Теплоноситель для систем отопления – какой лучше использовать

Реакция антифриза к перегреву

Одной из характеристик всех антифризов является рабочий диапазон температур. Этот фактор очень важен – данный вид теплоносителей очень негативно относится к перегреву, в результате которого материал начинает разрушаться. Температура кипения антифриза, в зависимости от вида, может варьироваться в пределах от 106 до 116 градусов по Цельсию. Такая разница в немалой степени зависит от количества воды в составе теплоносителя.

Превышение максимально допустимой температуры приводит к очевидным последствиям – в первую очередь прекращают работу антикоррозионные присадки, потом кипящие гликоли начинают разлагаться на мельчайшие частицы, которые оседают на внутренних стенках отопительной системы в виде накипи, закупоривающей рабочие каналы.

Чтобы предотвратить перегрев теплоносителя, необходимо повысить скорость его циркуляции – в таком случае элементы системы будут защищены от высокой температуры. Учитывая то, что большинство антифризов отличается сравнительно небольшой теплоемкостью, теплопроводностью и большой вязкостью, для их нормального движения нужно подбирать достаточно мощные циркуляционные насосы и отопительные приборы.

Все виды антифризов очень текучие и легко находят себе различные микротрещины, в которых со временем образуются протечки. К тому же, отопление антифризом в частном доме не позволяет возникнуть эффекту разбухания уплотнителей, поэтому мельчайшие присутствующие под ними зазоры для теплоносителя выглядят как широчайшие каналы для протекания. Чтобы избавиться от данного фактора, а заодно и увеличить качество отопительной системы, придется хорошо затянуть все имеющиеся соединения.

Герметичность отопления – это очень важный пункт, особенно при использовании в качестве теплоносителей антифризов. Все дело в подверженности этиленгликолей окислению при контакте с воздухом. Интенсивность окисления многократно возрастает при увеличении температуры теплоносителя. Отсутствие герметичности даже на единственном участке отопительной системы всегда приводит к существенному снижению срока ее службы.

Эксплуатация антифризов имеет некоторые особенности, связанные с их физическими свойствами. В отличие от воды, которая при падении температуры начинает очень быстро кристаллизоваться, антифризы меняют состояние очень плавно, сначала становясь более вязкими, и только через некоторое время они начинают твердеть. Это правило работает в обе стороны – запуская замерзшую систему, заполненную антифризом, нужно повышать температуру котла постепенно, чтобы теплоноситель успел среагировать на изменение эксплуатационных условий.

Антифризы, пребывающие в замороженном состоянии, увеличиваются в объеме настолько незначительно, что о какой-то опасности для отопительной системы можно не переживать. При повышении температуры теплоноситель возвращается к исходным свойствам. Для нормальной работы заливаемый в систему отопления дома антифриз должен разбавляться водой в той пропорции, которая указана производителем конкретного вида теплоносителя. Кроме того, некоторые вещества могут работать и самостоятельно, без добавления воды.

Вода – доступный теплоноситель

Большинство потребителей используют в качестве теплоносителя простую воду. Это обусловлено ее низкой ценой, абсолютной доступностью, и хорошими показателями теплоотдачи. Большое преимущество воды – ее безопасность для людей и окружающей среды. Если по каким либо причинам произойдет утечка воды, ее уровень можно легко восполнить, а вытекшую жидкость устранить привычным способом.

Особенность воды состоит в том, что она расширяется при замерзании, и может повредить радиаторы и трубы. Если вы не знаете, какой выбрать теплоноситель для системы отопления в доме, учтите ситуации, связанные с отсутствием отопления. Воду в качестве теплоносителя можно выбирать только в том случае, когда система отопления работает бесперебойно и постоянно.

Не стоит производить заполнение системы отопления теплоносителем из-под крана. Водопроводная вода содержит слишком много примесей, которые со временем осядут в трубах и могут стать причиной их поломки. Особенно опасны для систем отопления примеси солей и водород. Соли вступают в реакцию с металлическими поверхностями и провоцируют процесс коррозии. Для того чтоб повысить качество воды, необходимо сделать ее более «мягкой», устранив примеси. Этого можно достигнуть двумя способами: температурным воздействием, или с помощью химической реакции.

Температурное воздействие предполагает обычное кипячение. Кипятить воду нужно в металлической емкости без крышки, желательно с большой поверхностью дна. В процессе нагрева углекислый газ будет выделяться в воздух, а соли осядут на дно. Химическое устранение примесей происходит за счет реакции с кальцинированной содой и гашеной известью. Эти вещества делают соли нерастворимыми в воде, и они выпадают в виде осадка. Перед тем, как залить в систему отопления теплоноситель, его необходимо профильтровать, чтоб осадок не препятствовал ее нормальной работе.

Идеально подходит для систем отопления дистиллированная вода. Дистиллят лишен всяких примесей и не нуждается в дополнительной обработке. Такую воду необходимо покупать в магазине, так как она производится только промышленным способом.

Теплоноситель — вода

Из всех жидкостей, что существуют на Земле в естественном состоянии, вода имеет наивысшую теплоёмкость — в среднем 1 ккал/(кг·град), т. е. если нагреть один килограмм воды до 90 °С и охладить в отопительном радиаторе до 70 °С, то в отапливаемое этим радиатором помещение поступит 20 ккал тепла.

Эта жидкость имеет высокую плотность (917 кг/м3), уменьшающуюся при нагреве или охлаждении. Кстати, вода — единственная природная жидкость, расширяющаяся и при нагреве и при охлаждении.

Экологические и токсикологические характеристики воды превосходят аналогичные параметры любых синтетических теплоносителей — случайная утечка из системы отопления не создаст проблем для здоровья домочадцев, если только не попадёт непосредственно на человеческое тело. И в случае такой утечки восстановить исходный объём воды очень просто — нужно лишь долить необходимое количество в открытый расширительный бачок отопительной системы естественной циркуляции.

В отношении стоимости вода тоже вне конкуренции, поскольку более дешёвого и доступного теплоносителя не существует.

Однако этот теплоноситель имеет ряд недостатков — обычная вода, т. е. в её природном состоянии, содержит кислород и соли, что вызывает внутреннюю коррозию элементов отопительной системы, а также зарастание их стенок накипью, снижающей теплоотдачу и внутренний объём отопительных приборов.

Простейший способ умягчения воды хорошо известен каждому — термический (кипячение), с использованием металлической ёмкости без крышки. В процессе термической обработки часть солей отложится на дне ёмкости, из объёма воды будет удалён углекислый газ. Кстати, чем больше площадь дна ёмкости для кипячения, тем больше солей можно будет удалить из воды — соли отложатся на дне в виде накипи. Недостаток термического метода в том, что таким способом устранить из воды можно лишь нестойкие гидрокарбонаты магния и кальция, а их стойкие соединения при этом сохранятся.

Химический или реагентный метод более эффективен, он позволяет перевести содержащиеся в воде соли в нерастворимое состояние. Для его осуществления используются гашёная известь, кальцинированная сода или ортофосфат натрия — ввод в объём воды первых двух реагентов вызовет образование карбонатного осадка, последнего — осадок ортофосфатов магния и кальция. По окончании химической реакции выпавший осадок устраняется фильтрацией воды. Последний реагент — ортофосфат натрия — обеспечивает наилучшее умягчение воды, однако его применение требует точной дозировки.

Для отопительных систем более всего подходит дистиллированная вода, поскольку в ней полностью отсутствуют какие-либо примеси. Единственный её недостаток — придётся потратиться на покупку, стоимость литра дистиллированной воды составит около 14 руб. Перед заливкой в систему отопления дистиллированной воды необходимо тщательно промыть отопительные приборы, трубы и котёл обычной водой, причём мыть как используемую ранее систему, так и только что смонтированную — загрязнения внутри неё будут в любом случае.

Можно использовать чистую талую или дождевую воду, т. к. она содержит значительно меньшее количество солей, чем водопроводная, колодезная или артезианская.

Единственный недостаток воды, используемой в качестве теплоносителя — при температуре ниже 0 °С она замёрзнет, расширится и нанесёт серьёзный ущерб отопительной системе. И поэтому домовладельцам, нерегулярно эксплуатирующим систему отопления в холодный сезон, а также проживающим в районах, где перебои с подачей энергоносителей особенно часты, более подойдёт другая группа жидких теплоносителей — антифризы.

Недостатки использования в качестве теплоносителя

Несмотря на внушительный список плюсов, есть у данной жидкости и минусы:

• при нагреве свыше 170 градусов, антифриз начнет разлагаться, выделяя при этом вредные для организма вещества;
• из-за своей тягучести он более медленно движется по трубопроводу, а это значит, что владельцу частной загородной недвижимости придется подобрать насос помощнее;
• пользователям систем, теплоносителем которых выступает антифриз, придется выбрать более мощный котел и радиаторы, ну, и расширительный бачок тоже должен быть вместительней;
• если сравнивать с водой, то стоимость антифриза будет намного выше.

Как выбрать антифриз для домашней системы отопления

В настоящее время отечественная промышленность и зарубежные производители выпускают антифриз разных видов. Основное различие в каждой марке — базовый компонент. Для отопления оптимальным вариантом является антифриз, основу которого составляет соляной раствор, спиртовая основа. Встречаются более дорогие марки, в которых используется пропиленгликоль или этиленгликоль

При выборе наиболее приемлемой марки важно обращать внимание на присадку, которая входит в состав жидкости. Выбирать жидкость, необходимо учитывая параметры водяного котла, в пользовательской инструкции которого обычно производитель указывает на существующие ограничения и требования к марке антифриза

Такой вид незамерзающей жидкости выпускается в виде концентрата или как готовый к применению раствор. Как правило, эти антифризы называются бытовыми.

На бытовом уровне успешно применяются антифризы на основе пропиленгликоля. По своим физическим свойствам это вещество обладает необходимыми для идеального теплоносителя характеристиками. Единственным минусом является относительная дороговизна антифриза данной марки. Приоритетным преимуществом антифриза на пропиленгликоле является экологическая безопасность основных компонентов и безвредность для человеческого организма.

Дешевле будет вариант с использованием антифриза на основе этиленгликоля. Вещество не замерзает при температуре -60С. Эти марки отвечают всем необходимым техническим требованиями, предъявляемым к теплоносителям, включая текучесть и хорошую теплоотдачу. Тем не менее Отопление загородного дома антифризом на этиленгликоле сегодня потеряло свою актуальность ввиду токсичности этиленгликоля. Невысокая стоимость и достаточно высокие технологические характеристики вещества, в сравнении с угрозой безопасности здоровью, уже не являются приоритетными. Какому антифризу отдать предпочтение, выбирать вам. В любом случае выбор связан с необходимостью сопоставления целого ряда технических параметров.

Встречаются в продаже так же антифризы на основе раствора бишофита и глицерина, которые обладают абсолютно нейтральным состоянием по отношению к внешней среде и не являются агрессивными.

Ознакомившись с преимуществами антифриза для автономной системы отопления, не стоит стремглав бросаться в магазин, делать преждевременную покупку. При всей видимости плюсов от использования антифриза есть ряд негативных моментов, которые необходимо учитывать.

Перед тем как залить антифриз в систему обогрева, необходимо помнить! Никогда не следует заливать в систему отопления чистый антифриз, который только содержит растворенный в воде пропиленгликоль. Отсутствие присадок в жидкости создаст для вас в дальнейшем дополнительные трудности.

Пренебрежение мерами безопасности и технической инструкцией приведет к тому, что система трубопроводов в местах соединений может дать течь. Резина под воздействием чистого пропиленгликоля имеет склонность к деформации. Присадки препятствуют возникновению химических процессов, результатом которых становится повреждение соединительных уплотнений. С помощью присадок вы можете также избежать быстрого образования накипи и пенообразования в системе.

Грамотное и рациональное использование антифризов в работе систем автономного отопления позволит вам навсегда забыть о разморозке батарей. С использованием присадок, в составе антифриза, вы значительно увеличите срок эксплуатации водяного котла и всех остальных компонентов отопительной системы частного дома.

Как заполнить систему отопления антифризом

Заполнение СО антифризом  можно условно разбить на три этапа: подготовка системы; разбавление концентрата в необходимой пропорции; непосредственно заполнение.

Первые этап – это подготовка.

1. Проверьте герметичность соединений в СО. Если этого требует производитель, замените уплотнительные прокладки и материалы несовместимые с данным активным веществом.
2. Поверьте СО на наличие протечек, накипи на теплообменниках и известковых отложений в трубопроводе и радиаторах.
3. Рассчитайте необходимый объем теплоносителя.

Сделать это достаточно просто: заполните ваше СО водой, после чего слейте ее и замерьте количество с помощью мерной емкости.

Пропиленгликолевые

На упаковке жидкостей этого вида нередко используется логотип «Эко», что указывает на полную безопасность использования в условиях нормальных температур. Их можно применять в двухконтурных котлах, так как попадание небольшого количества пропиленгликоля в воду обычно не вызывает негативных последствий. Уровень теплоемкости здесь выше, чем у этиленгликолевых. Раствора пропиленгликоля как-бы смазывают стенки трубопровода, снижая общий уровень гидравлического сопротивления. Это приводит к уменьшению теплопотерь и увеличивает КПД отопительной системы.

Что касается недопустимости контакта с оцинкованными изделиями, то этот недостаток есть и у пропиленгликолевых антифризов. Цена на теплоносители данного типа на порядок выше, чем на этиленгликолевые. Поступает антифриз в продажу в уже готовом для применения виде: специальные присадки доводят долговечность жидкости почти до 10 лет. В целом это вещество является отличным решением вопроса какой лучше антифриз для отопления дома.

Вода в роли теплоносителя для системы загородных домов

Вода как теплоноситель в автономных системах загородных домов и коттеджей используется довольно широко: в среднем она применяется в 60-65% случаев.

И выбор этот оправдан в первую очередь с точки зрения ее высокой теплоемкости: 1 л воды способен отдать в среднем 22-24 Вт тепловой энергии, что недоступно большинству других видов теплоносителей.

При этом температура теплоносителя легко может достигать значений выше 70°C, что является критическим пределом для незамерзающих составов. А, кроме того, она наиболее доступна и с практической стороны – всегда под рукой имеется необходимый запас, и с ценовой стороны.

Но надо учитывать одно важное обстоятельство: вода является, прежде всего, раствором, состоящим не только из химических элементов H и O, но и большого количества других, которые могут существенно повлиять на работу системы

Все содержащиеся в воде соли и примеси могут быть губительными для труб радиаторов и особенно теплообменника котельного оборудования, так как имеют свойство выпадать в осадок, который в виде отложений образуется на стенках элементов контура.

Следствие – уменьшение просвета, понижение эффективности от теплоотдачи, в результате для того чтобы обеспечить нормальную комфортную температуру в доме необходимо увеличивать расход энергоносителя.

В тех случаях, когда загородный дом является постоянным местом жительства, выбор в пользу воды в качестве теплоносителя для системы отопления вполне оправдан

При всех ее положительных характеристиках следует также обратить внимание, что она может применяться и для открытых, и для закрытых контуров с принудительной или самотечной (гравитационной) циркуляцией жидкости

Не имеет ограничений для использования в двухконтурных системах, так как вероятность смешения теплоносителя с горячим водоснабжением не представляет никакой угрозы.

Преимущества и недостатки воды в роли теплоносителя

Если вода используется для закрытых систем, то вышеуказанный фактор имеет опосредованное влияние, так как объем жидкости остается постоянным, следовательно, и количество примесей, растворимых элементов металлов и других веществ не увеличивается.

Поэтому образовавшийся на стенках осадок принципиально не способен оказать негативное влияние на работу отопления. В открытых системах, очень популярных на расположенных за городом объектах, периодически приходится доливать воду, и в систему попадают и новые загрязнения.

Для того чтобы избежать неприятностей в качестве теплоносителя в этом случае заливается не вода из крана, а дистиллированная или, как вариант, дождевая и талая.

Кроме того, при очень низком качестве воды, которая также может стать причиной запуска коррозийных процессов, рекомендуется предварительная подготовка и, прежде всего, умягчение, то есть удаление из нее калия и магния.

От взвешенных частиц или нерастворимых веществ избавиться еще проще – достаточно пропустить воду через сетчатый фильтр. Удалить железо из воды можно простым отстаиванием.

Подготовить воду для системы можно и с помощью специальных реагентов, например, кальцинированной соды, ортофосфата натрия и других, но их применять следует осторожно и правильно, так как чрезмерно большая концентрация существенно снижает теплоотдачу, при этом может стать причиной коррозийных процессов. Используются и специальные присадки-ингибиторы, которые положительно влияют на антикоррозийную устойчивость элементов контура отопления за счет замедления окислительных процессов в воде

Используются и специальные присадки-ингибиторы, которые положительно влияют на антикоррозийную устойчивость элементов контура отопления за счет замедления окислительных процессов в воде.

Для того чтобы прочистить систему, рекомендуется использовать ПАВы (поверхностно-активные вещества), эффективно справляющиеся даже с застарелыми или огромными засорами в трубах и радиаторах.

Сколько потребуется?

Выбор антифриза сделан, осталось только узнать, сколько потребуется залить в систему отопления. Существует три способа как это сделать:

• Запомнить показания на водяном счётчике и заполнить полностью весь контур через отдельный шланг. Разница показаний и будет искомым объёмом.
• Слить всю жидкость через любую мерную ёмкость с известным объёмом.
• Рассчитать при помощи специального калькулятора приблизительный внутренний объем, используя данные о сечении труб и типе радиаторов отопления.

Покупая готовый антифриз, учитывайте его концентрацию и объем после разбавления водой. Экономить на нём также не стоит, качественный продукт прослужит долго и не доставит проблем.

Особенности использования антифриза

После монтажа системы необходимо знать как залить антифриз в систему отопления и при этом не повредить конструкцию. Антифриз используют в закрытых системах и одноконтурных котлах. Нельзя допустить, чтобы жидкость смешивалась с водой для бытовых нужд. Это может вызвать серьезные отравления.

Немаловажное значение имеет цена антифриз для системы отопления этиленгликолевый выйдет дешевле, чем жидкости с пропиленгликолем. Но использование жидкости на спирту потребует включения в систему биметаллических радиаторов

А также расширительного бачка с герметичными свойствами.

Так как заливать антифриз в систему отопления? Рассмотрим подробный алгоритм действий:

• подсоединить шланг от насоса к любому патрубку для залива жидкости;
• подключить нагнетатель;
• подождать, пока манометр покажет 1,5 атмосферы, и отключить насос;
• спустить воздух с батарей;
• второй раз включить насос, подождать показаний манометра в 1,5 атмосферы;
• проверить систему на наличие разгерметизации и лишнего воздуха.

А можно ли залить антифриз в систему отопления без предварительной проверки водой?

Так делать нельзя, перед заливом антифриза создается контрольный запуск системы с применением обычной воды. Устранять протечки специальной жидкости куда сложнее и опаснее, чем бороться с водяными струями. Можно ли заливать антифриз в систему отопления, когда оборудование не соответствует требованиям, или изначально не приспособлено под использование антифриза? Категорически нельзя, ведь это повлечет поломку целого комплекса оборудования, и создаст опасные бытовые ситуации.

Лучший антифриз для системы отопления загородного дома купить который можно во всех специализированных магазинах, производится как российскими производителями, так и их зарубежными коллегами. Но с отечественными вариантами многие знакомы, поэтому, отзывы антифриз для систем отопления являются одним из решающих факторов при выборе марки и состава.

В вопросе как заливать антифриз в систему отопления, важно не то, через который из патрубков он потечет, а то насколько он подходит данной системе отопления, и является ли он безопасным в использовании. Поэтому антифриз для отопления дома стоит подбирать, исходя из вышеперечисленных факторов

Главное правило подбора оборудования, в которое потом будет залит антифриз, заключается в том, что все должно быть большего размера, чем для системы с водой. Большие трубы, большее количество секций у радиатора, более мощные насос и котел – все это непреложное условие, ведь антифриз расширяется при нагревании сильнее, чем вода. Поэтому под него требуется «больше пространства».

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