Теплонесущая незамерзающая жидкость для отопления

Особенности использования воды в качестве теплоносителя

С точки зрения эффективности переноса тепла вода — идеальный теплоноситель. Она имеет очень высокую теплоемкость и текучесть, что позволяет доставлять тепло к радиаторам в требуемом объеме. Какую воду заливать? Если система закрытого типа, заливать можно воду прямо из крана.

Да, водопроводная вода неидеальна по составу, в ней содержатся соли, некоторое количество механических примесей. И да, они осядут на элементах системы отопления. Но это произойдет один раз: в закрытой системе теплоноситель циркулирует годами, подпитка небольшим количеством требуется очень редко. Потому никакого ощутимого вреда некоторое количество осадка не принесет.

Вода как теплоноситель для систем отопления почти идеальна

Если отопление открытого типа требования к качеству воды, как к теплоносителю, намного выше. Тут происходит постепенное испарение воды, которое периодически восполняется  — воду доливают. Таким образом получается, что концентрация солей в жидкости все время увеличивается. А это означает, что и осадок на элементах тоже накапливается. Именно поэтому в системы отопления открытого типа (с открытым расширительным бачком на чердаке) заливается очищенная или дистиллированная вода.

В данном случае лучше использовать дистиллят, но достать его в требуемом объеме бывает проблематично, да и дорого. Тогда можно заливать очищенную воду, которая пропущена через фильтры. Наиболее критично наличие большого количества железа и солей жесткости. Механические примеси тоже ни к чему, но с ними бороться проще всего — несколько сетчатых фильтров с ячейкой разных размеров помогут отловить большую их часть.

Чтобы не покупать очищенную воду или дистиллят, ее можно подготовить самостоятельно. Во-первых, налить и отстоять, чтобы осела большая часть железа. Отстоявшуюся воду аккуратно перелить в большую емкость и прокипятить (крышкой не закрывать). Этим удаляются соли жесткости (калия и магния). В принципе, уже такая вода неплохо подготовлена и ее можно заливать в систему. А доливать потом уже или дистиллированной водой или питьевой очищенной. Это уже не так бьет по карману, как первоначальная заливка.

Виды антифриза, основные преимущества и недостатки

В качестве антифриза могут использовать большое количество самых разнообразных веществ. Но в качестве основы используются всего лишь несколько:

• Пропиленгликоль.
• Этиленгликоль.
• Глицерин.

У каждого из них есть свои преимущества и недостатки, а также существуют ограничения по их применению.

К незамерзающей жидкости для отопления предъявляются высокие требования, она не должна быть токсичной, пожароопасной. В ее составе должны быть исключены все присадки, которые запрещены к использованию в жилых помещениях. Категорически не допускается закачивать теплоноситель в виде автомобильного тосола, трансформаторного масла и этилового спирта, а также других самостоятельно изготовленных смесей!

Пропиленгликоль

Является нетоксичным и рекомендуется для использования в жилых помещениях. Это теплоноситель для открытой системы отопления, поэтому часто его применяют для обогрева частных домов и небольших промышленных зданий. В качестве его основных преимуществ можно отметить следующее:

1. Отсутствие токсичных веществ. Основной компонент применяют в качестве пищевой добавки.
2. Температура замерзания. Теплоноситель пропиленгликоль может сохранять текучесть до -40 градусов.
3. Хорошие теплофизические характеристики.

Незамерзающая жидкость для систем отопления домов на основе пропиленгликоля имеет всего два существенных недостатка:

1. Высокая стоимость.
2. Невозможность применения с оцинкованными деталями.

Теплоноситель для систем отопления на основе пропиленгликоля, является наиболее приемлемым вариантом антифриза, но его применение чаще всего ограничено высокой стоимостью.

Этиленгликоль

Популярность этого антифриза обусловливает низкая стоимость и большой диапазон температур, при которых он может работать. Существенным недостатком является высокая токсичность, из-за чего применение этого антифриза ограничено. Поэтому эта теплонесущая жидкость в закрытой системе, может быть достаточно эффективной, но не подходит для конструкции открытого типа.

Его сверхтекучесть проявляется в том, что он способен просачиваться даже через микротрещины. Что крайне негативно влияет на работу узлов котла. Если такую жидкость заливают в систему отопления, через время может оказаться, что соединения батарей, для герметизации которых использовалась масляная пакля, подтекают, станут заметны все дефекты и трещины.

В некоторых случаях это приводит к опасным ситуациям. Для бытового использования лучше всего подойдет теплоноситель на основе пропиленгликоля.

Пропиленгликоль – теплоноситеть для отопления: свойства, отличия от этиленгликоля

Самым распространённым в настоящее время считается пропиленгликоль для отопительных систем. Благодаря ему происходит процесс теплообмена, он зарекомендовал себя как самый безвредный и нетоксичный.

Особое вещество изготавливают из равных частей пропиленгликоля и воды, а именно в соотношении 1:1.

Раствор имеет большое количество карбоксилатных присадок – около 5% от всего объёма.

Из-за такого состава жидкость с лёгкостью выдерживает температуры от плюс 100 °С до минус 40 °С, потому она является наиболее надёжным теплоносителем в условиях непостоянного климата.

Теплоноситель пропиленгликоль для системы отопления дома

Свойства

Если вы решили выбрать в качестве теплоносителя пропиленгликоль для системы отопления, то помните, что первоначально стоит ознакомиться с теххарактеристиками этого раствора, его химическим составом и другими свойствами, что имеют значительные отличия от простой и привычной воды.

Пропиленгликолевый состав более активен химически и быстро взаимодействует в реакции с поверхностями и прочими веществами. Как раз из-за этого в таком теплоносителе всегда есть особые присадки, которые нейтрализуют процесс окисления, и функциональные добавки:

• антикоррозионные;
• стабилизирующие;
• противонакипные и др.

Запрещается применять пропиленгликоль для отопления в системах с цинковыми элементами. Эти меры безопасности требуются, чтобы избежать отслоения материала.

С прочими видами поверхностей (пластиковым, текстильным и др.) раствор не так явно реагирует.

Плотность

Стоит знать, что чем концентрированнее исходное вещество в растворе, тем большую плотность приобретает теплоноситель, соответственно. выше значения максимальных температур его кипения и кристаллизации.

Это значение разнится от 30 до 55 %, что часто указывается в названии жидкости: пропиленгликоль 30, 40 …

Погодные условия тоже отражаются на плотности раствора.

Некоторые типы пропиленгликолевых теплоносителей выдерживают и температуры до минус 60 °С и не портят трубы при минус 80 °С.

Отличие от этиленгликоля

Свойства пропиленгликоля и этиленгликоля похожи, где водный раствор последнего повсеместно применяется в качестве антифриза.

Главное отличие веществ в том, что этиленгликоль токсичен, а соответственно использовать его в отопительных системах специалисты не советуют, в особенности, когда совместно с отоплением жилья происходит нагрев воды для бытовых нужд.

Суть в том, что убрать протечки в теплообменниках трудно, как и трудно установить наличие этиленгликоля в тёплой воде.

Потому правильно будет не использовать этиленгликоль, а рассмотреть вариант подороже, но и безопаснее, – пропиленгликоль.

Преимущества пропиленгликоля для отопления

Этот пункт и описанный выше служат ответом на вопрос, почему рекомендуется остановить свой выбор именно на теплоносителе для систем отопления загородного дома пропиленгликоле. Эта добавка во многих видах теплоносителей имеет не одно достоинство:

1. Пропиленгликоль мгновенно растворяется в воде и хорошо перемешивается с прочими типами веществ.
2. Делает температуру замерзания исходного вещества намного ниже.
3. Хорошо впитывает влагу с поверхности и атмосферы.

Как уже говорилось выше, он кристаллизуется только при очень низких градусах, пожаробезопасен и не выделяет токсичных веществ. Пропиленгликоль не несёт вреда человеческому организму и легко разлагается. Раствор без примесей широко применяется в косметологической сфере, пищевой промышленности и фармацевтике.

Использование

А теперь о том, как правильно использовать этот раствор. Перед тем, как залить его в отопительную систему, в обязательном порядке нужно провести гидравлические испытания.

Особенно уделить внимание нужно выбору раствора на основе пропиленгликоля для отопления конкретно в вашей системе. С этой целью анализируются системные компоненты, и составляется список материалов, из которых они выполнены. По этому перечню и подбирают раствор, исключая из состава вредные для материалов обогревательной системы добавки.

Наиболее востребованными для систем отопления считаются растворы с карбоксилатными присадками. Как правило, его применяют как минимум пять лет.

Стоит сказать, что если эффективных присадок в пропиленгликолевом теплоносителе нет, то это особенно негативно может сказаться на медных теплообменниках.

В противном случае это повлечёт за собой выход из строя конструкции уже через год после пользования.

При эксплуатации жидкость загрязняется, а качество требует постоянного контроля, что требуется делать в лабораториях.

Заменяют пропиленгликоль после качественной промывки обогревательной системы раствором щёлочи и проведения её гидравлического испытания.

Температура замерзания, t °С	-40	-30	-20	-10	0
Плотность вещества, кг/м3	1040	1037	1031	1019	999,3

Какой теплоноситель выбрать для отопления?

Для системы отопления отличия этиленгликоля и пропиленгликоля незначительны, но разная температура замерзания (-70 и -50°С) сказывается на процентном соотношении вещества. Для обеспечения одной и той же температуры кристаллизации (-25°С) требуется практически в 2 раза меньше этиленгликоля, чем пропиленгликоля, но зависимость не линейна.

Например, когда концентрация этиленгликоля в воде становится больше 50% – его характеристики начинают снижаться. Связано это с неэффективной работой антикоррозионных присадок, которые плохо вступают в контакт с водой.

Преимущества и недостатки пропиленгликоля как теплоносителя

Наглядно выявить преимущества и недостатки пропиленгликоля можно, если сравнить его с водой (которая тоже является жидкостью-теплоносителем в некоторых отопительных системах):

• плотность двухатомного спирта 1037 кг/м3, а это больше чем у воды (1000 кг/м3): разница на 3,7%;
• вещество начинает кипеть при +187 °С, а вода при +100 °С, разница — 87%;
• спирт замерзает при -60 °С, вода уже при 0 °С;
• удельная теплоёмкость равна 2483 Дж/(кг·К), почти в 2 раза ниже, чем у воды (4,187 Дж/(кг·К));
• теплопроводность – 0,218 Вт/(м·К), что в три раза ниже, чем у воды 0,6 Вт/(м·К);
• динамическая вязкость спирта – 56 мПа·с, в восемьсот раз больше, чем у воды (0,894 мПа·с).

Из этого перечня можно сделать несколько выводов.

• Плотность пропиленгликоля выше, чем у воды, поэтому статическая нагрузка и давление в отопительной системе также возрастут.
• Высокий показатель температуры кипения в +187 °C – не такое уж и преимущество. Удельная теплоёмкость пропиленгликоля в два раза ниже, чем у воды. Значит, довести до кипения эти две жидкости можно одинаковым количеством тепла. Их температура достигнет своей крайней точки практически одновременно, только вода будет бурлить при +100 °C, а спирт – при +187 °C.
• Температура замерзания пропиленгликоля заметно ниже. Помимо этого он практически не расширяется при охлаждении, и этим не выводит из строя систему отопления.
• Низкий показатель удельной теплоёмкости — явное преимущество, отсюда быстрый прогрев системы отопления, однако, пропиленгликоль способен накопить мало тепла – а это уже недостаток.
• Высокая динамическая вязкость добавит нагрузку на циркуляционный насос, который перемещает теплоноситель по трубам и радиаторам.

Впрочем, в некоторых ситуациях пропиленгликоль лучше справится со своими задачами, чем вода:

• если не пользоваться водной системой отопления зимой и не сливать воду, система может выйти из строя (при этом даже после полного слива вода все равно останется в трубах, вызывая коррозию) — а пропиленгликоль можно использовать круглый год и не сливать в зимний период;
• антифриз, который изготовлен на основе из пропиленгликоля, не вызывает коррозию и не образует накипь.

Недостатки у таких антифризов тоже есть:

• стоимость выше, чем у воды;
• необходима полная замена жидкости раз в пять лет;
• в системе отопления не должно быть деталей, которые содержат цинк — пропиленгликоль быстро их растворяет;
• пропиленгликоль крайне текучий, он может проникнуть через мелкие соединения в системе отопления.

Многие производители разбавляют антифриз водой, чтобы нивелировать некоторые недостатки пропиленгликоля. Что это даст:

• стоимость антифриза станет заметно ниже;
• вязкость уменьшится;
• повысится теплоёмкость;
• повысится показатель теплоотдачи;
• температура кипения снизится, но работа большинства котлов всё равно не рассчитана на 160 °C;
• температура замерзания составляет от -30 до -40 °C градусов;
• антифриз на основе пропиленгликоля с водой расширяется незначительно, поэтому разрушение системы отопления не произойдет.

Особенности использования воды в качестве теплоносителя

С точки зрения эффективности переноса тепла вода — идеальный теплоноситель. Она имеет очень высокую теплоемкость и текучесть, что позволяет доставлять тепло к радиаторам в требуемом объеме. Какую воду заливать? Если система закрытого типа, заливать можно воду прямо из крана.

Да, водопроводная вода неидеальна по составу, в ней содержатся соли, некоторое количество механических примесей. И да, они осядут на элементах системы отопления. Но это произойдет один раз: в закрытой системе теплоноситель циркулирует годами, подпитка небольшим количеством требуется очень редко. Потому никакого ощутимого вреда некоторое количество осадка не принесет.

Вода как теплоноситель для систем отопления почти идеальна

Если отопление открытого типа требования к качеству воды, как к теплоносителю, намного выше. Тут происходит постепенное испарение воды, которое периодически восполняется — воду доливают. Таким образом получается, что концентрация солей в жидкости все время увеличивается. А это означает, что и осадок на элементах тоже накапливается. Именно поэтому в системы отопления открытого типа (с открытым расширительным бачком на чердаке) заливается очищенная или дистиллированная вода.

В данном случае лучше использовать дистиллят, но достать его в требуемом объеме бывает проблематично, да и дорого. Тогда можно заливать очищенную воду, которая пропущена через фильтры. Наиболее критично наличие большого количества железа и солей жесткости. Механические примеси тоже ни к чему, но с ними бороться проще всего — несколько сетчатых фильтров с ячейкой разных размеров помогут отловить большую их часть.

Чтобы не покупать очищенную воду или дистиллят, ее можно подготовить самостоятельно. Во-первых, налить и отстоять, чтобы осела большая часть железа. Отстоявшуюся воду аккуратно перелить в большую емкость и прокипятить (крышкой не закрывать). Этим удаляются соли жесткости (калия и магния). В принципе, уже такая вода неплохо подготовлена и ее можно заливать в систему. А доливать потом уже или дистиллированной водой или питьевой очищенной. Это уже не так бьет по карману, как первоначальная заливка.