Обогревать дом надо с умом: что учитывать при выборе теплоносителя для системы отопления?

Определение необходимого количества антифриза

Расчёт объёма незамерзающей жидкости, который полагается залить в отопительную систему производят исходя из того:

• Какая отопительная конструкция используется;
• Из какого она материала;
• Её внутреннего объёма;
• Площади отапливаемого помещения.

Некоторые параметры оборудования можно определить визуально, более подробные нюансы найдёте в инструкциях по эксплуатации. Если же точных цифр в технической документации не найдено (например, использование антифриза не рекомендуется производителем), то потребуется более сложные вычисления и, возможно, профессиональный подход.

В таком случае для расчёта можно:

• Использовать специализированную литературу;
• Рассчитать объём в зависимости от количества батарей и секций в них. При учёте объёма жидкости, заполняющего одну секцию;
• Пойти по наиболее рациональному пути – обратиться к специалистам. которые в кратчайшие сроки и с профессиональным подходом проведут все необходимые расчёты.

Залив жидкости в отопительную систему

Какой антифриз выбрать

Если пользователь хочет применять незамерзающую жидкость, то  при ее выборе не стоит ориентироваться только на стоимость. Антифриз для дома – это продукт, представленный на рыночных прилавках в большом ассортименте.

Популярно средство «Теплый дом», которое выпускает российский производитель. Некоторые домовладельцы применяют этот вид незамерзайки. Стоимость его приемлемая. Основное преимущество – она имеет повышенные свойства эксплуатации. Ее можно не менять в системе отопления 5-10 сезонов.

Антифриз “Теплый пол” – самый популярный на российском рынке

Расценки на незамерзающие жидкости различные, потому каждый домовладелец может выбрать подходящую. Ассортимент ежегодно расширяется. Они изготавливаются из высококачественного сырья, безопасны для организма. Хорошо зарекомендовала себя незамерзающая жидкость Warme Hydro, а также Галан, Thermagent ЭКО -30, BOILER -65 оС. С выбором всегда поможет специалист специализированного магазина.

Запрещено заливать отопительную сеть дома тосол для автомобиля. В нем есть компоненты, недопустимые для жилья.

Когда теплоноситель не применяют

Антифриз иногда нельзя использовать. Рекомендации:

1. Когда основа отопительной сети здания 2-контурный котел, то антифриз не используется. Вещество может проникнуть в контур, применяемый для снабжения здания водой.
2. В отопительных сетях открытого типа антифриз запрещен. Теплоноситель будет парить и домовладельцу придется регулярно подливать его.
3. Запрещено заливать средство в систему, которая состоит из оцинкованного трубопровода. Это провоцирует изменение химического состава незамерзайки и утрату ею своих эксплуатационных качеств.
4. Антифриз, если сравнивать с водой, обладает более низкой теплоемкостью. Если она будет применяться в роли носителя тепла, то при организации отопительной сети нужно использовать мощные радиаторные элементы.
5. Незамерзающий состав вязкий, потому не обойтись без сильного циркуляционного насоса.

Если домовладелец 100% решил залить антифриз, то лучше предпочесть средства на основе пропилена или глицерина. Первые – дорогие, вторые обладают наименьшей теплопроводностью и весят больше. Пропиленгликолевые средства более инновационные, поэтому многие приобретают их. Жидкости на этиленгликоле для дома запрещены, так как риск контакта с жильцами высокий, да и обслуживать сеть с токсичным веществом большая проблема.

Антифризы для отопления

В системы отопления кроме воды заливают специальные незамерзающие жидкости — антифризы. Обычно это водные растворы многоатомных спиртов. Не так давно на нашем рынке появился антифриз на основе глицерина. Так что теперь типов незамерзающих жидкостей для систем отопления три.

Виды незамерзающих жидкостей и их свойства

Антифризы есть на основе двух веществ: этилен-гликоля и пропилен-гликоля. Первый более дешев, замерзает при более низких температурах, но очень токсичен. Отравиться можно не только выпив, но даже просто замочив руки или надышавшись парами. Второй незамерзающий теплоноситель для системы отопления — на основе пропилен-гликоля.Он более дорог, но безопасен. Иногда он даже используется как пищевая добавка. Его минус (кроме цены) — он теряет текучесть при более высоких температурах чем пропилен-гликоль.

Этилен-гликолевый теплоноситель очень ядовит

Несмотря на высокую токсичность чаще покупают этилен-гликолевые теплоносители. Связано это, скорее всего, с ценой — пропилен-гликоль дороже раза в два. Но этилен-гликолевые антифризы в чистом виде еще и химически активны, могут вспениваться, имеет повышенную текучесть. С пеной и активностью борются присадками, а повышенная текучесть никак не корректируется. В паре с токсичностью она — опасное сочетание. Если есть где-то малейшая возможность, этот антифриз протечет. А так как и его пары ядовиты, ни к чему хорошему это не приведет. Поэтому, если есть возможность, используйте пропилен-гликоль.

Еще один важный недостаток — этилен-гликоль очень плохо реагирует на перегрев, а перегрев наступает при довольно низкой температуре. Уже при +70°C образуется большое количество осадка, который оседает на элементах системы отопления. Отложения снижают теплоотдачу, что снова ведет к перегреву. В связи с этим в системах с котлами на твердом топливе такие антифризы не используют.

Пропилен-гликоль, наоборот, химически почти нейтрален. Он меньше всех теплоносителей реагирует с другими веществами, перегрев наступает при более высоких температурах и приводит не к таким последствиям.

Пропилен-гликолевый теплоноситель безопасен. но стоит дороже и замерзает при более высоких температурах

Особенности систем с антифризом в качестве теплоносителя

При проектировании системы отопления надо изначально принимать во внимание теплоноситель. Это связано с более низкой теплоемкостью незамерзающих жидкостей, а также другими их свойствами

Если все оборудование было рассчитано на воду, а зальют в нее антифриз, могут возникнуть следующие проблемы:

• Не хватит мощности и в доме будет холодно. Это связано с более низкой теплопроводностью антифризов. Решить эту проблему можно малой кровью — увеличить скорость движения теплоносителя, поставив более мощный циркуляционный насос. Но по-хорошему, требуется увеличение количества секций радиаторов .
• В системах закрытого типа может недостаточным оказаться объем расширительного бачка. Это связано с тем, что при нагревании незамерзайки расширяются больше, чем вода. Выход — поставить еще один бачок. Суммарный объем должен быть чуть больше требуемого (объем можно взять из таблицы).

Объем расширительного бачка для разных типов теплоносителя

Если использованы обычные резиновые прокладки, при использовании этилен-гликоля или глицерина они через некоторое непродолжительное время разрушатся и потекут. Потому перед заливкой антифриза во всех разъемных соединениях прокладки заменяют на паронитовые или тефлоновые.

Как вы поняли, лучший теплоноситель для системы отопления — вода. Она и лучше по характеристикам и в разы дешевле. Если же отоплению грозит разморозка, приходится заливать антифризы, но не автомобильные, а специальные — для отопления. В этом случае, при наличии достаточного количества средств, лучше использовать пропилен-гликоль. Этиленовые незамерзайки — крайний случай. Они пригодны в системах закрытого типа, в которых установлены специальные прокладки и автоматизированные котлы, которые не допустят перегрева.

Чтобы покупателям было проще ориентироваться, в теплоносители добавляют красители. В этиленовые — красные или розовые, в пропиленовые — зеленый, в глицериновые — голубой. Через некоторое время цвет может стать нет таким интенсивным или пропасть совсем. Это происходит из-за термического разрушения красителей, но на свойства самого антифриза не влияет.

Расчет жидкости в системе отопления

Чтобы приобрести нужное количество «незамерзайки», надо для начала как можно точнее установить вместительность отопительной системы. Эта процедура несложная, но требующая времени. Надо измерить длины всех магистралей и подводок к батареям, распределив их по диаметрам. Затем для каждого диаметра посчитать площадь проходного сечения (по формуле площади круга) и умножить результат на длину трубы.

Выполнив расчет объема жидкости в трубопроводах, к полученному результату надо прибавить объем воды, содержащейся в радиаторах и котле. Эти данные имеются в технических паспортах на изделия. Ну а потом, при покупке антифриза пересчитать весь объем с учетом разбавки водой. Соотношения жидкости и воды для разных температур указано в инструкции на упаковке производителя.

Вода или антифриз – сравнение параметров

Вода – распространенный природный элемент, повсеместно используемый в качестве теплового носителя, но из-за слишком высокой точки замерзания, ее приходится заменять в бытовом отоплении на гликолевые антифризы, имеющие в сравнении с водой следующие показатели:

• Их удельная тепловая емкость на 15% ниже, чем у воды, это означает, что при одинаковом объеме гликоль накапливает на 15% меньше энергии при нагреве и соответственно меньше отдает. Следовательно, для транспортировки одинакового с водой количества тепла в единицу времени его скорость перемещения по трубопроводу должна быть больше на ту же величину.
• Плотность незамерзаек чуть выше (на 5 – 10%) воды, а вязкость на 30 – 50% превышает водные показатели – это значит, что при движении жидкости по трубопроводу гидравлическое сопротивление возрастает. Если сравнивать с водным теплоносителем, циркуляционному насосу потребуется больше мощности и соответственно потребления электроэнергии для перемещения равного с водой объема антифриза.
• Их тепловой коэффициент расширения на 30 – 40% больше воды, при нагреве гликолевый теплоноситель возрастает в объеме на 5%, расширение несущественно, но иногда может понадобиться гидробак чуть большего объема.
• Из-за низкого поверхностного натяжения они на 50% более текучи, чем вода – это предъявляет повышенные требования к герметизации. Обычные резиновые прокладки придется менять на паронитовые, нередко случается, что внутренние прокладки радиаторов отопления не рассчитаны на работу с гликолями и придется принимать меры по устранению утечек между секциями (у современных радиаторов обычно таких проблем не бывает).

Рис. 2 Свойства антифриза в сравнении с водой

• Существенный недостаток относительно дешевых незамерзаек на основе этиленгликоля – высокая опасность для здоровья человека, вещество является ядовитым со смертельной концентрацией 2 мг. на 1 кг. веса. Поэтому этиленгликоль запрещено заливать в системы с открытым накопительным баком на чердаке, контур должен быть замкнут.
• Они имеют малый срок эксплуатации, рассчитанный на 10 сезонов и составляющий не более 5 лет, связано это с разложением антикоррозийных присадок в процессе работы. После этого придется сливать антифриз из системы, утилизировать (с ядовитым этиленгликолем это определенная проблема) и заливать в контур новый теплоноситель – это повлечет неоправданные финансовые расходы.
• В отличие от нейтральной воды, некачественные или просроченные гликоли в определенный период разлагаются, образуя твердый осадок, забивающий фитинги и разрушающий трубопроводную арматуру.
• Еще один существенный недостаток незамерзающих теплоносителей – относительно высокая стоимость, 20-литровая канистра этиленгликоля с кристаллизацией при -30º С обойдется в 15 у.е., цена такого же объема пропиленгликоля будет составлять 30 у.е.
• Следует также отметить, что при эксплуатации антифризы весьма чувствительны к критическим температурам – при перегреве входящие в их состав гликоли и присадки разлагаются с образованием твердых нерастворимых осадков и кислот. Это приводит к появлению нагара на нагревательных элементах котла, соприкасающихся с тепловым носителем, металлы подвергаются разрушительной коррозии, также страдают и уплотнительные элементы. Процесс сопровождается повышенным пенообразованием, приводящем к завоздушиванию системы и нарушению ее функционирования.
• Они имеют ограничения в использовании, запрещено их применение в электролизных котлах и трубопроводах из оцинкованной стали – металл подвергается усиленной коррозии с образованием нерастворимого осадка из белых хлопьев.

Рис. 3 Особенности теплоносителей на основе гликолей и их стоимость

• Существенный недостаток использования антифриза – отказ многих производителей котлов для отопления в их гарантийном обслуживании, если в систему заливаются гликоли.
• Единственным и главным преимуществом антифризов в сравнении водой является низкая температура замерзания, доходящая до -70º С. Даже при замерзании более высокотемпературного состава (его получают после разведения водой в определенной концентрации) вещество превращается в желеобразную массу с минимальным расширением. Поэтому, если заливать антифриз в систему отопления, целостность труб и котла гарантирована при любых природных отрицательных температурах замерзания контура.

Рис. 4 Антифриз в системе отопления частного дома – инструкция

Антифризы для отопления

В системы отопления кроме воды заливают специальные незамерзающие жидкости — антифризы. Обычно это водные растворы многоатомных спиртов. Не так давно на нашем рынке появился антифриз на основе глицерина. Так что теперь типов незамерзающих жидкостей для систем отопления три.

Виды незамерзающих жидкостей и их свойства

Антифризы есть на основе двух веществ: этилен-гликоля и пропилен-гликоля. Первый более дешев, замерзает при более низких температурах, но очень токсичен. Отравиться можно не только выпив, но даже просто замочив руки или надышавшись парами. Второй незамерзающий теплоноситель для системы отопления — на основе пропилен-гликоля.Он более дорог, но безопасен. Иногда он даже используется как пищевая добавка. Его минус — он теряет текучесть при более высоких температурах чем пропилен-гликоль.

Этилен-гликолевый теплоноситель очень ядовит

Несмотря на высокую токсичность чаще покупают этилен-гликолевые теплоносители. Связано это, скорее всего, с ценой — пропилен-гликоль дороже раза в два. Но этилен-гликолевые антифризы в чистом виде еще и химически активны, могут вспениваться, имеет повышенную текучесть. С пеной и активностью борются присадками, а повышенная текучесть никак не корректируется. В паре с токсичностью она — опасное сочетание. Если есть где-то малейшая возможность, этот антифриз протечет. А так как и его пары ядовиты, ни к чему хорошему это не приведет. Поэтому, если есть возможность, используйте пропилен-гликоль.

Таблица с разновидностью теплоносителей

Еще один важный недостаток — этилен-гликоль очень плохо реагирует на перегрев, а перегрев наступает при довольно низкой температуре. Уже при +70 °C образуется большое количество осадка, который оседает на элементах системы отопления. Отложения снижают теплоотдачу, что снова ведет к перегреву. В связи с этим в системах с котлами на твердом топливе такие антифризы не используют.

Пропилен-гликоль, наоборот, химически почти нейтрален. Он меньше всех теплоносителей реагирует с другими веществами, перегрев наступает при более высоких температурах и приводит не к таким последствиям.

Пропилен-гликолевый теплоноситель безопасен, но стоит дороже и замерзает при более высоких температурах

Особенности систем с антифризом в качестве теплоносителя

При проектировании системы отопления надо изначально принимать во внимание теплоноситель. Это связано с более низкой теплоемкостью незамерзающих жидкостей, а также другими их свойствами

Если все оборудование было рассчитано на воду, а зальют в нее антифриз, могут возникнуть следующие проблемы:

• Не хватит мощности и в доме будет холодно. Это связано с более низкой теплопроводностью антифризов. Решить эту проблему можно малой кровью — увеличить скорость движения теплоносителя, поставив более мощный циркуляционный насос. Но по-хорошему, требуется увеличение количества секций радиаторов.
• В системах закрытого типа может недостаточным оказаться объем расширительного бачка. Это связано с тем, что при нагревании незамерзайки расширяются больше, чем вода. Выход — поставить еще один бачок. Суммарный объем должен быть чуть больше требуемого (объем можно взять из таблицы).
  Объем расширительного бачка для разных типов теплоносителя
• Если использованы обычные резиновые прокладки, при использовании этилен-гликоля или глицерина они через некоторое непродолжительное время разрушатся и потекут. Потому перед заливкой антифриза во всех разъемных соединениях прокладки заменяют на паронитовые или тефлоновые.

Как вы поняли, лучший теплоноситель для системы отопления — вода. Она и лучше по характеристикам и в разы дешевле. Если же отоплению грозит разморозка, приходится заливать антифризы, но не автомобильные, а специальные — для отопления. В этом случае, при наличии достаточного количества средств, лучше использовать пропилен-гликоль. Этиленовые незамерзайки — крайний случай. Они пригодны в системах закрытого типа, в которых установлены специальные прокладки и автоматизированные котлы, которые не допустят перегрева.

Чтобы покупателям было проще ориентироваться, в теплоносители добавляют красители. В этиленовые — красные или розовые, в пропиленовые — зеленый, в глицериновые — голубой. Через некоторое время цвет может стать нет таким интенсивным или пропасть совсем. Это происходит из-за термического разрушения красителей, но на свойства самого антифриза не влияет.

Какую выбрать жидкость для установок отопления

Вода является стандартной и самой распространённой жидкостью, используемой в отоплении. Является экологически чистым и нетоксичным веществом, недорогим по стоимости. В то же время при длительном применении провоцирует накипь и коррозионные процессы.

В случае если внезапно наступили морозы, а отопление оказалось не запущено, возможны разрывы труб (так как при переходе из жидкого в твёрдое состояние объём воды увеличивается примерно на 9%).

Таким образом, при всех недостатках применения обычной воды, если вы всё-таки проживаете в доме постоянно, то лучше использовать в отопительной системе именно её.

Антифриз в основном применяют в тех случаях, когда помещение в зимний период посещается редко и отопление работает не постоянно, а запускается по мере необходимости.

Незамерзающие теплоносители — антифриз

Сильные и слабые стороны незамерзающих жидкостей

После очищения и обогащения полезными компонентами вода превращается в хороший теплоноситель. Однако основной ее недостаток – замерзание, преодолеть таким способом не удается. Поэтому системы с нестабильной работой в зимнее время рекомендуется заливать специальными жидкостями с более низким уровнем замерзания. Их называют антифризами: они хорошо известны автолюбителям, так как используются в системах охлаждения двигателей и чистки стекол.

Достоинства антифризов:

Низкая температура замерзания

При этом, что очень важно, даже их кристаллизация не провоцирует твердение и расширения объема. Хотя уровень текучести гелеобразной субстанции и не позволяет отоплению функционировать в нормальном режиме, однако это полностью исключает риск повреждения труб, радиаторов и теплообменников

После нормализации температуры незамерзающий теплоноситель полностью восстанавливает свою текучесть, что никак не сказывается на его эксплуатационных характеристиках.

Возможность добавление воды. Уровень замерзания в обычной концентрации — примерно -65 градусов. Такой сверхнизкий температурный режим в природе встречается редко, что позволяет разводить антифриз дистиллированной водой. Как показывает практика, нижняя граница в -35 градусов устроит все регионов страны.

Химическая стабильность. Она характерна для большинства современных антифризов. Хотя диапазон эксплуатационных температурных перепадов весьма значителен, срок службы качественного теплоносителя без замены может достигать 5 лет.

Рассматривая антифризы в качественно потенциального использования в качестве теплоносителя, важно знать и негативные моменты:

• Высокий уровень вязкости. Она на порядок выше, чем у воды, поэтому хорошая циркуляция незамерзающих жидкостей по контуру возможна только при наличии мощных насосов. Если дом оснащен системой отопления с естественной циркуляции, использование антифриза в качестве теплоносителя полностью исключается.
• Низкая теплоемкость. Даже самый эффективный незамерзающий теплоноситель для отопления в этом плане обычно уступает воде не менее 15%. Вроде цифра и не большая, но в масштабах отопительной системы целого здания последствия такой разницы очень существенны, и выражаются в снижении КПД, увеличении расходов на поддержание нужной температуры, потребности в большем числе мощных радиаторов.
• Высокий уровень проникновения сквозь прокладки. Несмотря на более высокую вязкость антифриза его не держат даже те уплотнители, которые на воде оставались сухими. Поэтому, если происходит замена теплоносителя, обязательно нужно перепаковать все фитинги и резьбовые соединения. При этом следует учитывать агрессивность незамерзающих жидкостей, что предполагает использование только химически стойких уплотнителей.
• Токсичность. В составе большинства антифризов имеются вредные для человека химические соединения, способные вызывать сильнейшие отравления, поражение кожи и слизистых. Поэтому системы, где они используются, должны быть максимально герметичными, чтобы исключить малейший шанс на протечку или испарение жидкости. Антифриз в любом случае нельзя использовать в двухконтурных котлах, где есть реальный риск попадания теплоносителя в трубы горячей воды.
• Высокий уровень температурного расширения. Этот показатель у антифризов на порядок выше, чем у обычной воды. Из-за этого приходится применять расширительные мембранные баки большего объема. Использование дешевых расширителей открытого типа в этом случае полностью исключается, т.к. это грозит не только испарением недешевого теплоносителя, но и попаданием токсинов в воздух помещений. В настоящее время широкое применение получили три типа незамерзающих теплоносителей — на основе этиленгликоля, пропиленгликоля и глицерина.

Характеристики незамерзающих жидкостей для отопления

На то, как низкозамерзающая жидкость для систем отопления ведет себя в контуре, в первую очередь, влияет качество пакета присадок и, конечно же, условия эксплуатации. В независимости от того, какой основной активный элемент добавлен в гликолевую основу, все составы обладают антикоррозийными и антивспенивающими свойствами.

Без этих добавок жидкость для отопления очень агрессивна. Пенятся все незамерзайки, но глицериновые незамерзающие жидкости для систем отопления домов особенно. Пена – это воздухсодержащее вещество, а воздух приводит к нарушению циркуляции, образованию воздушных карманов, а также к гидроударам в системе отопления .

Пакет присадок имеет свой временной ресурс. По истечении определенного времени присадки распадаются на молекулярном уровне.

При этом образуется осадок и выделяется кислота. Получается, что уже ничего не сглаживает агрессивность охлаждающей жидкости для отопления дома, к тому же все усугубляется выделением кислоты. Срок службы незамерзающей жидкости:

• на основе этиленгликоля – пять лет;
• на основе пропиленгликоля – пять лет;
• на глицериновой основе – до десяти лет.

Это срок службы состава при благоприятных условиях эксплуатации. Основное требование – это, конечно же, температура. При повышении температуры теплоносителя до 90 градусов незамерзающая жидкость начинает распадаться и теряет свои свойства. Такое происходит только в случае неправильного запуска котла после долгого времени простоя, или же ошибкам при монтаже.

Прямой контакт теплообменника с пламенем нежелателен, если в контур залит антифриз

Например, когда теплообменник встраивают в обычную печь. Некоторые устанавливают его так, что он контактирует с открытым пламенем. Эсли планируете использовать антифриз для печного отопления, то так делать нельзя. Нужно чтобы между теплообменником и пламенем был слой кирпича. Он и теплоноситель защитит от слишком горячих языков пламени, и тепло распределит равномерно. В этом случае жидкость для печного отопления незамерзающая не будет перегреваться.

Характеристики, на которые влияет качество пакета присадок:

• теплопроводность;
• плотность;
• вязкость;
• текучесть;
• тепловое расширение.

Чем качественнее присадки, тем характеристики будут выше. То есть максимально приближенные к характеристикам воды. В случае же с коэффициентом теплового расширения, то он должен быть как можно меньше.

Учитывая тот факт, что объёмное расширение незамерзайки больше чем у воды, то нужно предусмотреть экспанзомат на 40% большего объёма.

Теплопроводность незамерзайки ниже, чем у воды. Самая низкая теплопроводность у глицериновых незамерзающих жидкостей. По отношению к воде она составляет всего 85%, у других незамерзаек показатель может достигать 90%. Как видите, разница не так уж велика.

Незамерзающие жидкости вполовину более плотные и вязкие, нежели вода. Эти качества затрудняют циркуляцию. Чтобы прокачать теплоноситель по контуру потребуется насос большей мощности, также неплохо бы собрать схему отопления из труб с сечением, большим на один шаг. Например, если речь идет о полипропиленовых трубах . то вместо 25 диаметра, лучше взять 32.

Несмотря на то, что незамерзающая жидкость плотнее и более вязкая, она имеет меньший коэффициент поверхностного натяжения, то есть более текучая. Вы знаете о том, что воду в стакан можно набрать «с горкой»? Горка, конечно, будет маленькая, но даже визуально видно, что жидкость возвышается над краем сосуда. С незамерзайкой так не получится. Благодаря такой высокой текучести она вытекает там, где вода за счёт поверхностного натяжения не проникает. Иными словами, если есть микротрещины и даже очень маленькие дырочки, то незамерзающая жидкость найдет там себе выход наружу.

Поэтому часто, после того как в контуре была вода и в него решили залить незамерзайку, появляются утечки. Основные места течи:

• стыки труб;
• соединения между секциями радиаторов;
• места подключения дополнительных элементов;
• в самом котле.

Вода обладает еще одним полезным свойством, благодаря которому незначительная течь может исчезнуть сама собой. Частицы металла оседают на краях трещин и заделывают их. Конечно, это всего лишь накипь, которая в случае проведения промывки и дальнейшей опрессовки системы удалиться и течь возобновиться.