Теплоноситель для системы отопления — как выбрать антифриз для загородного дома

Содержание

Этиленгликоль как теплоноситель: свойства и применение

Теплоноситель на основе этиленгликоля представляет собой сложное технологическое вещество, состоящее из двухатомного спирта (собственно этиленгликоля), воды и большого количества (иными словами, пакета) различных химических присадок-ингибиторов. Данные присадки необходимы для обеспечения стабильной работы отопительного оборудования. Именно они наделяют этиленгликоль такими свойствами, как антикоррозийность, противопенистость, отсутствие накипи и т. д. Уровень качества теплоносителя должен соответствовать требованиям, прописанным в ГОСТ 28084-89 «Незамерзающие жидкости охлаждающие» и ТУ, созданных на его основе.

Пропиленгликоль или этиленгликоль в качестве основы для теплоносителя

Пропиленгликоль и этиленгликоль – органические соединения из группы двухатомных спиртов, широко используемые как антифриз в системах отопления. От воды и других теплоносителей они отличаются большей температурой закипания и меньшей температурой замерзания, что позволяет предотвратить образование пара и льда в отопительном контуре при перегреве или замерзании. Рассмотрим, какие еще особенности присущи этиленгликолю и пропиленгликолю, и чем они отличаются друг от друга.

Таблица коэффициента расширения антифриза

теплоносительтеплоносители для систем отопления

Пропиленгликоль – это двухатомный спирт, в обычном состоянии представлен бесцветной вязкой жидкостью. Она имеет слабый запах и сладковатый привкус.

Пропиленгликоль, в отличие от ближайшего аналога, этиленгликоля, считается нетоксичным веществом, его широко используют в парфюмерной и даже в пищевой промышленности — в этом случае оно обозначается как Е-1520.

Химическая формула пропиленгликоля — С3Н6(ОН)2. Вещество по своей структуре крайне текучее и способно медленно просачиваться сквозь микроотверстия и трещины. Температура воспламенения — достаточно высокая, она составляет +421°С.

Как выбрать и какие бывают теплоносители для систем отопления?

Выбор теплоносителя для отопительного контура – дело не простое и требует некоторых познаний. Сразу стоит оговориться, что выбор теплоносителя нужен только для зданий с автономным отоплением. Если помещение подключено к централизованному отоплению, то заполнять систему будет теплоснабжающая организация.

теплоносители для систем отопления

Теплоноситель может быть 3 видов:

  1. Жидкость.
  2. Пар.
  3. Газ.

Отопление частных домовладений с применением паровых или газовых систем крайне редки. Поэтому более детально рассмотрим, какие виды жидкостей можно использовать в виде теплоносителя.

Это:

  1. Вода.
  2. Этиленгликоль.
  3. Пропиленгликоль.

К основным требованиям, которые предъявляются к теплоносителям можно отнести следующие:

  1. Удельная теплоёмкость.
  2. Вязкость.
  3. Пожаробезопасность.
  4. Токсичность вещества.

Влияние концентрации на температуру кристаллизации и прочие рабочие свойства теплоносителя

Климатические условия нашей страны предъявляют повышенные требования к устройству отопительных систем жилых и подсобных помещений, включая и возможность переносить отрицательные температуры. Если в жилищах с постоянным пребыванием людей в течение всего отопительного сезона поддерживается комфортный для жизни уровень тепла, то во вспомогательных постройках в отсутствие человека обогревательное оборудование отключают в целях экономии, а также чтобы избежать возникновения пожара. Для индивидуального строительства такой отопительный режим возможен в отдельно стоящих банях, мастерских, гаражах. К этой же категории относятся строения, где люди в холодное время года появляются периодически: загородные дома, дачи. Во всех таких случаях жидкостный контур отопления надо заполнять теплоносителем, не подверженным замерзанию при 0 ° С. Чаще всего для этого применяют водно-гликолевые растворы. Их свойства прямо зависят от концентрации действующего вещества.

Теплоноситель для системы отопления — как выбрать антифриз для загородного дома

В последнее время в частных домах в качестве теплоносителя стали часто использовать антифризы. В этой статье разберемся, чем они лучше воды и какой из них стоит выбрать.

Отопительный контур

Свойства этиленгликоля

Теплоноситель на этиленгликоле обладает следующими свойствами:

Широкий диапазон рабочих температур. Составляет от -65 до + 118 °С. Температура замерзания теплоносителя напрямую зависит от уровня концентрации активного вещества в нем, самого этиленгликоля. Оптимальной считается концентрация в 70 % – при таком количестве активного вещества температура замерзания (загустения) теплоносителя достигает -65 градусов по шкале Цельсия. В дальнейшем, если количество воды в теплоносителе уменьшится, и концентрация спирта достигнет 98 %, температура замерзания поднимется до -13 градусов. По этой причине этиленгликолевые теплоносители с концентрацией активного вещества более 70 % не производятся.

Малый коэффициент расширения при замерзании. Преимущество теплоносителя для отопления (охлаждения) на этиленгликоле в том, что, даже замерзая, он не повредит отопительную систему, в отличие от обычной воды. Коэффициент расширения воды при замерзании составляет 9 %, что является неприемлемым показателем: расширение такого масштаба может привести к разрыву труб и другим повреждениям отопительной системы. При этом температура замерзания воды составляет 0 градусов, что не позволяет использовать ее в условиях холодной зимы. Коэффициент расширения этиленгликолевого теплоносителя составляет всего 0,5 %, что является безопасным для любой инженерной конструкции.

Не вызывает коррозию, не образует накипь и соли. В состав теплоносителя на основе этиленгликоля обязательно входит пакет химических присадок-ингибиторов, которые защищают отопительную систему от коррозии, пены и накипи. Общее количество этих присадок составляет около 4 % веса теплоносителя. Использование ингибиторов приводит к снижению кислотности активного вещества, и потому антифриз практически не вступает в реакцию с трубами. Кроме того, теплоноситель не вступает в реакцию с материалами из пластика и текстиля. Однако его использование не рекомендуется при наличии в отопительной системе цинковых труб (приводит к расслоению трубы и появлению «нагара» на нагревательных элементах) и резиновых уплотнителей.

Низкая стоимость. Теплоноситель на этиленгликоле стоит дешевле остальных гликолевых аналогов. Причиной для такой цены, помимо собственной себестоимости продукта, является масштаб производства: количество производимого в мире этиленгликоля в несколько раз больше, чем у пропиленгликоля, а значит, и цена его будет ниже.

Сравнительные характеристики пропиленгликоля и этиленгликоля

Для наглядного сравнения характеристик обоих веществ они будут представлены в виде сводной таблицы:

Физические характеристики Этиленгликоль Пропиленгликоль
Плотность (при 20 °С), кг/м 3 1116 1034
Температура кипения (при атмосферном давлении), °С 197,3 188,2
Температура замерзания (при атмосферном давлении), °С -13 -60
Вязкость (при 20 °С), Н*сек/м 3 0,0209 0,056
Удельная теплоемкость, Дж/г*град 2,35 2,47
Теплота испарения, кДж/моль 56,94 64,5

Ассортимент используемых антифризов

Хотя многие распространенные в промышленности химические вещества проявляют свойство переходить в твердое состояние при гораздо меньших температурах, чем вода, лишь несколько из них нашли применение в качестве теплоносителей для бытовых нужд. Многие из тех, что кажутся перспективными и даже востребованы как теплоагент в промышленных условиях, для использования в быту непригодны из-за серьезных недостатков.

Простые спирты. Имеют летучие пары, что исключает возможность работы в негерметичных системах, а также горючи при концентрации в водном растворе свыше 25 %.

Минеральные и синтетические масла. Они пожароопасны при попадании на открытое пламя. Имеют большую вязкость.

Глицерин. Не рекомендован из-за высокой вязкости, а также из-за способности при контакте с раскаленными металлическими деталями котла разлагаться с выделением акролеина – высокотоксичного вещества 2-го класса опасности. В Первую мировую войну акролеин использовали как отравляющий слезоточивый газ.

Фактическим стандартом на сегодня считаются две разновидности антифризов:

  1. Солевые растворы неорганических веществ, понижающих температуру замерзания воды.
  2. Водно-гликолевые смеси по ГОСТ 33341-2015 на основе многоатомных органических спиртов моно-, ди- и три-этиленгликоля, пропиленгликоля.

Применение воды

вода

Способ передачи тепла от источника до радиаторов при помощи воды является самым простым и вместе с тем наименее затратным. На долю воды приходится не менее 70% от общего числа применяемых жидкостей.

При всей кажущейся простоте применения, имеется ряд моментов, которые необходимо учитывать:

  1. Жёсткость. В воде присутствуют частицы твёрдых веществ. При нагревании свыше 70 градусов начинается процесс кристаллизации, что, в свою очередь, приводит к появлению накипи на внутренних поверхностях теплообменника котла, трубопроводах, батареях. Для борьбы с этим явлением существуют устройства для умягчения воды, которые также очищают воду от механического загрязнения. Подключаются такие устройства непосредственно к водопроводу. При подключении таким способом отпадает необходимость устанавливать дополнительный насос для заполнения системы. Заполнение происходит за счёт давления в сети водоподачи.
  2. Температурный режим. При осуществлении теплоснабжения в отдельно стоящем здании, температура на подаче редко превышает 95 градусов. Большинство бытовых отопительных котлов также рассчитываются на эту температуру, как максимальную. При данной температуре не происходит закипания жидкости. Необходимо помнить, что при температуре 80 градусов начинается процесс деаэрации (выделение частиц воздуха из воды). Для того, чтобы не произошло завоздушивания системы, необходимо предусмотреть установку воздушных клапанов, которые автоматически будут сбрасывать появившийся воздух.
  3. Температура замерзания. В случае, если помещение отапливается регулярно, то данной проблемы и не возникнет. В том случае, если отопление помещения осуществляется не на постоянной основе, а от случая к случаю, то необходимо учесть, что при 0 градусов вода заледенеет. Замерзание воды в отопительных приборах может привести к выходу их из строя на продолжительное время или даже к полной непригодности.

Положительные стороны использования воды:

  1. Экологически чистое вещество.
  2. Имеет высокую теплоёмкость.
  3. Не требует дополнительных энергетических затрат для обеспечения циркуляции.
  4. При необходимости заполнения системы – всегда в наличии.
  5. Низкая стоимость.

Отрицательные стороны:

  1. Превращается в лёд при 0 °С.
  2. Необходимость установки устройства водоподготовки.

Что такое теплоноситель?

Теплоноситель – это вещество, которое передает тепловую энергию от источника к потребителям. Для этого используется пар (воздушные системы отопления) или жидкость (жидкостные или водяные системы отопления). В частных домах больше распространен последний вариант. Теплоноситель нагревается котлом и передается по магистралям к радиаторам или к системам теплого пола. Движение жидкости по системе обеспечивается насосом или самотеком (самотечные системы отопления).

В жидкостных системах отопления в качестве теплоносителя может использоваться обычная вода или антифриз («незамерзайка»). Последние представлены пропиленгликолем и этиленгликолем. Также есть и более экзотические варианты: раствор глицерина, растворы солей, трансформаторное масло и др.

Рассмотрим основные требования к теплоносителям для систем отопления.

  • Инертность по отношению к инженерному оборудованию.Теплоноситель должен обладать низкой коррозионной активность и не вступать в химические реакции с трубами, шлангами, запорной арматурой, резиновыми прокладками, деталями котла и др.

Образование ржавчины в радиаторах и трубах снижает эффективность оборудования. Теплоотдача снижается, что приводит к перерасходу топлива. Также частицы ржавчины могут попасть в насос и повредить его.

  • Хорошая текучесть. Жидкость не должна быть вязкой или густой, в противном случае теплоноситель будет медленно перемещаться по трубам и быстро терять тепло. На прокачку такой массы насос будет тратить больше энергии.
  • Минимальное температурное расширение. Различные вещества могут расширяться при нагреве и охлаждении. Если здание эксплуатируется сезонно в качестве дачи, турбазы или склада, а на время отсутствия хозяев система отопления полностью отключается, то следует исключить в качестве теплоносителя вещества с большим расширением при замерзании.
  • Высокая теплоемкость. Эта характеристика отражает способность вещества накапливать энергию при нагреве и отдавать при остывании. Чем выше теплоемкость жидкости, тем эффективнее работает система отопления.
  • Текучесть. В системах отопления есть много соединений, которые могут стать потенциальными местами протечки.
  • Безопасность – особенно этот параметр актуален для открытых систем, где расширительный бак находится на чердаке, а теплоноситель из него может испаряться. Также желательно, чтобы вещество не было горючим, при протечке это может стать причиной пожара. Именно поэтому не рекомендуется в частных домах в качестве теплоносителя использовать трансформаторное масло.

Меры предосторожности

Этиленгликоль – это многоатомный спирт, который является ядовитым для человека (относится к третьему классу опасности по токсичности веществ). Контакты данного вещества с организмом человека следует полностью исключить: 100 мг являются смертельной дозой. Проникновение в организм может осуществляться как тактильным (прямое попадание на кожу), так и воздушно-капельным путем. При длительном взаимодействии развивается поражение нервной системы и жизненно необходимых органов. Первыми симптомами поражения могут служить вялость, сонливость и слабость. Во избежание испарения и попадания в органы дыхания человека применение теплоносителя на этиленгликоле допускается только в «закрытых» системах отопления с закрытым расширительным баком, оборудованным мембраной. Помимо этого запрещено использовать антифриз в двухконтурных отопительных системах во избежание смешивания этиленгликоля (контур отопления) и используемой нетехнической воды (контур водоснабжения).

Основные характеристики

Пропиленгликоль – это гигроскопичное вещество, которое способно растворяться в воде, ацетоне, этаноле, хлороформе и спирте диэтиловом. Такая бесцветная жидкость, содержащая углеродный атом, обладает низкой степенью летучести. Она не способна вызывать коррозию и совершенно безопасна в применении.

Среди характеристик пропиленгликоля можно выделить:

  • плотность – 1037 кг/м³, что почти на 4 процента больше, чем у воды;
  • достаточно высокий показатель температуры кипения – 188 градусов выше нуля;
  • теплопроводность – 0,218 Вт/(м*К);
  • начало кристаллизации – при -60 градусах;
  • значение удельной емкости – 2483 Дж/(кг*К).


Как выглядит пропиленгликоль

Теплоноситель пропиленгликоль – это водный раствор, который остается в жидком виде при температурном значении от -40 до 100 градусов. Готовая субстанция кроме основного компонента, растворенного в дистиллированной воде, включает красители, а также не более 5 процентов присадок антикоррозийного, стабилизирующего, смягчающего типа.

Плотность теплоносителя из пропиленгликоля зависит от концентрации основного компонента. Чем больше его процентное количества, тем выше максимальный уровень его кипения. Также соответственно увеличивается показатель плотности. Исходя из этого, на выпускаемых теплоносителях указывается процентная маркировка.

Этиленгликоль

этиленгликоль

В некоторых условиях существует необходимость использовать теплоноситель с довольно низким порогом замерзания. Такие вещества называются антифризы. Антифриз на основе этиленгликоля составляет примерно 25% всех теплоносителей.

В состав антифриза на основе этиленгликоля вводят специальные добавки – ингибиторы, замедляющие скорость протекания нежелательных химических процессов под воздействием этиленгликоля.

Температура замерзания может достигать -60 °С.

Для использования этиленгликоля надо принимать в расчёт следующие факторы:

  1. Вязкость. В чистом виде этиленгликоль не применяют, его смешивают с водой. В зависимости от концентрации, меняется и вязкость вещества. С повышением вязкости уменьшается и скорость движения теплоносителя по трубам. Из-за этого приходиться увеличивать производительность насоса, что ведёт к увеличению расходов на выработку тепла.
  2. Тепловое расширение. Коэффициент теплового расширения у данного вещества в среднем на 50% выше, чем у воды. Поэтому при нагреве, для предотвращения роста давления в отопительных приборах, необходимо установить расширительный бак. Этот же бак должен служить и для подпита теплоносителем при снижении температуры.
  3. Химические свойства. По своим свойствам, этиленгликоль агрессивен к некоторым видам материалов. К примеру, при его использовании необходимо отказаться от резиновых уплотнителей. Потребуется заменить их на паронитовые. Также, использование оцинкованных труб невозможно. Этиленгликоль растворяет цинк. При принятии решения использовать этиленгликоль в виде теплоносителя, необходимо внимательно изучить паспорта всех установленных тепловых приборов на возможность его применения.
  4. Заполнение системы. Заполнение системы водно-гликолевой смесью возможно только с помощью подпиточного насоса. Учитывая повышенную вязкость смеси, необходимо правильно подобрать параметры насоса. Также, необходимо выбрать материал для бака, из которого насос будет заполнять контур отопления раствором. При выборе насоса, обязательно нужно учесть параметры жидкости, которую он будет перекачивать.
  5. Токсичность.Из-за высокой токсичности этиленгликоль не нашёл широкого применения. Для человека смертельная доза может составить 50–500 мг. В открытых системах, этиленгликоль применять категорически запрещено. Материалы, на которые попал этиленгликоль, необходимо заменить.

Положительные стороны:

  1. Размораживание системы практически невозможно.
  2. Хорошая теплоёмкость.
  3. Низкая вероятность образования накипи.
  4. Довольно привлекательная цена.

Отрицательные стороны – токсичность! Вот что не даёт этиленгликолю постепенно вытеснить воду с лидирующей позиции. Этиленгликоль – смертельно опасен.

Рекомендации по использованию этиленгликолевых теплоносителей

В настоящее время именно теплоносители на основе этиленгликоля наиболее широко используются в различных инженерных системах зданий и сооружений. Сочетание температурных показателей, высокой пожаро- и взрывобезопасности, а также невысокой цены привели к востребованности этого материала на рынке и к увеличению количества отопительных систем на его основе. Однако в процессе эксплуатации необходимо следить за несколькими показателями:

Как правильно использовать теплоносители на основе пропиленгликоля

Теплоносители на основе пропиленгликоля имеют схожий химический состав, который различается процентом содержания спирта. Чаще всего такие составы получают название по именованию фирмы-производителя.

Если в антифризе пропиленгликоля содержится около 30%, он замерзает при -13 °С, 35%-й раствор спирта кристаллизуется при -20 °С, 40%-й — при -25 °С, 75%-й раствор при -65°С.

При замене воды на состав на основе пропиленгликоля необходимо учесть некоторые свойства антифриза.

  • Меньшая теплоёмкость и теплопроводность. Количество радиаторов стоит увеличить, а также приобрести более мощный котёл. Часто в частных домах устанавливаются отопительные системы, которые работают вполовину своей мощности — в этом случае можно обойтись без замены котла.
  • Большая вязкость . Убедитесь, что трубы имеют внутренний диаметр не меньше 25 мм, а также произведите установку более крупного циркуляционного насоса.
  • Больший коэффициент расширения. Если расширительный бачок меньше 10 л, то потребуется замена на более крупный.
  • Высокая текучесть. Стоит уменьшить количество резьбовых соединений, врезок и сгонов, также обеспечить свободный доступ к имеющимся соединениям на случай протекания.

Если технические параметры имеющегося отопления соответствуют новым требованиям, можно переходить к подготовительным работам:

  • уплотнить сгоны, соединения, врезки;
  • полностью слить воду из системы отопления и промыть каустической содой, она удалит ржавчину и накипь;
  • убрать все детали из цинка;
  • к антифризу можно добавить присадки, которые защитят медные детали;
  • грязеуловитель проверять вдвое чаще;
  • через каждые два года проверять раствор на предмет концентрации спирта;
  • полная смена антифриза каждые пять лет.

Всегда стоит тщательно промывать систему, если собираетесь осуществить переход на другой теплоноситель.

Зависимость температуры кристаллизации от концентрации

График зависимости температуры начала замерзания от содержания этиленгликоля в растворе не является прямолинейным, а образует кривую линию с низшей точкой в районе 65 %. Справа и слева от этого значения температура замерзания растет. Так, для этиленгликоля технической чистоты (около 98 %) она составляет всего около -13 °C. Поэтому рабочим интервалом концентраций в промышленности считается диапазон от 25 до 65 % гликоля, дальнейшее повышение концентрации бессмысленно и невыгодно экономически. Таблица значений для этиленгликоля имеет следующий вид:

Концентрация, % Температура начала кристаллизации, °C Плотность антифриза, г/см 3
65,3 -65 1,086
63,1 -60 1,083
58,0 -50 1,078
52,6 -40 1,071
45,6 -30 1,063
36,4 -20 1,051
26,4 -10 1,034

Растворы пропиленгликоля в воде проявляют очень близкие к указанным свойства.

Пропиленгликоль

пропиленгликоль

Самым надёжным, безопасным и современным теплоносителем является продукт на основе пропиленгликоля. Применяться в мире начал с 60-х годов прошлого века. В ведущих странах Европы уже 20 лет используют данный антифриз как основной теплоноситель. В нашей стране на долю пропиленгликоля приходиться всего 5%. По своим физическим свойствам он очень близок к этиленгликолю. Замерзание наступает при температуре 60 0 С. Коэффициент теплового расширения всего на 5% превышает аналогичный показатель воды.

При использовании пропиленгликоля, надо принимать в расчёт следующие факторы:

  1. Вязкость. Принимая во внимание повышенную вязкость по сравнению с водой,при проектировании системы отопления необходимо подбирать циркуляционный насос повышенной производительности. Это обеспечит нормальную скорость передачи тепла от отопительного котла к радиаторам отопления.
  2. Химические свойства. По своим химическим свойствам этот антифриз близок к этиленгликолю. Перед началом его использования, необходимо удостовериться в том, что на выбранном оборудовании, возможно применять данный теплоноситель. В противном случае, можно повредить котёл и систему отопления в целом. Применение резиновых уплотнителей, а также пакли, тоже не представляется возможным.
  3. Заполнение системы. Для того,чтобы заполнить контур отопления пропиленгликолем, необходимо применить подпиточный насос. В самой низшей точке системы отопления, необходимо предусмотреть место для присоединения подпиточного насоса. Заполнять систему необходимо медленно. При этом, все воздушные клапаны должны быть открыты. Такой способ заполнения поможет избежать закупорки системы воздухом.

Положительные факторы:

  1. Предохраняет систему от порывов при замерзании. При замерзании объем увеличивается всего на 0,1% (теплоноситель на этиленгликоле – примерно 1,5%). Сливать из системы в зимнее время теплоноситель не требуется.
  2. При использовании абсолютно не токсичен и безопасен для человека.
  3. По своим показателям имеет максимальный, после воды, уровень безопасности. Не опасен даже при вдыхании паров длительное время.
  4. Благодаря смазывающим свойствам предотвращает коррозию металлических частей системы отопления, снижает гидродинамическое сопротивление и способствует улучшению работы вторичного контура насоса.
  5. Хорошие теплофизические свойства.
  6. При использовании не образуется накипи.
  7. Обладает бактерицидными и стерилизующими свойствами.
  8. Пропиленгликоль не горюч и взрывобезопасен.

Отрицательные факторы – значительно высокая цена, в сравнении с другими видами теплоносителей.

Пропиленгликоль или этиленгликоль: что выбрать

Выбор между этими антифризами, а также степенью их концентрации в растворе, определяется рядом факторов.

  • Конструкцией отопительной системы. Этиленгликоль можно использовать только в закрытых контурах с расширительным баком и при условии постоянного наблюдения за их состоянием. Пропиленгликоль применяется без ограничений – даже при утечке теплоносителя из системы он не нанесет никакого ущерба здоровью людей или окружающей среде.
  • Назначением отапливаемого объекта. Этиленгликоль можно использовать в зданиях и сооружениях, где отсутствуют повышенные требования к безопасности и экологичности. Применение пропиленгликоля допускается в зданиях любого назначения без ограничений.
  • Климатическими условиями. Оба антифриза могут использоваться в виде водных растворов в регионах с низкими температурами. Однако из-за вероятности выкипания воды и последующего замерзания этиленгликоля всего при -13 °С пропиленгликолевые теплоносителя предпочтительнее.
  • Стоимостью. Пропиленгликоль примерно в 2 раза дороже этиленгликоля и примерно на 20 % уступает ему по теплофизическим свойствам. Однако более высокая стоимость этого теплоносителя компенсируется его безопасностью для человека и окружающей среды, а разница характеристик почти не отражается на эффективности эксплуатации системы отопления.

Для чего необходимо знать коэффициент расширения?

Большинство автономных систем теплоснабжения спроектированы для применения воды, либо иногда — составов низкозамерзающих всесезонных, в качестве теплоносителя. Поэтому при расчётах и выборе аппаратов системы теплообмена (расширительной ёмкости) для них, учитываются и физические параметры.

Но если в качестве альтернативы будет использоваться не обычная техническая вода, нужно учитывать, что коэффициент расширения теплоносителя на основе пропиленгликоля (антифриза) будет другим. Его вычисляют для внесения необходимых корректировок, проверки соответствия объёма емкости расширительного бака.

Использование антифриза может привести к «завоздушиванию» отопительной системы. Этот процесс – результат более высокого (если сравнивать с водой) коэффициента температурного расширения теплоносителя на основе пропиленгликоля. В итоге объёма емкости расширительного бака оказывается недостаточно для его заполнения. Поэтому излишки антифриза при нагреве его до рабочей температуры (обычно это около 85 °C) сбрасываются путем слива через предохраняющий клапан.

После снижения тепловой нагрузки требуется подпитка системы теплообмена рабочей средой. Для этого используется вода, в которой содержатся растворённый воздух, который выделяется из жидкой фазы в результате нагрева. Все это провоцирует образование воздушных пробок, вызывающих серьезные аварии в системе отопления и поломки отдельной аппаратуры. На практике этот процесс хорошо демонстрируется во время эксплуатации двигателей внутреннего сгорания автотранспортной техники, когда система их охлаждения не обеспечивает нормальной работы и начинает «закипать».

Расчёт количества теплоносителя

объем теплоносителя в 1 метре трубы

Узнать нужное количество теплоносителя можно 2 способами:

Расчётный

Необходимо суммировать количество теплоносителя в котле радиаторах и трубопроводах. Данные о количестве теплоносителя в котле и батареях можно взять из паспортов.

Объем жидкости внутри трубы можно рассчитать по формуле:

  • V = S (площадь сечения трубы) x L (длина трубы).

Для упрощения расчётов существует таблица объёмов.

Объем воды в радиаторе:

  • алюминиевый радиатор — 1 секция — 0,450 литра;
  • биметаллический радиатор — 1 секция — 0,250 литра;
  • старая чугунная батарея – 1 секция — 1,700 литра;

Объем воды в 1 погонном метре трубы:

  • ø15 (G ½”) — 0,177 литра;
  • ø20 (G ¾”) — 0,310 литра;
  • ø25 (G 1,0″) — 0,490 литра;
  • ø32 (G 1¼”) — 0,800 литра;

Опытный

система отопления

Для определения объёма опытным путём, необходимо полностью заполнить контур отопления водой. Затем необходимо аккуратно слить воду, замеряя, при этом объем мерной ёмкостью.

При заполнении водой необходимо приоткрыть кран, установленный на участке системы водоподготовки. При этом, воздушные клапаны должны быть открыты. Так можно избежать завоздушивания системы.

Слив воды из контура отопления производится через дренажный кран в систему канализации или подпиточный бак. Заполнение системы пропиленгликолем необходимо производить с помощью подпиточного насоса.

Как и в случае с водой, заполнение необходимо производить с малой скоростью. Учитывая стоимость пропиленгликоля, дренировать системы нужно только в подпиточный бак.

Периодичность замены воды в контуре отопления, как правило, составляет один тепловой сезон. Для антифризов периодичность установленная производителем составляет 5 лет.

Другие характеристики водно-гликолевых растворов

Кроме температурной зависимости начала замерзания, концентрация активного вещества в антифризах влияет еще на ряд важных эксплуатационных показателей.

Теплоемкость раствора. Является важным параметром, от которого зависит количество тепловой энергии, которую теплоагент способен передавать от источника в помещение. Для чистой воды эта величина составляет 4,2 кДж/кг К и практически не меняется при разных температурах. При росте концентрации гликоля в воде теплоемкость раствора снижается. Например, 50%-ный состав обладает меньшей способностью к переносу тепла, чем 20%-ный, однако его рабочий интервал температур шире.

Коэффициент объемного расширения. Вырастает при повышении концентрации гликоля.

Теплопроводность. Так же как и график замерзания, имеет вид кривой с максимумом в районе порядка 40 % гликоля. Такой раствор лучше всего проводит тепловую энергию, а при уменьшении или увеличении концентрации показатель снижается.

Сравнение теплоносителей: вода, глицерин, этиленгликоль и пропиленгликоль

В США и Европе с 1996 года начался массовый переход на использование только пропиленгликолевых теплоносителей. В России только сейчас становится заметна эта тенденция — скорее всего, это связано с высокими затратами на внедрение таких систем.

  • экологичное вещество;
  • достаточно высокий показатель теплоемкости;
  • свободно циркулирует по системе;
  • всегда под рукой;
  • крайне низкая стоимость.
  • замерзает при температуре ниже 0 °С;
  • отсутствие эксплуатации в зимний период требует слива системы, что приводит к коррозии;
  • жесткость воды проявляется при температуре свыше 80°С, тогда начинается разложение карбонатных солей и отложение накипи на стенках системы, что снижает теплоотдачу и может сломать систему из-за перегрева.

Стоимость и критерии выбора

Как выбрать и какие бывают теплоносители для систем отопления?

Этиленгликоль – самый доступный из антифризов.

Самым доступным видом теплоносителя является вода.

Стоимость этиленгликоля за 1 килограмм составляет от 50 до 70 рублей. Пропиленгликоль самый дорогой представитель: его стоимость за 1 килограмм колеблется от 80 до 130 рублей, в зависимости от расфасовки и страны производителя.

Как уже видно теплоноситель может существенно повлиять на характеристики отопительной системы.

Вода имеет самую высокую теплоёмкость из вышеописанных представителей, поэтому увеличивать мощность радиаторов отопления не потребуется, показатели её вязкости оптимальны, она прекрасно движется как в системах с естественной циркуляцией, так и с принудительной циркуляцией.

В паспортах циркуляционных насосов в характеристике оборудования, указывается давление и расход из расчёта вязкости воды. Нагрузки на насосное оборудование стандартны, а котлы, как правило, рассчитаны на работу по тепловому графику 95-70, что на 5 градусов ниже температуры кипения воды.

Параметры теплоёмкости антифриза достаточно хорошие, но меньшие по сравнению с водой, поэтому понадобятся дополнительные секции радиаторов или же более частая укладка трубы тёплого пола. Этиленгликоль из-за его повышенной токсичности для жилых помещений лучше не использовать.

Пропиленгликоль хоть и значительно дороже воды, но даёт гарантию стабильной и безопасной эксплуатации системы отопления в холодное время года.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий