой антифриз вполне допускается использовать в двухконтурных котлах – даже если незначительная часть вещества проникнет в систему горячего водоснабжения, оно не спровоцирует никаких серьезных последствий. Некоторые виды пропилен-гликоля применяются даже в качестве сырья для изготовления емкостей в пищевой промышленности.

Стоит обозначить, что теплоемкость данного теплоносителя выше, чем у этиленгликолевого. Состав обладает характерным смазывающим стенки труб эффектом, что позволяет снизить общее гидравлическое сопротивление, следовательно, снижаются энергетические потери и увеличивается КПД отопительной системы.

А вот агрессивность к оцинкованному покрытию у пропилен-гликоля такая же, как и у этиленгликоля. При этом цена уже разведенных составов значительно, в 5-7 раз, выше. Зато долговечность раствора тоже повышается – до 10 лет.

• Глицериновый антифриз. По поводу данной разновидности незамерзающих жидкостей единого мнения у специалистов и пользователей нет. Одни утверждают, что этот состав лучший, другие жестко критикуют его качества. Стоит подробнее остановиться на аргументах за и против.

Защитники глицериновых жидкостей утверждают, что:

1. Глицерин – относительно безвредное для живых организмов вещество.
2. Обладает широким рабочий диапазоном температур.
3. При нижней границе кристаллизации — примерно -30 ºС, точка кипения значительно выше, чем у других жидкостей и сравнима с водой – 90-110 ºС.
4. В случае кристаллизации вещество не расширяется, а после разжижения все качества в полной мере восстанавливаются.
5. Раствор не окисляет металлы, в том числе и цинк, то есть его можно применять, если в контуре есть оцинкованные элементы.
6. Не разрушает материал уплотнений и не образует протечек в соединительных узлах.
7. Абсолютно не горюч, совершенно взрывобезопасен.
8. Контур после применения в качестве теплоносителя иных веществ, при замене на глицериновый – не нуждается в тщательной очистке и промывке.
9. Долговечность эксплуатации незамерзающего глицерина составляет 7-10 лет.
10. По теплотехническим свойствам почти не уступает пропилен-гликолю, однако цена глицеринового антифриза на 20-25% ниже.

Противники использование глицеринового антифриза обращают внимание на его следующие недостатки:

1. Данные составы характеризуются увеличенной плотностью, что формирует лишние и нежелательные нагрузки на отопительное оборудование. Высокой плотности при этом сопутствует повышенная вязкость, в итоге насосной станции труднее прогонять глицерин по контурам, и изнашивается насос быстрее.
2. Параметры теплоёмкости не только ниже, чем у воды, но даже уступают пропилен-гликолю. В результате при повышении температуры до 90С появляется сильное вспенивание. Введение специальных присадок способно частично решить данную проблему.
3. Однако в условиях высоким температур значительно возрастает вероятность запуска химического распада вещества. При этом твердый осадок, образованный в результате распада, содействует зарастанию труб и радиаторов, а выделяемое газообразное вещество — акролеин, имеет весьма противный запах и относится к слабо выраженным канцерогенам.

Кроме того, в случае перегрева глицеринового антифриза, из него выпаривается вода, смесь густеет и стремительно утрачивает свои качества, превращает в желе уже при +15С. В итоге необходима полная замена теплоносителя, чтобы обеспечить нормальное функционирование системы обогрева частного дома.

• На базе бишофита. Инновация – минеральные теплоносители, которые производятся на основе природного минерала — бишофита. Препарат представляет собой магниевую соль соляной кислоты, полное название химическоого соединения — гексагидрат хлорида магния.

Данное вещество на рынке появилось относительно недавно – в 2010 году. На 2019 год стоимость продукта составляет примерно 70 рублей за 1 литр готового антифриза с порогом замерзания до -30°С.

Изготовитель заявляет такие параметры готового раствора:

• окрас вещества — светло-желтый, плотность составляет 1117—1250 кг/м?;
• порог кипения — 116°С, точка замерзания — минус 30°С;
• удельная теплоемкость — 0.77 ккал/кг o°С (3.23 кДж/кг o°С);
• благодаря наличию присадок вспениваемость отсутствует;
• не оказывает агрессивное влияние на уплотнители — силиконовые, паронитовые, резину EPDM и BMS;
• раствор не токсичен;
• по вязкости и текучести вещество очень приближено к гликолевым составам.

В сравнении с классическими гликолевыми веществами минеральный антифриз выигрывает, благодаря высокой температуре кипения, стоимости и безопасности для здоровья.

А в отношении плотности и теплоёмкости, проигрывает воде на 23%.

Практическое применение минеральной смеси выявило несколько существенных недостатков:

1. Слишком высокая текучесть вещества. Благодаря этой характеристики состав проникает даже через паяный стык полипропиленовых труб.
2. При взаимодействии с воздухом жидкость стремительно улетучивается, оставляя явный солевой нарост.
3. Раствор вступает в реакцию с голым металлом на сварных швах. В результате в каналах формируются отложения из железа и соли, которые уменьшают проходное сечение и засоряют фильтры.
4. В результате перегрева антифриза на основе бишофита вещество преобразуется в жижу непонятного цвета.

Учитывая практический опыт применения минерального антифриза, сайт «Сантехник Портал» не рекомендует использование данного вещества в качестве теплоносителя для системы отопления.

Теплоносители для котлов электродного типа

Немного обособленна еще одна разновидность теплоносителей. Это специальные жидкости, предназначенные для применения в отопительных системах с электродными (ионными) котлами.

Для эффективной работы таких контуров химический состав теплоносителя имеет огромное значение, поскольку принцип быстрого нагрева ионной системы предполагает протекание переменного электрического тока непосредственно через теплоноситель.

Это означает, что оптимальный состав должен характеризоваться не только хорошими незамерзающими свойствами и повышенными теплотехническими параметрами, но и обладать определенной концентрацией подобранных солей, чтобы обеспечить ионизацию и электропроводность с выверенным сопротивлением.

В большинстве случаев, производители электродных котлов сопровождают собственное оборудование и грамотно подобранными, идеально адаптированными составами незамерзающей жидкости.

Поэтому при использовании ионного котла, лучше не проводить эксперименты с другими веществами, и выбрать специально предназначенный для него антифриз. Только так можно быть уверенным в корректной и эффективной работе оборудования. Кроме того, использование неподходящего теплоносителя приведет к отказу изготовителя от выполнения своих гарантийных обязательств в случае необходимости.

Расчет теплоносителя для системы отопления

Если необходимо рассчитать объём заполнения уже существующей системы отопления или нужно высчитать, сколько теплоносителя потребуется при переходе с одного типа жидкости на другой, можно использовать несколько способов:

1. Включить на заполнение полностью пустую систему, и при этом засечь показания водомера в начале и в конце этого процесса.
2. Наоборот, аккуратно сливать жидкость из целиком наполненной системы, применяя мерные резервуары.
3. Сделать расчет самостоятельно, учитывая объемов теплообменника котла, всех радиаторов, контуров труб и/или теплого пола (подача + обратка), расширительного бака и других возможных элементов (гидрострелки, буферной емкости, бойлера).

Для третьего варианта можно использовать простую формулу расчета объема теплоносителя в системе:

V = V ( радиаторов) + V (труб) + V (котла)

Формула для расчета объема жидкости в трубе:

V (объем) = S (площадь сечения трубы) * L (длина трубы)

При этом объем теплоносителя в контуре отопления можно примерно подсчитать и без использования формул. Для этого нужно знать только мощности системы обогрева.

Здесь берется соотношение, что оборудованию для передачи 1 кВт тепла потребуется 15 литров жидкости. Несложно подсчитать, что для отопительной системы мощностью 75 кВт необходимо75×15=1125 литров теплоносителя.

Внимание! Приблизительный расчет объема воды в системе отопления производится из соотношения 15 л воды на 1 кВт мощности котла.

Однако недостаточно просто высчитать расход теплоносителя, также необходима формула для расчета объёма расширительного бака:

V – результат вычисления; VS – расчетный расход теплоносителя (просуммированный объём всех составляющих системы теплоснабжения); d — коэффициент эффективности расширительного бака; Е — так называемый коэффициент расширения жидкости, для воды он составляет 4%, для антифриза на базе этиленгликоля — 4,4 %.

Расчеты очень приблизительные и сложные. Чтобы упростить себе задачу, используйте быстрый способ – Калькулятор объема системы отопления.

Критерии выбора теплоносителя

Разумеется, если в здании в течение всего зимнего периода бесперебойно функционирует котел, то лучший теплоноситель для системы отопления загородного дома – это вода. Идеально, если это будет дистиллированная жидкость с модифицирующими добавками. Если такой подход кажется излишне дорогим, то необходимо хотя бы провести цикл водоподготовки – обеспечить фильтрацию и умягчение нужного количества воды.

Если же решается вопрос об использовании незамерзающих жидкостей, то стоит указать, в каких случаях антифризы применять запрещено:

• в системах отопления открытого типа;
• контурах с естественной циркуляцией;
• в системе с оцинкованными элементами;
• при наличии в соединительных узлах подмотки из пакли с масляной краской в качестве уплотнений. Их нужно заменить;
• в системах без автоматики точного поддержания температуры теплоносителя.

Если все принято решение в пользу антифриза, то нужно при их выборе обращать внимание на следующие моменты:

1. Не исключено, что понадобится повысить мощность циркуляционного насоса, установить более вместительный расширительный бак, увеличить количество секций радиаторов, а иногда – и диаметр труб контура.
2. Автоматические воздухоотводчики с антифризами могут работать некорректно – лучше их заменить ручными кранами Маевского.
3. Система отопления перед заливкой антифриза нуждается в прочистке и промывке. Для этих целей лучше всего использовать специально разработанные для этих целей составы.
4. Концентрат антифриза доводится до требуемого процентного соотношения исключительно дистиллированной водой. В данном случае даже очищенная и умягченная вода не поможет.
5. Одно из основных требований – правильная концентрация получаемого теплоносителя. Не стоит полагаться на традиционно мягкие зимы в регионе проживания и чрезмерно разводить антифриз. Показатель в -30ºС — наверное, оптимальный порог, которого и следует придерживаться.
6. Заполненная система отопления никогда сразу не выводится на полную мощность – необходим ступенчатый ее запуск, для адаптации теплоносителя со всеми элементами отопительного контура.

Из выше изложенного следует, что оптимальной незамерзающей жидкостью являются составы на основе пропилен-гликоля. Этиленгликолевый антифриз скрывает слишком много опасностей, а глицериновый и минеральный, вообще – «темные лошадки».

Способы заполнения системы теплоносителем

Вопрос заполнения, обычно, появляется только в случае организации системы закрытого типа, так как открытые контуры без проблем заполняются через расширительный бак. В него просто наливается теплоноситель, который под действием силы гравитации растекается по всем контурам. При этом важно, чтобы все воздухоотводчики были открыты.

Заполнение открытой системы:

Существует несколько методик заполнения теплоносителем закрытой системы обогрева: самотеком, с погружным насосом или при помощи специального опрессовочного оборудования. Более детально остановимся на каждом из способов.

Самотеком. Этот способ закачать теплоноситель для системы отопления хоть и не требует оборудования, но уходит на него много времени. Приходится долго выжимать воздух и так же долго набирать нужное давление. Его, кстати, накачивают автомобильным насосом. Так что оборудование все-таки потребуется.

Нужно найти самую высокую точку. Обычно, это какой-то из газоотводчиков (его нужно снять). При заполнении открыть кран для спуска теплоносителя (самая низкая точка). Когда через него побежит вода, система заполнена:

1. Когда система заполнена (из крана для слива побежала вода), взять резиновый шланг длиной порядка 1,5 метров, прикрепить его к входу в систему.
2. Выбрать вход так, чтобы виден был манометр. В этой точке установить обратный клапан и шаровый кран.
3. К свободному концу шланга прикрепить легко снимающийся переходник для подключения автомобильного насоса.
4. Сняв переходник, в шланг налить теплоноситель (держать поднятым вверх).
5. Заполнив шланг, при помощи переходника подсоединить насос, открыть шаровый кран и насосом закачать жидкость в систему. Надо следить, чтобы не закачивался воздух.
6. Когда почти вся содержащаяся в шланге вода закачана, кран закрывается, операция повторяется.
7. На небольших системах чтобы получить 1,5 Бар, придется повторять ее 5-7 раз, с большими придется возиться дольше.

При таком способе можно шланг подключить от водопровода, можно подготовленную воду налить в бочку, поднять ее выше точки входа и так залить ее в систему. Также заливается и антифриз, но при работе с этиленгликолем потребуется респиратор, защитные резиновые перчатки и одежда. При попадании вещества на ткань или другой материал он тоже становится токсичным и подлежит уничтожению.

С помощью погружного насоса. Для создания рабочего давления теплоноситель для системы отопления можно закачивать маломощным погружным насосом:

1. Насос нужно подключить к самой низкой точке (не точка слива системы) через шаровый кран и обратный клапан, на точке слива системы установить шаровый кран.
2. Теплоноситель налить в емкость, опустить насос, включить его. В процессе работы постоянно добавлять теплоноситель — насос не должен гнать воздух.
3. В процессе следить за манометром. Как только его стрелка сдвинулась с нулевой отметки — система заполнена. До этого момента ручные воздухоотводчики на радиаторах могут быть открыты — через них будет выходить воздух. Как только система заполнилась, их надо закрыть.
4. Далее нужно поднять давление, продолжая насосом качать теплоноситель для системы отопления. Когда оно достигнет требуемой отметки, насос остановить, шаровый кран закрыть
5. Открыть все воздухоотводчики (на радиаторах тоже). Воздух выходит, давление падает.
6. Снова включить насос, докачать немного теплоносителя, пока давление не достигнет проектного значения. Снова спустить воздух.
7. Так повторять до тех пор, пока их воздухоотводчиков не перестанет выходить воздух.

Далее можно запустить циркуляционный насос, снова стравить воздух. Если при этом давление осталось в пределах нормы, теплоноситель для системы отопления закачан. Можно запускать ее в работу.

Насосом для опрессовки. Заполняется система так же, как и в описанном выше случае. При этом насос используется специальный. Он обычно ручной, с емкостью, в которую заливается теплоноситель для системы отопления. Из этой емкости жидкость закачивается через шланг в систему.

При заполнении системы рычаг идет более-менее легко, при подъеме давления работать уже тяжелее. Манометр есть как на насосе, так и в системе. Следить можно там, где удобнее.

Далее последовательность такая же, как описано выше: накачали до требуемого давления, спустили воздух, снова повторили. Так до тех пор, пока воздуха в системе не останется. После — тоже нужно запустить циркуляционный насос минут на пять, стравить воздух. Тоже повторить несколько раз.

Итог: какая жидкость лучше?

Прежде всего, стоит еще раз предупредить, что антифриз в систему заливать рекомендуется лишь в крайних случаях. Использование воды – наименее хлопотный и более безопасный вариант.

При выборе морозостойкой жидкости, ориентируйтесь на особенности системы отопления и бюджет:

1. Если вы ограничены в денежных средствах, то выбирайте этиленгликоль любого известного бренда – «Теплый Дом», Dixis, Bautherm, Termo Tactic или «Термагент». Ценаь концентрата -65 °С фирмы Dixis всего 90 рублей за 1 л.
2. Если существует опасность попадания антифриза в систему бытового водоснабжения (например, через бойлер косвенного нагрева, двухконтурный котел), либо вы сильно переживаете за экологию и безопасность, берите безвредный полипропилен-гликоль. Но учтите: стоимость химического раствора вдвое выше, готовый состав Dixis (-30 °С) обойдется в 100 рублей за 1 литр.
3. Глицериновые растворы и минеральные составы вовсе даже не рассматривайте.
4. Для электродных котлов используйте специальную незамерзающую жидкость.
5. Не используйте автомобильные антифризы вместо составов, предназначенных специально для систем отопления. Пакеты присадок у данных веществ абсолютно разные.
6. Для открытых и самотечных отопительных контуров лучше использовать воду, в крайнем случае – разбавленный на -20 °С пропилен-гликоль.
7. Если система отопления сделана из оцинкованных труб, покупать гликолевые растворы бессмысленно. Вещество расправится с цинком, потеряет пакет добавок и быстро деградирует.

Таким образом, рассуждая, какой теплоноситель для системы отопления лучше подходит в вашем случае, следует учитывать множество факторов. Конечно, цена – важный критерий, и для многих именно она является определяющей, но не стоит забывать о безопасности. Если есть возможность, то лучше не экономить, и отдать предпочтение лучшим теплоносителям, которые также характеризуются высокой эффективностью.

С детства увлекался конструированием и ремонтом. Сначала собирал самолетики, ремонтировал сломанные игрушки, потом чинил кухонный инвентарь и помогал папе с ремонтом в доме. Сегодня занимаюсь проектированием и монтажом систем отопления, вентиляции, водоснабжения и канализации. Ремонтом и установкой сантехники. В свободное время пишу статьи на эту тему.