Вода или антифриз в системе отопления дома
Какой теплоноситель выбрать для периодического отопления частного дома
Отопительные сети загородных домов далеко не всегда заполняются чистой водой. В особых условиях эксплуатации практикуется закачка незамерзающих жидкостей – антифризов, плюс добавление присадок с определенным набором свойств (ингибиторов и солей). Предлагаем рассмотреть 2 вопроса – какой теплоноситель для системы отопления лучше и как правильно пользоваться различными химическими составами.
Виды и свойства теплонесущих жидкостей
Рабочее тело любой водяной системы — теплоноситель — это жидкость, отбирающая определенное количество энергии котла и переносящая ее по трубам к отопительным приборам – батареям либо контурам теплых полов. Вывод: эффективность работы отопления зависит от физических свойств жидкого посредника – теплоемкости, плотности, текучести и так далее.
В 95% частных домов используется обычная или подготовленная вода теплоемкостью 4.18 кДж/кг•°С (в других единицах — 1.16 Вт/кг•°С, 1 ккал/кг•°С), замерзающая при температуре около нуля градусов. Достоинства традиционного теплоносителя для отопления – доступность и низкая цена, главный недостаток – увеличение в объеме при замерзании.
Образующийся на морозе лед буквально раскалывает трубы, теплообменники котлов и радиаторы. Чтобы предотвратить разрушение дорогостоящего оборудования вследствие размораживания, в систему заливают 3 вида антифризов, изготавливаемых на основе многоатомных спиртов:
- Глицериновый раствор – самая старая разновидность незамерзающего теплоносителя. Чистый глицерин – прозрачная жидкость повышенной вязкости, плотность вещества – 1261 кг/м³.
- Водный раствор этиленгликоля – двухатомного спирта плотностью 1113 кг/м³. Исходная жидкость бесцветна, по вязкости уступает глицерину. Вещество токсично, смертельная доза растворенного гликоля при приеме внутрь – около 100 мл.
- То же, на основе пропиленгликоля – прозрачной жидкости плотностью 1036 кг/м³.
- Составы на основе природного минерала — бишофита. Характеристики и особенности этого химиката мы разберем отдельно (ниже по тексту).
Справка. Любой незамерзающий теплоноситель для отопления содержит краситель, придающий химикату отличительный цвет. Ядовитый этиленгликоль обычно окрашивается красным или желтым, пропиленгликоль – зеленым (реже – синим). Глицериновому антифризу придают розовый оттенок либо оставляют прозрачным. Подобная классификация не является обязательной и соблюдается не всегда.
«Незамерзайки» продаются в двух видах: готовые растворы, рассчитанные на определенную минусовую температуру (как правило, —30 °С), либо концентраты, которые пользователь разбавляет водой собственноручно. Перечислим свойства гликолевых антифризов, влияющие на эксплуатацию отопительных сетей:
- Низкая температура кристаллизации. В зависимости от концентрации многоатомного спирта в водном растворе жидкость начинает замерзать при температуре минус 10…40 градусов. Концентрат кристаллизуется при 65 °С ниже нуля.
- Высокая кинематическая вязкость. Пример: у воды данный параметр составляет 0,01012 см²/с, пропиленгликоля — 0,054 см²/с, разница – в 5 раз.
- Повышенная текучесть и проникающая способность.
- Теплоемкость незамерзающих растворов лежит в пределах 0.8…0.9 ккал/кг °С (зависит от концентрации). В среднем указанный параметр на 15% ниже, чем у воды.
- Агрессивность к некоторым металлам, например, цинку.
- От нагрева вещество вспенивается, при кипении быстро разлагается.
Чтобы антифризы соответствовали эксплуатационным требованиям, производители добавляют к гликолевым растворам пакеты присадок — ингибиторы коррозии и другие элементы, поддерживающие стабильность «незамерзайки» и снижающие пенообразование.
О плюсах и минусах гликолевых антифризов
Главное достоинство искусственных теплоносителей на основе гликолей – сохранение жидкой фазы при отрицательных температурах. Перечислим другие позитивные моменты от использования антифризов в замкнутых системах водяного отопления:
- теплоносители не содержат солей кальция и магния, образующие накипь внутри теплообменников;
- благодаря проникающей способности гликолей возникает эффект смазки движущихся деталей, шаровые краны и термостатические клапаны не закисают, арматура служит дольше;
- точка кипения антифриза 103—106 °С отодвигает момент парообразования и завоздушивания в случае перегрева твердотопливного котла;
- когда температура опускается ниже порога замерзания, гликолевые растворы превращаются в гелевую массу.
Примечание. В пункте про накипь подразумевается, что «незамерзайка» разбавлена обессоленной дистиллированной водой.
Разъясним 2 последних пункта. Обычная вода, часто заливаемая в систему теплоснабжения загородных домов, начинает закипать при 96—98 °С, активно выделяя пар. Если циркуляционный насос стоит на подаче ТТ-котла, паровая фаза проникает в камеру с крыльчаткой, перекачивание воды останавливается, котел перегревается окончательно. Более высокая точка кипения антифриза позволит отодвинуть момент аварии.
В отличие от воды, затвердевший на морозе гликоль не расширяется и не разрушает стенки труб. В случае замерзания пострадает единственный агрегат – насос принудительной циркуляции. Кристаллизующийся гель заклинит рабочее колесо и мотор перегорит.
К сожалению, минусов у незамерзающих веществ предостаточно:
- Этиленгликоль ядовит — требует осторожного обращения и мероприятий по утилизации раствора. Глицерин и полипропиленгликоль безвреден.
- Теплоемкость «незамерзайки» меньше на 15%. Для доставки к батареям нужного количества теплоты расход жидкости придется увеличить.
- Вязкость антифриза создает дополнительное гидравлическое сопротивление. Понадобится более мощный и дорогой циркуляционный насос.
- Хорошая текучесть – палка о двух концах. Гликоли проникают сквозь малейшие неплотности, откуда не потечет простая вода.
- Теплоносители и присадки разлагаются в процессе эксплуатации, теряя морозостойкие свойства и выпадая хлопьями осадка. Максимальный срок службы 1 заправки – 5 лет, потом делается промывка отопления и замена.
- При использовании антифризов многие производители газовых котлов лишают купленное изделие гарантии.
Гликолевые жидкости плохо совместимы с электрокотлами. Инструкции по применению различных антифризов категорически не рекомендуют заполнять «незамерзайкой» системы, работающие совместно с электролизными нагревателями. То есть, для электродных котлов типа «Галан» нужен специальный теплоноситель, разработанный указанной фирмой.
При редком стечении обстоятельств антифриз способен выделять горючий газ, прорывающийся через автоматический воздухоотводчик. Пример: источником тепла выступает электрокотел, обогревателями – алюминиевые радиаторы китайского производства. Нагрев гликоля вызывает сложную химическую реакцию и образование газа. Факт демонстрируется на видео:
Что выбрать: воду или антифриз для системы отопления
«Страшный сон» любого владельца автономной системы отопления (СО) дома – это закипание или замерзание теплоносителя. Все прекрасно осведомлены, что и первое и второе может привести к разгерметизации контуров или разрушению водяной рубашки теплогенератора, что чревато огромными финансовыми затратами. И если закипание жидкости, как правило, предотвращает автоматика, то уберечь СО от замерзания может только постоянная работа котельной установки, что не всегда возможно (отключение электроэнергии, выход из строя котлоагрегата). В этой публикации речь пойдет о жидкостях с низкой температурой замерзания, применяемых в качестве теплоносителя в автономных системах отопления.
Что такое антифриз и зачем его применять в системе отопления
Антифризами принято называть жидкости с низкой температурой замерзания. На современном рынке климатической техники представлены антифризы для системы отопления загородного дома, изготовленные в виде концентратов, которые перед заполнением СО разводят дистиллятом до получения нужной концентрации и заданных параметров.
По сути, вода является идеальным теплоносителем. У нее идеальная (для СО) вязкость, текучесть и теплоемкость (4,169 кДж/кг). У воды есть два существенных недостатка:
- переход из жидкого состояния в твердое уже при температуре 0°С;
- увеличение объема на 10-12% при замерзании.
Так что делать владельцу загородной недвижимости, которая не предполагается для постоянного проживания, использовать практически идеальный, но замерзающий теплоноситель или «незамерзайку»? Сливать воду из системы – это не вариант, а утепление не поможет. Выход один: использовать в качестве теплоносителя для системы отопления загородного дома антифризы, несмотря на то, что своим физико-химическим характеристикам дистиллированная вода лучше, чем любой антифриз.
Виды антифризов
Сегодня, на российском рынке широко представлены незамерзающие жидкости для систем отопления, изготовленные на основе следующих компонентов:
- Пропиленгликоля.
- Этиленгликоля.
- Глицерина.
- Рассолов.
- Спирта.
Каждый из представленных выше компонентов имеет свои достоинства и недостатки. Есть и общие проблемы, присущие всем антифризам для системы отопления дома.
- Более низкая (чем у воды) теплоемкость. Разница составляет 20-30%
- Высокая вязкость вследствие повышенной плотности.
Кроме этого, компоненты данных «незамерзаек» достаточно агрессивно влияют на элементы СО, в том числе и на уплотнители.
Важно! Антифризы нельзя доводить до температуры кипения, которая у некоторых растворов более 100°С. Основные компоненты разлагаются и теряют свои эксплуатационные свойства.
Для устранения данных негативных факторов большинство производителей незамерзающих жидкостей вводят в их состав различные присадки и ингибиторы, который увеличивают температуру кипения раствора, влияние на металлы и уплотнители, снижающие пенообразование состава.
Сегодня, наиболее распространены антифризы, изготовленные на основе пропиленгликоля или этиленгликоля. Далее, речь пойдет именно о них.
Этиленгликоль: на чем держится его популярность
Практически незамерзающие составы теплоносителя на основе этиленгликоля стали популярны во всем мире уже в середине прошлого века. Основой популярности антифризов на основе этиленгликоля является его дешевизна.
Этиленгликоль токсичен. По международной классификации этому веществу присвоен 3 класс опасности. Его пары опасны для человека и домашних животных. Именно поэтому его используют только в закрытых СО. Антифризы на основе этиленгликоля агрессивно воздействуют на элементы отопительных систем, особенно на металлы, покрытые цинком и его сплавами. Есть и еще один недостаток – разложение этиленгликоля в растворе при температуре +70°С. Для обнаружения утечки данные «незамерзайки» окрашивают в красный цвет.
Важно! Запрещается применять антифризы в двухконтурных отопительных системах из-за риска попадания активного вещества в систему горячего водоснабжения.
Пропиленгликоль: что необходимо знать
Растворы на основе пропиленгликоля не агрессивны и обладают прекрасными эксплуатационными характеристиками в качестве теплоносителя СО. Температура замерзания и плотность варьируется в зависимости от концентрации активного вещества.
Многие наши соотечественники задают вопрос, как сделать качественный и безопасный незамерзающий теплоноситель для системы отопления своими руками? Нет ничего проще: раствор этилового спирта (технического) в воде в процентном соотношении 7:1 не будет замерзать при 10°С, будет полностью безопасен для человека и СО.
Как заполнить систему отопления антифризом
Первые этап – это подготовка.
- Проверьте герметичность соединений в СО. Если этого требует производитель, замените уплотнительные прокладки и материалы несовместимые с данным активным веществом.
- Поверьте СО на наличие протечек, накипи на теплообменниках и известковых отложений в трубопроводе и радиаторах.
- Рассчитайте необходимый объем теплоносителя.
Сделать это достаточно просто: заполните ваше СО водой, после чего слейте ее и замерьте количество с помощью мерной емкости.
Этап второй: разводим концентрат
Совет! Сегодня в продаже много готовых незамерзающих жидкостей. Они сразу готовы к заливке в СО и разбавления не требуют.
- Зная концентрацию и необходимый объем раствора, приготовьте нужное количество дистиллированной воды или воды, прошедшей очистку через фильтр обратного осмоса.
- Подготовьте тару. Лучше, если это будет бочка из нержавейки или пищевого пластика.
- Налейте в нее необходимое количество воды, а только после вливайте концентрат. Внимание, не перемешивайте, чтобы не образовалась пена, насыщенная кислородом.
Опустите в бочку с раствором насос для перекачки жидкости. К насосу подключают шланг, соединенный с дренажным клапаном, выводят и опускают в бочку второй шланг, соединенный со сливом расширительного бака.
Совет: не забудьте открыть кран на обводной линии циркуляционного насоса.
Если СО закрытого типа, то проделайте те же операции (кроме подключения шланга к сливу расширительного бака) и ориентируйтесь по давлению в системе. (1 – 1,5 кг/см 2 ) и по появлению антифриза из воздухоотводчика. Далее, включите циркуляционный насос (без котла) и погоняйте теплоноситель по контуру. После падения давления продолжите закачку «незамерзайки». Повторяйте включение насоса до того момента, пока проседание давления не прекратится.
Для полного понимания процесса рекомендуем посмотреть видео о заполнении системы отопления теплоносителем:
Теплоноситель для систем отопления, что лучше: вода или антифриз
Несмотря на множество инновационных разработок, в которых для отопления применяется нагретый воздух, инфракрасное излучение или электрические обогреватели, водяное отопление все еще остается основным способом обогрева помещений. Такая система эффективна и надежна, а монтаж и эксплуатация обходятся дешевле большинства альтернативных вариантов. Название «водяное отопление» подразумевает, что в качестве теплоносителя используется вода, однако ее характеристики не всегда в полной мере отвечают предъявляемым требованиям и подходят для конкретных условий. На рынке представлен большой выбор жидкостей для систем отопления, что делает возможным выбор теплоносителя, обладающего оптимальными свойствами для каждого отдельного случая.
Требования к теплоносителю
Теплоноситель — это жидкое вещество, предназначением которого является передача тепловой энергии источника тепла к отопительным радиаторам. Учитывая специфику применения и условия эксплуатации, хороший теплоноситель для системы отопления обладает следующим перечнем характеристик:
- Высокие показатели теплоемкости (способностью накапливать и сохранять определенное количество тепла).
- Широкий диапазон рабочих температур, при которых жидкость не замерзает и не закипает.
- Вязкость и густота не препятствуют свободной циркуляции жидкости по трубопроводу и работе насосного оборудования.
- Химически нейтрален. Контакт с жидкостью не приводит к разрушению прокладок и уплотнителей.
- Не оказывает коррозионного воздействия на трубы, запорную арматуру, котельное оборудование, отопительные приборы и другое оборудование.
- Содержащиеся примеси не оседают на стенках труб и не приводят к засорению теплообменника котла.
- Физические и химические свойства жидкости стабильны и не изменяются под воздействием температуры или с течением времени.
- Отвечает требованиям пожарной безопасности и взрывобезопасности, не выделяет токсических веществ.
Стоит отметить, что универсальной жидкости, которая бы идеально подходила для всех видов отопления и отвечала одновременно всем требованиям, не существует. Выбирать жидкость для отопления нужно с учетом материала трубопровода и теплообменника котла, температурного режима работы, климатической зоны и других условий.
- Доступность. Такая жидкость для систем отопления доступна в любой местности, в любое время и при этом бесплатна. В любой момент ее можно добавить или заменить.
- Удельная теплоемкость воды составляет 4,187 Дж/(кг*К), а плотность 977 г/дм³. Такие характеристики обеспечивают самую высокую теплоотдачу по сравнению с другими техническими жидкостями.
- Экологическая безопасность. В случае утечек, прорывов труб, а также при замене или доливке не представляет ни малейшей опасности для здоровья человека и не требует специальных условий при проведении работ.
- Конструкция и материалы приборов изначально рассчитаны на работу с водой.
Для отопления подходит лучше вода подготовленная, с минимальным содержанием примесей и солей. Смягчить воду можно самостоятельно: кипячение удаляет легкие соли и углекислый газ, а обработка при помощи гашеной извести удалит соли кальция и магния. После обработки воду отфильтровывают. Используется и уже очищенная от примесей дистиллированная вода.
В то же время воде присущи недостатки, ограничивающие ее использование:
- Температура замерзания составляет 0°C. В случае аварии и отсутствии других источников тепла для поддержания температуры в здании, вода замерзает. Расширение и переход в состояние льда приводит в полную негодность трубопроводы, радиаторы, котлы и другое оборудование.
- Приводит к коррозии металлических элементов.
- Не прошедшая подготовку вода содержит примеси, которые со временем откладываются в виде осадка на стенках труб, сужая проход, и забивают теплообменник котла, снижая его теплоотдачу.
В настоящее время на рынке представлена вода, уже подготовленная к использованию в системах отопления. Такой теплоноситель для отопления обладает антикоррозионными свойствами и препятствует образованию отложений на внутренней поверхности труб и теплообменнике.
Антифриз
Антифриз для систем отопления – собирательное название жидкостей, характеристики которых позволяют использовать их в системах отопления, а температура замерзания ниже, чем у воды. Антифриз для системы отопления загородного дома имеет температуру замерзания от -30°C до -70°C и отвечает требованиям безопасной эксплуатации.
Категорически запрещается использовать вместо специально подготовленной жидкости этиловый спирт, тосол, другие составы или пробовать приготовить теплоноситель для системы отопления своими руками. Это опасно и приводит к выходу из строя оборудования и трубопровода!
Выбрать жидкость для батарей отопления с нужными свойствами не составит труда, на рынке представлен большой ассортимент подобных составов:
- Этиленгликоль. Самая распространенная незамерзающая жидкость для отопления. Некоторые марки не утрачивают своих свойств при -70°C. В то же время этиленгликоль придает смеси повышенную вязкость и для его подачи требуется применение насоса, коэффициент расширения требует установки расширительного бака, а токсичность – соблюдений мер безопасности при проведении обслуживания или доливке. На основе этиленгликоля производится популярная жидкость для отопления Теплый дом (ТД-65).
- Пропиленгликоль. Отличается от этиленгликоля безопасностью и повышенной теплопередачей.
- На глицериновой основе. Безвредный для здоровья человека, долговечный антифриз для отопления. Обладает антикоррозионными свойствами.
Подбирая теплоноситель для электродных котлов отопления, следует внимательно изучить рекомендации производителя. В процессе работы котла происходит ионизация теплоносителя, также предъявляются особые требования к его электропроводности и сопротивлению. Кроме того, в гарантийных обязательствах производителей котельного оборудования в отдельном пункте указывается допустимая к применению незамерзающая жидкость для систем отопления. При невыполнении данного условия гарантийные обязательства автоматически аннулируются.
Вода или антифриз — что выбрать?
Чтобы разобраться, в каких условиях лучше использовать антифриз, а в каких лучше воду, стоит рассмотреть недостатки незамерзающих жидкостей:
- С двухконтурными котлами антифриз лучше не использовать из-за опасности попадания в контур водоснабжения.
- Исключается установка оцинкованных труб (возможно разрушение слоя цинка).
- Низкая теплоемкость требует установки большего количества радиаторов.
- Потребность в дополнительном оборудовании (циркуляционных насосах, расширительных баках).
- Необходимость замены жидкости не реже одного раза в 5 лет (производители рекомендуют менять еще чаще – раз в 3 года) приводит к дополнительным расходам.
- Антифриз выбрать не так уж просто, нужно учитывать рекомендации производителя котла и все условия эксплуатации.
Таким образом, по всем параметрам, кроме температуры замерзания, антифриз уступает воде. Заливать антифриз в систему отопления дома стоит только в условиях повышенной вероятности возникновения аварийных ситуаций и отключения отопления во время отсутствия хозяев: если дом в зимний период эксплуатируется только периодически, если работа оборудования зависит от электроснабжения, а с ним бывают перебои и в других подобных случаях. Главным образом, выбор вода или антифриз зависит от того, какая температура должна быть в доме в зимний период. При поддержании уровня температуры и постоянном проживании людей применять антифриз нет смысла – при аварийной ситуации воду можно оперативно слить и предотвратить возможные проблемы.
Теплоноситель для систем отопления — вода или антифриз, что лучше?
Наиболее популярными в России и в других странах являются системы отопления с жидким теплоносителем. Это целый комплекс отопительного оборудования, который может быть простым (открытая система отопления) или сложным, включающим в свой состав теплообменники, котельные, насосные станции, соединенные друг с другом сотнями метров трубопровода. Характеристики циркулирующей жидкости влияют на работу всего оборудования, поэтому так важно выбрать правильный теплоноситель для систем отопления.
Каким должен быть теплоноситель?
К сожалению, идеальной жидкости для отопительной системы пока не придумали. Это обозначает, что каждый известный материал успешно эксплуатируется лишь в определенных условиях.
Например, важным обстоятельством является температура теплоносителя в системе отопления, при нарушении которой вещество изменяет свои свойства, а система перестает функционировать.
От того, какой теплоноситель будет использоваться (вода или антифриз) зависит вся конструкция системы отопления
Если разложить по полочкам, то правильный теплоноситель должен выполнять следующие задачи:
- переносить максимум тепла за короткое количество времени по периметру рабочего участка (например, частного дома); при этом теплопотери должны быть минимальными;
- обладать небольшой вязкостью, так как этот показатель влияет на скорость прокачки, следовательно, величину КПД;
- не должен быть причиной возникновения коррозии составных частей и механизмов системы, иначе возникнет ограничение при их выборе;
- должен быть безопасным для жителей дома, то есть не превышать нормы по температуре возгорания или токсичности (те же требования и к парам жидкости).
Важным является и стоимость теплоносителя: он должен быть или сравнительно дешевым, или, в случае дороговизны, обладать свойствами, позволяющими использовать его долгое время без замены.
Вода в системе отопления
Преимущественное использование воды объясняется ее наивысшей среди всех жидкостей теплоемкостью и не менее высокой плотностью. Например, килограмм воды с температурой 90ºС, остывая в радиаторе до 70ºС, выделяет тепло в количестве 20 ккал.
Вода — самый безопасный, экологически чистый и недорогой теплоноситель
Безусловно, вода отличается от синтетических веществ токсикологическими и экологическими свойствами, она абсолютно безопасна для людей. В случае утечки она не причинит много хлопот, а ее недостаток легко восполнить, залив в систему недостающее количество жидкости. У данного теплоносителя нет конкурентов и по стоимости – более дешевой жидкости не бывает.
Внимание! Не рекомендуют применять в системах отопления обычную воду, так как она богата кислородом и солями, а это – со временем появляющаяся накипь и коррозия.
Чтобы система функционировала безотказно, воду следует умягчить. Существует два рациональных способа:
- Термический, основанный на элементарном кипячении. Вода помещается в большой металлический резервуар и нагревается. В процессе кипячения удаляется углекислый газ, соли откладываются на дне сосуда. К сожалению, стойкие соединения кальция и магния так и останутся в воде.
- Химический, действующий за счет реагентов. При помощи кальцинированной соды, гашеной извести, ортофосфата натрия находящиеся в воде соли становятся нерастворимыми, выпадают в виде осадка. Последующая фильтрация устранит остатки веществ.
Идеальный вариант – дистиллированная вода, единственный минус которой кроется в ее покупке, тогда как обычную можно набрать из-под крана. Многие используют дождевую воду, выгодно отличающуюся от водопроводной, колодезной и артезианской.
В случае с водой большую роль играют параметры теплоносителя системы отопления, а именно – температурный режим. Как только температура воздуха в здании опустится ниже 0ºС, жидкость в трубах замерзнет, что грозит серьезной поломкой отопительной системы.
Система обогрева на антифризе
С наступлением холодов становится актуальной «незамерзайка» — незамерзающая жидкость для системы отопления. Трубы, наполненные подобным теплоносителем, не лопнут при низкой температуре – этот момент важен для собственников жилья, которые пользуются домом нерегулярно. Носителем тепловой энергии данного типа является антифриз. Как правило, он рассчитан на работу до температуры -30°С или -65°С.
Если температурный показатель опускается ниже нормы, антифриз для систем отопления, в отличии от воды, не твердеет, а переходит в гелеобразное состояние. Возвращаясь в жидкое состояние, он не теряет своих первоначальных свойств и не несет угрозы для отопительного контура.
Некоторые виды антифриза способны функционировать до предельно низких температур
Для удаления накипи или очагов коррозии производители добавляют в жидкость присадки – специальные ингибиторы. Благодаря им период службы отопительной системы увеличивается на несколько лет. Однако следует помнить, что антифриз для отопления – не универсальная жидкость, и присадки подходят только для определенных материалов конструкции. Некоторые из них способны разрушить полимерные трубы, другие – вызвать коррозию электрохимического типа.
Внимание! Средний срок службы антифриза – 5 лет (10 сезонов). После указанного периода весь объем теплоносителя подлежит замене. Производители рекомендуют рабочий срок 3 года.
Если сравнивать антифриз с водой, кроме преимуществ, можно выявить ряд недостатков:
- повышенная вязкость требует оснащения отопительного оборудования мощным циркуляционным насосом;
- на 15% ниже теплоемкость, следовательно, количество отдаваемого тепла меньше;
- более тщательно следует герметизировать разъемные соединения;
- требуются радиаторы, которые по объему на 50% больше, чем аналоги для воды;
- необходим расширительный закрытый бак, так как во время нагрева происходит повышенное расширение;
- токсичность вещества (например, этиленгликоля) в составе антифризов предусматривает использование его в котлах одноконтурного типа.
Таким образом, перед тем, как заполнить систему отопления антифризом, необходимо продумать установку более мощного насоса и вместительного расширительного бака. Радиаторы должны быть объемными, трубы – большего диаметра. Для уплотнения разъемных соединений лучше использовать тефлоновые или паронитовые прокладки. Если решили разбавить антифриз, понадобится только дистиллированная вода. Каждая очередная заливка антифриза требует полной промывки отопительной системы, в том числе и котла.
Так что же все-таки выбрать?
По температуре холодного сезона обычно определяют, какую лучше выбрать жидкость для радиаторов отопления.
Если столбик градусника не опускается ниже +5°С, лучше остановиться на очищенной от примесей воде. Низкие зимние температуры требуют отопительных систем с антифризом. Конечно, можно использовать воду, а для сохранения оборудования сливать ее из труб, но в этом случае возникает угроза коррозии из-за чрезмерной влажности воздуха, который заполнит пустые трубы и радиаторы.
Внимание! Тип системы отопления выбирается на стадии проектирования, так как системы под воду и под антифриз кардинально отличаются.
Что нужно помнить, выбрав антифриз? Перед тем, как произвести заполнение системы отопления теплоносителем, необходимо тщательно изучить его следующие характеристики:
- состав и назначение присадок;
- возможность взаимодействия с деталями отопительной системы, сделанных из пластика, цветных металлов, чугуна, резины;
- допустимо низкая температура;
- срок применения;
- безопасность для человека и природы.
Если в качестве теплоносителя используется вода, то все устраивается по традиционной схеме открытого или закрытого типа.
Теплоноситель системы отопления: антифриз или вода?
Жидкость, как теплоноситель современных систем отопления, применяется повсеместно — от автономных обогревающих установок до магистральных сетей и инженерных трубопроводов. При этом возможно использование жидких веществ как в открытых, так и закрытых контурах с гравитационной или принудительной циркуляцией. Эксплуатационные параметры рабочих тел зависят от давления и температуры, что оказывает влияние не только на общее состояние системы, но и на тепловую эффективность агрегатов. Выбор теплоносителя с нужными техническими характеристиками — непростая задача, решение которой зависит от внешних и внутренних факторов. Разберёмся, что лучше применять в качестве теплоносителя индивидуальной отопительной системы — антифриз или воду?
Требования
К теплоносителю современных отопительных систем предъявляются высокие требования
Несмотря на технический прогресс во всех областях промышленности, до сих пор нет идеального теплоносителя, который можно было бы с одинаковым успехом использовать в любой отопительной системе. Чтобы понять, о чём идёт речь, достаточно вспомнить, как ведёт себя вода при изменении внешних условий. При определённой температуре она переходит в другое агрегатное состояние (лёд или пар) и не только перестаёт выполнять свои функции, но и приводит к поломкам оборудования.
Хороший теплоноситель должен отвечать следующим требованиям:
- высокая энергоэффективность при минимуме потерь, что ускорит перенос тепловой энергии от начальной до конечной точки системы;
- низкая вязкость, благодаря чему увеличивается скорость движения рабочего тела, а соответственно и КПД оборудования;
- химическая инертность, что даст возможность использовать любые материалы, не опасаясь коррозии деталей и агрегатов;
- возможность безопасной эксплуатации (нулевая горючесть и токсичность паров жидкости).
Немаловажным фактором является и срок службы вещества, а также его стоимость, учитывая общее количество жидкости в системе.
Является ли вода идеальным теплоносителем
Несмотря на выдающиеся эксплуатационные показатели, применение воды в контурах отопления ограничено по ряду причин
Высокая теплоёмкость и плотность воды обусловливает её повсеместное использование в качестве теплоносителя обогревающих контуров. Таким образом, к преимуществам использования воды относится следующее:
- снижение температуры жидкости на 1ºС сопровождается выделением 1 ккал тепловой энергии, что является выдающимся показателем среди жидких веществ;
- полная безопасность для живых организмов. Утечка жидкости не сопровождается токсикологическими или экологическими проблемами;
- стоимость не имеет аналогов среди жидкостей всех типов.
Однако не надо думать, что этот теплоноситель абсолютно бесплатный. Конечно, в индивидуальную отопительную систему можно залить обычную воду из-под крана, однако специалисты не рекомендуют этого делать по ряду причин. Неподготовленная вода содержит как кислород, так и соли металлов, что способствует коррозии элементов оборудования и образованию накипи.
Промышленная установка для умягчения воды
Для применения в отопительных системах воду необходимо подготовить. Делают это несколькими способами.
- С помощью кипячения. Во время этого процесса из воды уходит углекислота, а соли металлов выпадают в осадок. Единственный недостаток этого метода заключается в том, что соли неметаллов остаются в растворённом состоянии.
- Химическое умягчение. Благодаря введению в жидкость химических реагентов (натрия ортофосфат, известь, кальцинированная сода и т. д.), соли калия, кальция и натрия связываются с ними на атомарном уровне и выпадают в осадок.
Конечно, можно использовать дистиллированную воду и тем самым полностью избавиться от вредных веществ, но в таком случае огромным минусом будет стоимость теплоносителя.
Несмотря на все явные преимущества, вода имеет два огромных недостатка. Во-первых, растворенный в ней кислород способствует коррозии металлических частей, а во-вторых, при снижении наружной температуры до 0 ºС вода превращается в твёрдое тело, при этом увеличиваясь в объёме. Как следствие – разорванные трубы, радиаторы и другие тепловые агрегаты.
Мороз и вода — два взаимоисключающих понятия в отопительных системах
Достоинства и недостатки антифриза
В отличие от воды антифриз или тосол при отрицательных температурах не переходит в твёрдую фазу. Максимум чего можно ожидать – превращение жидкости в желеобразную субстанцию. Очень важным является и тот факт, что при дальнейшем нагревании свойства вещества полностью восстанавливаются.
Достоинством незамерзающих жидкостей можно считать и более высокую температуру кипения, которая достигает 110 — 125ºС при атмосферном давлении, что способствует их применению в высокотемпературных контурах.
Зависимость вязкости антифризов от температуры
При изготовлении «незамерзаек» для отопительных систем производители вводят вещества, препятствующие окислению металлических элементов – так называемые ингибиторы коррозии, что позволяет увеличить срок службы металлических деталей.
При пользовании антифризом надо учитывать, что производители разрабатывают жидкости для определённых условий применения. Это подразумевает целевое использование, поскольку в состав тосола, предназначенного для металлических трубопроводов, могут входить химические вещества, разрушающие термопласт и другие полимеры.
Сравнительная таблица эксплуатационных характеристик воды и антифриза в качестве теплоносителя
К недостаткам антифриза относятся:
- высокая (в сравнении с водой) вязкость, что требует дополнительной мощности для прокачки теплоносителя по трубам;
- пониженная теплоёмкость (на 1 –15% ниже, чем у H2O), вследствие чего появляется необходимость в установке дополнительных теплообменников, радиаторных секций и т. д;
- повышенная текучесть, что приводит к увеличению затрат на герметизацию соединений;
- повышенный коэффициент теплового расширения, вследствие чего требуются расширительные баки увеличенной ёмкости. В связи с этим тип теплоносителя необходимо определить уже на стадии проектирования отопления, поскольку конструкция систем, предназначенных для работы с водой и антифризом, существенно различается;
- токсичность этиленгликоля, который входит в состав тосола.
Срок службы современных антифризов составляет от 3 до 5 лет, после чего требуется полная замена теплоносителя.
Как видите, недостатков у незамерзающей жидкости достаточно, поэтому прежде чем сделать окончательный выбор, надо тщательно взвесить все за и против.
Антифриз в отопительных системах
Если температура наружного воздуха в холодное время года не опускается ниже 1ºС, то лучшим решением будет использование воды. Этот же вариант идеален и для постоянно работающего отопления при любых температурах окружающей среды.
Если же стоит вопрос, какой теплоноситель залить в систему отопления загородного дома и дачи, на которых владельцы появляются лишь периодически, то и здесь ответ однозначен. Чтобы не сливать каждый раз жидкость из обогревающего контура, достаточно залить в отопительную систему антифриз. При этом надо учитывать особенности применения веществ с различным химическим составом.
Этиленгликоль, входящий в состав недорогого тосола, является ядовитым веществом, поэтому использование такого антифриза крайне ограничено
Поскольку этиленгликоль, который входит в состав распространённых недорогих тосолов, является ядовитым веществом, использование такого антифриза в двухконтурных тепловых агрегатах, равно как и в водонагревателях косвенного нагрева, исключено. Следует понимать, что при повреждении стенки теплообменника этиленгликоль будет попадать в водопровод, что недопустимо, так как это вещество имеет 3-й класс опасности.
Историческая справка: этиленгликоль был синтезирован в 1859 году, но в промышленных масштабах начал применяться только с началом Первой мировой войны в качестве заменителя глицерина в процессе изготовления взрывчатых веществ.
Несмотря на недостатки, антифриз на основе разбавленного этиленгликоля (а именно так изготавливается тосол) используется в большинстве случаев. Низкая температура кристаллизации даёт возможность эксплуатировать отопление при температурах от -35 до -65ºС, а цена является самой низкой среди веществ этого типа.
Пропиленгликоль является самым безопасным тепловым агентом
Всех недостатков недорогого антифриза лишён пропиленгликоль, который является абсолютно безвредным для человека и в некоторых случаях даже входит в состав пищевых добавок под маркировкой E1520. Низкая температура кристаллизации и высокая экологичность могли бы поднять эту «незамерзайку» на вершину славы, если бы не одно но: высокую стоимость вещества. Этот фактор существенно снизил сферу применения антифриза в качестве теплового агента отопительных систем.
В редких случаях в контурах обогрева используются незамерзающие составы, которые представлены смесью воды и этилового спирта в соотношении от 40 до 50% последнего. Начало кристаллизации находится в пределах 30 – 35ºС, чего достаточно в большинстве случаев. Однако и этот раствор не лишён недостатков.
- Первый из них – низкая температура кипения (до 90ºС), что вынуждает ограничивать максимальную температуру теплоносителя.
- Второй заключается в высокой летучести спиртовой составляющей, из-за чего антифриз на основе этилового спирта можно использовать только в герметичных обогревающих контурах с расширительным баком.
В исключительных случаях в качестве теплоносителя может использоваться раствор этилового спирта
Особенности подбора оборудования и теплового агента
Повышенное тепловое расширение антифризов вынуждает устанавливать дополнительные расширительные баки при их использовании
Как уже отмечалось, применение антифриза вынуждает устанавливать более мощный циркуляционный насос и радиаторы увеличенной площади. Только в таком случае можно рассчитывать на соответствие тепловой мощности отопления расчётным значениям.
Используя незамерзающую жидкость на основе этиленгликоля, необходимо учитывать его химическую активность. Если у вас дома установлены оцинкованные трубы, биметаллические или алюминиевые радиаторы, то обязательно выясните у производителя, допускается ли их работа в контакте с тосолом. Следует понимать, что проходящие химические реакции могут изменить свойства антифриза, а также привести к появлению взвесей из продуктов реакций.
Несовместимость электрокотла отопления и современных теплоносителей (видео)
Выбирая теплоноситель для автономной отопительной системы, проанализируйте технические характеристики установленного оборудования и влияние погодных факторов. Сделав выбор в сторону антифриза, обязательно посчитайте затраты и изучите возможные риски, связанные с его эксплуатацией. Возможно, установка минимальной температуры теплоносителя во время вашего отсутствия позволит сэкономить финансы, которые пойдут на закупку тосола и доработку оборудования.