Теплоноситель для систем отопления: параметры воды/антифриза

Несмотря на продвижение альтернативных методов обогрева помещений, в подавляющем количестве случаев в качестве основного источника тепла выступает жидкостный контур отопления. Ввиду экономичности и эффективности он оптимален в условиях характерных для наших широт долгих зим. Минус в том, что вода может замерзнуть.

Потому кроме нее используется еще и незамерзающий теплоноситель для систем отопления, заменяющих воду.

Перечень требований к теплоносителю

Главная задача жидкости в трубах – перенос тепловой энергии от котла к радиаторам. Чтобы отопительная система была безопасной и энергоэффективной, теплоноситель должен отвечать ряду важных требований, в том числе:

• сохранение труб от коррозии;
• химическая инертность к установленным в трубопроводе уплотнителям;
• подходящий по эксплуатационным параметрам трубам диапазон рабочих температур (от замерзания до кипения);
• высокая теплоемкость, чтобы аккумулировать как можно больше тепла;
• минимальная способность к образованию накипи;
• полная безопасность: нет выделения токсичных паров и максимальная взрыво- и огнеустойчивость;
• стабильный химический состав (жидкость не должна разлагаться и менять свои физические свойства под воздействие высоких температур).

А теперь главный вопрос: какой антифриз для современных систем отопления соответствует всем требованиям?

Ответ может разочаровать, но сегодня в природе не существует такой жидкости. Столь идеальный химический состав еще не создан. Поэтому вопрос подбора оптимального варианта – очень актуальная задача на сегодня.

Галерея изображений

Фото из

Теплоноситель — это среда, способная перемещаться в пределах отопления с целью переноса полученного при нагреве в котле тепла к потребителю

Самый распространенный тип теплоносителя, применяемый на территории стран СНГ, вода. Ее температура в отопительных сетях составляет 60 — 70º. В однотрубных гравитационных системах может достигать 95 — 105º на выходе из котла

Вторым по востребованности видом теплоносителя является пар, температура нагрева которого достигает +130º. Сложные и громоздкие контуры сооружают в основном в подсобных помещениях

В схемах воздушного отопления, не слишком распространенных в наших странах, теплоносителем является воздух, нагретый до +60º. По сути это вторичный теплоноситель, разогреваемый паром, электричеством, водой

В водяных отопительных контурах, имеющих прямое сообщение с окружающей средой, в качестве теплоносителя может использоваться только вода

Из-за существующей вероятности замерзания жидкости в северных регионах вместо воды в водяных контурах используют незамерзающую жидкость — раствор антифриза

Раствор антифриза неприменим в случае установки в доме двухконтурного котла, поставляющего тепло и воду в ГВС. Не допустимо его использование, если системы отопления и ГВС взаимосвязаны

Вода — самый дешевый и доступный вариант теплоносителя, потому и самый популярный. Отличается хорошей текучестью, благодаря чему с высокой скоростью распространяет тепло

Для чего нужен теплоноситель

Водяная система отопления

Паровое отопление в подсобных помещениях

Теплоноситель воздушного отопления

Открытая схема водяного отопления

Закрытая схема системы отопления

Запрет на заливку антифриза

Преимущества воды в качестве теплоносителя

Когда необходимо применять антифриз

Прежде чем приступить к рассмотрению альтернативных жидкостей, не стоит сбрасывать со счетов воду. Если отопление устанавливается в доме, где жильцы живут постоянно, то вода будет одним из самых безопасных и надежных вариантов. Она как теплоноситель обладает оптимальными параметрами для циркуляции по контурам систем отопления.

Однако на пике зимних морозов, малейшая кристаллизация воды может послужить причиной серьезной аварии с разрушением трубопровода и узлов отопительного оборудования.

Если речь идет о загородном доме, в который периодически осуществляется наезд, или когда на выходных часто семейство покидает свою обитель, оставляя отопление без надзора, то тогда используемый теплоноситель должен быть устойчивым к характерному для района интервалу низких температур.

Только для использование химических составов в качестве переносчика тепловой энергии необходимо подготовить контуры отопления. Система должна быть полностью герметичной, т.к. жидкость является в разной степени токсичной и огнеопасной.

В отопительных контурах нельзя использовать антифризы «в чистом виде». Поскольку неразбавленные составы незамерзаек агрессивны и склонны стимулировать развитие коррозии, их разбавляют водой

Хозяин должен учитывать, что незамерзающую жидкость нужно периодически менять, что чревато дополнительными расходами. Некоторые модели котельного оборудования имеют конкретные рекомендации по использованию теплоносителя определенной марки. Если применить жидкость другого состава, то можно потерять гарантию на котел.

Обзор востребованных теплоносителей

Чтобы обезопасить себя, подробнее разбираемся с каждым видом теплоносителя.

Наиболее распространенный теплоноситель — вода

В 70% современных систем используется вода, включая ее модифицированные составы с применением добавок. Чем объясняется такая популярность:

• полная безвредность (протечка может стать причиной только бытовых затруднений);
• высочайшая теплоемкость – около 1кал/г*С (каждый литр воды способен передать больше тепла, чем любая другая жидкость);
• дешевизна и доступность. Вода имеет минимальную стоимость по сравнению с незамерзающими составами. В любой момент водную систему можно пополнить без существенных затрат времени, труда и денег.

Правда, проводить замену воды в отопительном контуре нежелательно без веской причины. При нагреве она освобождается от солей и кислорода. Перекипевшая несколько раз в котле вода не обладает уже тем составом и количеством солей, какой был при ее заливке в систему. В отличие от новой порции практически лишена свободного кислорода.

Не следует часто проводить замену воды в отопительных контурах, чтобы на стенках труб и внутренней поверхности арматуры не оседала накипь

Обратная сторона медали заключается в следующем:

• Сравнительно высокая температура замерзания, поэтому оставлять без присмотра водяную систему отопления нельзя (в противном случае, при замерзании и расширении вода может разорвать трубы и радиаторы);
• Содержащиеся в составе соли могут провоцировать отложения на трубах и нагревательных элементах, что снижает выделение тепла и общий КПД системы;
• Вода – это окислитель (растворенный в ней кислород может стать причиной коррозии металлических элементов отопления, включая радиаторы).

С температурой замерзания ничего не поделаешь, но остальные негативные свойства можно существенно снизить. Для начала можно уменьшить концентрацию солей, используя умягчение. Уменьшить количество гидрокарбонатных солей можно путем кипячения.

Ортофосфат натрия, который можно купить в магазине, позволяет смягчить воду. При этом нужно помнить о правильной дозировке, т.к. избыток реагентов может негативно повлиять на теплотехнические свойства воды.

Чтобы не путаться с дозировками, можно использовать дистиллированную воду, но она обойдется на порядок дороже. Теперь можно не беспокоиться о том, что радиаторы забьются накипью. Чтобы схитрить и сэкономить, можно использовать талую или дождевую воду.

Она уже является дистиллированной естественным путем. Но ее чистота может быть только частичной. Она вполне могла напитаться атмосферными загрязнениями, но в любом случае будет гораздо мягче, чем вода со скважин, колодцев или крана.

С целью сохранения технического состояния труб, арматуры, оборудования в отопительный контур лучше заливать дистиллят. Дистиллированную воду также лучше залить после аварийного слива и ремонта системы

Производители предлагают дистиллированную воду, обогащенную ингибиторными присадками. Они существенно снижают вероятность коррозии. Также в такой дистиллят вводятся поверхностно активные вещества (ПАВ). Их содержание в воде минимизирует образование отложений на внутренних поверхностях радиаторов.

ПАВ заставляет уже имеющиеся отложения отслаиваться (с последующим выводом их из системы с помощью фильтра), а также снижает химическую активность воды. В результате все прокладки и сальники будут служить дольше.

Незамерзающая альтернатива — антифриз

Даже дистиллированная вода с оптимальным набором присадок не лишена главного недостатка – замерзания при 0 градусов Цельсия. Специальная жидкость для металлических радиаторов отопления лишена этого изъяна, имея вдобавок более низкую температуру кристаллизации.

Низкая температура действует на антифриз по-другому, нежели на воду. Даже при превышении минимальных рабочих значений жидкость не кристаллизуется и не расширяется, а превращается в гелеобразную субстанцию. Поэтому трубы и радиаторы защищены от деформаций и повреждений.

При повышении температуры консистенция загустевшего антифриза становится более жидкой, повышаются показатели текучести, хотя и в нормальном состоянии они на 15 % ниже, чем у традиционного соперника — воды.

Теплоноситель поставляется в двух модификационных разновидностях: 1 — с температурой замерзания в неразбавленном состоянии -65° и второй вариант -30°

Концентрированный незамерзающий состав можно разбавлять согласно инструкции изготовителя, учитывая местные климатические условия. Для получения жидкости с пределом замерзания в -30° разбавляют водой наполовину, для -20° часть антифриза смешивается с двумя частями воды.

Большинство составов выдерживает до -65 градусов. На большинстве территорий севера и средней полосы температура редко опускается ниже -35, поэтому антифриз часто разводят дистиллированной водой, снижая порог до -40.

Галерея изображений

Фото из

Вода при отрицательных температурах кристаллизуется и увеличивается в объеме. Образующийся в итоге лед может разорвать трубы и узлы. Чтобы этого не случилось в водяные системы заливают антифриз

Антифриз допустимо использовать только в закрытых отопительных контурах, не имеющих прямой связи с атмосферой

Концентрированную незамерзающую жидкость разбавляют водой. Пропорции подбирают так, чтобы процесс кристаллизации начинался с заданного температурного предела

Незамерзающая жидкость может использоваться во всех видах водяных контуров: радиаторных и конвекторных системах, в теплых полах

Незамерзайка более текуча, чем обычная вода, поэтому для сборки контуров не подходят обычные прокладки и уплотнения. Нужны те, что выпускают целенаправленно для антифриза

Вязкость незамерзающей жидкости выше, чем у воды. Чтобы стимулировать ее передвижение по контуру, нужны более мощные циркуляционные насосы

Отопительные трубопроводы для систем с антифризом нельзя собирать из оцинкованных труб. От контакта с цинком изменяется состав и свойства жидкости

Для заливки в системы отопления покупать надо только антифриз, предназначенный для этих коммуникаций. Категорически не подходит незамерзающая жидкость для авто

Достоинства и недостатки антифриза

Особенности отопления с антифризом

Заполнение системы отопления антифризом

Применение антифриза в теплых полах

Ускоренный износ уплотнений

Специфика подбора насоса

Отказ от оцинкованных труб

Варианты антифриза для систем отопления

Производители качественных растворов делают состав максимально стабильным, поэтому он способен прослужить до 5 лет. После этого потребуется его полная замена.

Чтобы достичь этих свойств, пришлось пожертвовать некоторыми преимуществами, которыми обладает вода:

• теплоотдача антифриза на 15% ниже (иногда это может повлечь за собой необходимость установки дополнительных секций радиаторов);
• может содержать токсичные вещества, поэтому нельзя использовать антифриз в 2-х контурных системах, где состав может попасть в контур подачи горячей воды;
• высокая по сравнению с водой текучесть, из-за которой необходимо использовать специфические уплотнители, способные препятствовать утечкам;
• повышенная вязкость, которая потребует применения более мощного насоса;
• более высокий коэффициент расширения потребует установки расширительного бака увеличенного объема.

При использовании всех видов антифризов нельзя выполнять разводку отопления оцинкованными трубами, т.к. в контакте с ними незамерзайка теряет часть изначальных полезных свойств.

Следует помнить, что для заполнения отопительного контура следует использовать состав, выпускаемый целенаправленно для систем отопления. Жидкость для двигателей авто с этой целью применять нельзя

Применение в качестве теплоносителей незамерзающих жидкостей заставляет вносить изменения в схему системы отопления. Из-за вязкости антифриза он медленнее передает тепло приборам отопления, поэтому лучше увеличить число секций радиаторов или приобрести приборы с большей теплоемкостью. Еще требуется снизить трение в трубопроводах путем замены фитингов на аналоги больше размером на одну позицию, чем используемые в водяных контурах.

Современные незамерзающие жидкости в зависимости от состава можно разделить на три основных вида:

• глицериновые;
• на основе пропиленгликоля;
• на основе этиленгликоля.

Рассмотрим каждую отдельно, чтобы подобрать наиболее подходящий вариант под существующее оборудование и условия.

Применение незамерзайки на основе этиленгликоля

Один из самых популярных антифризов занимает свое почетное место на полках магазинов благодаря самой демократичной цене в виду несложного процесса производства.

В жидкости содержится около 4% присадок, которые не дают этиленгликолю вспениваться при высоких температурах. Сюда же входят и ингибиторы, которые не дают коррозии поражать металлические поверхности. Из-за агрессивности этиленгликоля средство применяется только в разбавленном виде, чтобы защитить внутреннюю сторону труб и радиаторов.

Этиленгликоль агрессивен к трубам, приборам и соединениям, токсичен, но имеет хорошие теплотехнические показатели

Главным недостатком этиленгликоля является его токсичность. Минимальное количество данного вещества в организме человека способно вызвать серьезные проблемы со здоровьем. Поэтому вся отопительная система должна иметь высочайшую степень герметизации. Еще одним пробелом в использовании этиленгликоля является постоянный контроль температур.

Если котел будет подогревать жидкость к температуре, близкой к точке кипения, состав начнет разлагаться с выпадением твердого осадка и выделением кислот, что действует разрушающе на все отопительное оборудование.

Указанный антифриз подходит только для тех систем, где можно точно поддерживать температурный режим, но не все котельное оборудование оснащено подобной возможностью.

Использование жидкости на основе пропиленгликоля

Это более современный антифриз, который избавился от некоторых недостатков этиленгликоля. Преимущества:

• не токсичен (в составе есть добавки, которые используются в пищевой промышленности);
• может использоваться в двухконтурных системах, т.к. даже случайный подмес в питьевой контур не навредит здоровью человека;
• более высокие теплотехнические свойства;
• эксплуатируется 10 лет;
• действуют в отопительном контуре по принципу смазки, что снижает гидравлическое сопротивление в трубопроводе и повышает КПД системы.

Но, один недостаток так и не удалось устранить – это несовместимость с цинком. Специальные присадки теряют качества при течении по оцинкованным трубам. Еще одним относительным недостатком в два раза более высокая цена.

Глицерин как эффективное незамерзающее средство

Глицериновый антифриз приравнивается к воде, как близкий к идеальному набору свойств, но в то же время подвергается критике. Мнения расходятся, поэтому имеет смысл озвучить все моменты. Сторонники глицеринового состава выявляют следующие преимущества:

• экологически чистый и безопасный раствор;
• широкий рабочий диапазон температур — -30+100;
• при замерзании расширяется на минимальные значения;
• не агрессивен к оцинкованным трубам и радиаторам;
• стоит дешевле пропиленгликоля;
• срок службы 7-10 лет.

Вариант на основе глицерина не взрывоопасен и не горит. Веский плюс в том, что он практически не разрушает уплотнения.

В состав антифриза на основе глицерина введены синтетические добавки, благодаря которым существенно снижена коррозионная активность жидкости

Среди тех, кто против данного теплоносителя, бытуют такие доводы:

• большая масса, что вызывает дополнительную нагрузку на трубы;
• отсутствие стандартов качества по глицериновым смесям;
• при перегреве и выпаривании воды теряет свои свойства, превращаясь в гелеобразную массу с затвердениями;
• повышенное пенообразование;
• при температуре свыше 90 градусов может начать разлагаться;
• более низкая теплоемкость по сравнению с пропиленгликолем;
• из-за повышенной вязкости способствует более быстрому износу оборудования.

Стоит отметить, что в некоторых странах, где этиленгликоль запрещен, производства глицериновых теплоносителей и вовсе нет. В виду противоречий в использовании глицериновой жидкости, ответственность за ее использование целиком ложится на хозяина.

Антифриз на основе глицерина — вариант с большим количеством плюсов, но стоимость и высокая вязкость заставляют задуматься перед покупкой

Теплоноситель для электродного котла

Данный тип оборудования необходимо отметить отдельно, т.к. электродные котлы требуют особого типа теплоносителя. При этом жидкость нагревается за счет ионизации от воздействия переменного тока. Антифриз должен иметь определенный химический состав, который смог бы обеспечить три условия: правильные значения электрического сопротивления, электропроводности и ионизации.

Изготовители электродных котлов дают собственные строгие рекомендации по использованию конкретных марок теплоносителя. Поэтому подбирать антифриз нужно с особой тщательностью, чтобы не утратить гарантию.

Каждая модель электродного котла ограничена определенными марками теплоносителя. При использовании другого состава производитель оставляет за собой право не выполнять гарантийные обязательства

Рекомендации по выбору средства

Необходимо учитывать не только характеристики теплоносителей для системы отопления, но и конфигурацию оборудования, чтобы сделать обогрев безопасным и эффективным.

Если вы решили остановиться на применении антифриза, давайте рассмотрим условия, в которых его использование исключено:

• отсутствие в котле регулятора температуры нагрева;
• при использовании уплотнений из льняной подмотки с масляной обработкой;
• в отопительном контуре использованы трубы, радиаторы, запорная арматура с оцинкованной поверхностью;
  
  -отопительная система открытого типа

Испарение воды из незамерзающей жидкости может изменить свойства, а пары этиленгликоля являются токсичными.

Соблюдение следующих правил позволит хозяевам избавиться от ряда неприятностей при некорректном применении незамерзающих жидкостей:

• в местах уплотнений льняную паклю необходимо промазывать уплотнительной пастой;
• секционные радиаторы нужно перебрать, чтобы заменить уплотнение на прокладки из тефлона или паронита;
• не использовать автоматические воздухоотводчики (для стравливания избытка воздуха лучше установить краны Маевского для ручной регулировки);
• радиаторы и трубы должны иметь увеличенный объем и диаметр;
• наличие циркуляционного насоса повышенной мощности;
• установить мембранный расширительный бак с увеличенным объемом.

Заливается антифриз в систему отопления только после качественной промывки, для которой лучше применять специальные составы. В целях безопасности всех жильцов эксперты рекомендуют использовать пропиленгликоль. Заполнив систему, котел нельзя сразу же выводить на пиковую мощность. Повышать температуру необходимо ступенчато. Это нужно, чтобы антифриз набрал оптимальные рабочие характеристики и расширился в пределах нормы.

Чтобы выбрать подходящий теплоноситель, необходимо учитывать свойства труб, котельного оборудования и др. факторы

При разбавлении жидкости водой нельзя допустить концентрации выше, чем -20 градусов. Избыток воды приведет к отложению накипи и изменению рабочих свойств гликоля. Разбавляется только дистиллированной водой.

Как определить объем теплоносителя

Самый простой способ – использовать водомер или счетчик расхода воды. Такой есть практически в каждом доме или квартире с централизованным водоснабжением. Перед началом замеров отопительный контур нужно полностью опорожнить. Затем снимаются показания на счетчике, и начинается заполнение системы небольшим напором воды (чтобы не было воздушных пробок, которые искажают показания).

Как только отопительный трубопровод будет заполнен водой, нужно еще раз снять показания водомера. Необходимо запомнить, что 1 кубометр – это 1000 литров, и приобрести соответствующее количество жидкости.

Второй способ менее удобен, но эффективен, когда нет счетчика. Заполненная система опустошается через мерную емкость (бак или ведро определенного объема). Главное не сбиться с количеством ведер. Еще один метод – математический. В качестве исходных данных берутся значения объемов радиаторов и расширительного бака, диаметров труб, объем теплообменника котла. Используя несложные геометрические и арифметические формулы можно вычислить итоговый объем.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик ознакомит с мнением специалиста о том, стоит ли менять воду на незамерзающую жидкость:

Приведенные факты раскрывают полную информационную картину для каждого хозяина, который определяется с выбором теплоносителя. Он будет знать, какая жидкость ему нужна, какие условия необходимы для ее использования и как их создать.