Какой теплоноситель выбрать для периодического отопления частного дома

 

 

Тепловые сети в сельских домах не всегда заполнены чистой водой. В особых условиях эксплуатации принято использовать антифриз - незамерзающие жидкости - и присадки со специфическими свойствами (ингибиторы и соли). Мы предлагаем рассмотреть два вопроса - какой теплоноситель лучше для системы отопления и как использовать различные химические составы.

Виды и свойства теплонесущих жидкостей

Рабочий орган любой водяной системы - хладагент - это жидкость, которая получает определенное количество энергии от котла и передает ее по трубам к отопительному оборудованию - батареям или контурам теплого пола. Вывод: Эффективность работы системы отопления зависит от физических свойств жидкой среды - теплоемкости, плотности, ликвидности и т.д.

95% частных домов используют обычную или очищенную воду с теплоемкостью 4,18 кДж/кг-°C (в других единицах измерения 1,16 Вт/кг-°C, 1 ккал/кг-°C), которая замерзает при температуре около нуля градусов. Преимуществами традиционного теплоносителя являются доступность и низкая цена, основным недостатком - увеличение объема при замораживании.

 

 

Кристаллизация воды сопровождается расширением, давление льда в равной степени разрушает чугунные радиаторы и пластиковые трубы.

Лед, образующийся при отрицательных температурах, может буквально разбить трубы, теплообменники котлов и радиаторы. Чтобы предотвратить разрушение дорогостоящего оборудования в результате оттаивания, в систему добавляют 3 вида раствора антифриза на основе многоатомных спиртов:

1. Глицериновый раствор - самый старый тип антифриза. Чистый глицерин представляет собой вязкую прозрачную жидкость с плотностью 1,261 кг/м³.
2. Водный раствор этиленгликоля, двухатомного спирта с плотностью 1113 кг/м³. Исходная жидкость бесцветная и вязкая, уступает глицерину. Вещество токсично; смертельная доза растворенного гликоля после перорального приема составляет около 100 мл.
3. То же самое на основе пропиленгликоля - прозрачной жидкости с плотностью 1036 кг/м3.
4. Препараты на основе природного минерала - бишофита.  Характеристики и особенности этого химического вещества будут рассмотрены отдельно (ниже по тексту).

Информация. Каждый антифриз для отопления содержит краситель, который придает ему характерный цвет. Ядовитый этиленгликоль обычно имеет красный или желтый цвет, а пропиленгликоль - зеленый (редко синий). Глицериновый антифриз окрашивается в розовый цвет или остается бесцветным. Эта классификация не является обязательной и не всегда соблюдается.

"Жидкий антифриз продается в двух видах: готовые растворы, предназначенные для конкретных температур ниже нуля (обычно -30 °C), или концентраты, которые пользователь сам разбавляет водой. Перечислим свойства гликолевого антифриза, которые влияют на работу системы отопления:

1. Низкая температура кристаллизации. В зависимости от концентрации полиолов в водном растворе, жидкость начинает замерзать при температуре минус 10...40 градусов. Концентрат кристаллизуется при температуре 65 °C ниже нуля.
2. Высокая кинематическая вязкость. Пример: вода имеет кинематическую вязкость 0,01012 см²/с, пропиленгликоль 0,054 см²/с, разница в 5 раз.
3. Повышенная текучесть и проницаемость.
4. Теплоемкость растворов антифризов находится в диапазоне 0,8...0,9 ккал/кг °С (в зависимости от концентрации). В среднем указанный параметр на 15% ниже, чем у воды.
5. Агрессивен по отношению к некоторым металлам, например, к цинку.
6. При нагревании вещество вспенивается и быстро разлагается при кипячении.

 

 

Антифризы на основе пропиленгликоля обычно маркируются зеленым префиксом "ECO".

Для того чтобы антифриз соответствовал эксплуатационным требованиям, производители добавляют в гликолевые растворы определенные присадки, например, ингибиторы коррозии и другие добавки, которые поддерживают стабильность раствора антифриза и снижают пенообразование.

О плюсах и минусах гликолевых антифризов

Основным преимуществом искусственных охладителей на основе гликоля является сохранение жидкой фазы при отрицательных температурах. Вот некоторые другие положительные аспекты использования антифриза в системах водяного отопления с замкнутым контуром

• охлаждающие жидкости не содержат солей кальция и магния, которые откладываются в теплообменниках;
• температура кипения антифриза 103-106 °C задерживает момент образования пара и удушья в случае перегрева твердотопливного котла;
• Благодаря проницаемости гликолей происходит смазывающее действие на движущиеся части, шаровые краны и термостатические клапаны не заедают, клапаны служат дольше;
• Когда температура опускается ниже порога замерзания, растворы гликолей превращаются в гелеобразную массу.

Примечание. Пункт о накипи предполагает, что "раствор антифриза" был разбавлен обессоленной дистиллированной водой.

 

 

При замерзании гликолевые смеси образуют суспензию, которая не дает накипи на трубах и теплообменниках.

Давайте уточним последние 2 пункта. Обычная вода, которую часто заливают в систему отопления загородного дома, начинает кипеть при температуре 96-98°C, активно выделяя водяной пар. Если циркуляционный насос работает на питании котла TT, паровая фаза проникает в камеру рабочего колеса, прокачка воды останавливается, и котел в итоге перегревается. Более высокая температура кипения антифриза отсрочит момент отказа.

В отличие от воды, гликоль, затвердевший от мороза, не расширяется и не повреждает стенки труб. В случае замерзания будет поврежден только циркуляционный насос. Кристаллизованный гель заблокирует крыльчатку, и двигатель сгорит.

К сожалению, антифризы имеют много недостатков:

1. Этиленгликоль ядовит, что требует осторожного обращения с раствором и средств для его утилизации. Глицерин и полипропиленгликоль безвредны.
2. Теплоемкость антифриза снижается на 15%. Для подачи достаточного количества тепла к радиаторам необходимо увеличить расход жидкости.
3. Вязкость антифриза создает дополнительное гидравлическое сопротивление. Необходим более мощный и более дорогой циркуляционный насос.
4. Хороший поток - это обоюдоострый меч. Гликоли могут проникать даже в самые маленькие щели - туда, куда обычная вода не пройдет.

    

   

    

5. Теплоносители и присадки разлагаются в процессе эксплуатации, теряя морозостойкость и выпадая в осадок в виде хлопьев. Максимальный срок службы одной заправки составляет 5 лет, после чего нагреватель промывается и заменяется.
6. Если используется антифриз, многие производители газовых котлов аннулируют гарантию на приобретенный продукт.

Гликолевые жидкости не совместимы с электрическими котлами. Инструкции по применению различных антифризов категорически не рекомендуют заправлять "антифризом" системы, работающие совместно с электролизными нагревателями. Это означает, что в случае электролизных котлов типа Galan требуется специальный теплоноситель, разработанный соответствующей компанией.

В редких случаях антифриз может выделять горючий газ, который выходит через автоматическое вентиляционное отверстие. Пример: источник тепла - электрический котел, радиаторы - алюминиевые радиаторы китайского производства. Нагревание гликоля вызывает сложную химическую реакцию и образование газа. Это показано на видео:

Новые минеральные теплоносители

Мы решили обратить внимание на описание этих жидкостей, потому что в их основе лежит природный минерал - бишофит. Это вещество представляет собой магниевую соль соляной кислоты, полное название - гексагидрат хлорида магния. Производитель заявляет следующие свойства готового антифриза, предназначенного для использования при минимальной температуре минус 30 градусов:

• цвет водного раствора светло-желтый, плотность 1117...1250 кг/м³;
• благодаря добавкам не пенится и не оказывает агрессивного воздействия на различные уплотнительные материалы - силикон, паронит, EPDM резину и BMS;
• удельная теплоемкость - 0,77 ккал/кг-°С (3,23 кДж/кг-°С);
• Вещество нетоксично;
• По вязкости и текучести препарат очень похож на гликолевые химикаты.
• Температура кипения - 116 °С, температура замерзания - минус 30 °С;

 

 

Справка. Продукт появился на рынке после 2010 года. Цена жидкости на 2018 год составляет около 1 у.е. за литр готовой охлаждающей жидкости (-30 °C).

По сравнению с традиционными гликолевыми аналогами минеральный антифриз выигрывает благодаря высокой температуре кипения, стоимости и безопасности для здоровья. Недостатками являются его высокая плотность и низкая теплоемкость, которые на 23 % хуже, чем у воды.

Практическое применение теплоносителя выявило ряд недостатков, о чем свидетельствуют отзывы домовладельцев:

1. Текучесть раствора очень высокая. Были случаи проникновения антифризной жидкости через паяные соединения полипропиленовых труб.
2. При контакте с воздухом жидкая фракция быстро испаряется, оставляя видимый солевой налет. Подобные явления наблюдаются в теплообменниках и трубах, в которые проникли пузырьки воздуха.

    

   

    

3. Вещество вступает в реакцию с голым металлом в местах сварных швов. Внутри системы образуются сталактиты из железа и соли, которые уменьшают площадь потока и засоряют сетчатые фильтры.
4. При перегреве антифриз превращается в суспензию непонятного цвета, как на фото.

 

 

Мнения пользователей об этом типе антифриза можно прочитать на популярном строительном форуме: https://www.stroimdom.com.ua/forum/showthread.php?t=157650.

Учитывая опыт пользователей, мы не рекомендуем минеральный антифриз для использования в системах отопления частных домов. Возможно, со временем производители устранят вышеперечисленные проблемы, и раствор хлорида магния сможет на равных конкурировать с гликолями.

Выбираем «незамерзайку» для отопления

Совет номер один: покупайте и используйте антифриз только в крайнем случае - для периодического обогрева удаленных коттеджей, гаражей или строящихся зданий. Старайтесь использовать простую или дистиллированную воду - это наименее разрушительный вариант.

При выборе морозостойкой охлаждающей жидкости необходимо соблюдать следующие рекомендации:

1. Если ваш бюджет ограничен, возьмите этиленгликоль любой известной марки - Teply Dom, Dixis, Spektrogen Teplo OZH, Bautherm, Termo Tactic или Termagent. Стоимость концентрата Dixis -65 °C составляет всего 1,3 у.е. (90 рублей) за кг. (90 рублей) за кг.
2. Если есть риск попадания антифриза в бытовую воду (например, через бойлер косвенного нагрева или двухконтурный котел) или вы заботитесь об экологии и безопасности, покупайте безвредный пропиленгликоль. Но учтите: цена на химикаты выше, готовый раствор Dixis (минус 30 градусов) обойдется в 100 рублей (1. 45 у.е.) за килограмм.
3. Для больших систем отопления мы рекомендуем использовать теплоноситель CHNT премиум-класса. Жидкость основана на пропиленгликоле, но срок ее службы увеличен до 15 лет.
4. Не покупайте глицериновые растворы вообще. Причины: образование осадка в системе, слишком высокая вязкость, склонность к вспениванию, большое количество низкокачественных продуктов технического глицерина.

    

   

    

   В свете фонаря видны мелкие белые хлопья - отложения технического глицерина.
5. Для электродных котлов требуется специальная жидкость, например, CHNT-35. Перед использованием обязательно проконсультируйтесь с представителем производителя.
6. Не путайте автомобильный антифриз с химикатами, используемыми в теплосетях. Да, оба они на основе гликоля, но пакеты присадок совершенно разные. Охлаждающая жидкость двигателя несовместима с бытовым водяным отоплением.
7. Для открытых и гравитационных систем отопления лучше использовать воду, в крайнем случае пропиленгликоль, разбавленный на минус 20°C.
8. Если разводка системы отопления выполнена из оцинкованных труб, то нет смысла покупать гликолевые смеси. Вещество разрушается вместе с цинком, теряет свой пакет присадок и быстро деградирует.

Объяснение. Использовать антифриз для открытой системы отопления нерентабельно. Горячий антифриз будет испаряться в атмосферу через расширительный бачок, "антифриз" придется постоянно пополнять, и вам придется тратить деньги. Перекачивать этиленгликоль недопустимо, так как его пары токсичны.

О вредности этиленгликолевых композиций ведется много споров, в том числе и на страницах строительных форумов. Не отрицая негативного влияния этого химического вещества на здоровье человека, давайте обратим внимание на один убедительный факт.

Домовладельцы с хорошо установленными закрытыми системами годами используют недорогой гликоль без малейших проблем. Мнение экспертов смотрите в видеоролике:

Инструкция по использованию

Если в систему ранее подавалась вода, переход на антифриз будет непростым. Теоретически, радиаторы котла можно опорожнить и заполнить теплоносителем с холодной водой, но на практике получаются следующие эффекты

• Из-за снижения теплоемкости снижается эффективность работы радиаторов и эффект обогрева помещения;
• из-за снижения теплопроводности эффективность радиатора снизится; антифриз расширяется сильнее, чем вода, поэтому емкости старого бачка будет недостаточно, давление в сети возрастет
• из-за вязкости нагрузка на насос увеличится, скорость потока уменьшится, и к радиаторам будет поступать меньше тепла;
• Чтобы улучшить ситуацию, придется повысить температуру котла, что приведет к увеличению расхода топлива и повышению давления.

Добавление. Старые стыки, заделанные холстом и краской, гарантированно дадут течь при заливании жидкости.

 

 

Негерметичные соединения должны быть герметизированы путем уплотнения резьбы сухим холстом или резьбы с герметиком.

Чтобы химическая система отопления работала должным образом, существующая система должна быть сначала измерена или перепроектирована в соответствии с новыми требованиями:

1. Объем расширительного бака следует выбирать из расчета 15% от общего объема жидкости (на воде он составлял 10%);
2. Производительность насоса должна быть увеличена на 10%, а создаваемое давление - на 50%. Поясним это на примере: если раньше стояла установка с рабочим напором 0,4 бар (4 метра водяного столба), то под антифриз берется насос 0,6 бар.
3. Для того чтобы котел работал в оптимальном режиме и не повышал температуру теплоносителя, желательно добавить 1-3 (в зависимости от мощности) секции каждого охладителя.

    

   

    

4. Заполните все стыки сухой тканью или используйте высококачественную пасту - герметик, например, LOCTITE, ABRO или Hermesil.
5. При покупке запорной и регулирующей арматуры уточните у продавца, что резиновые уплотнения устойчивы к воздействию гликолевых смесей.
6. Восстановите давление в системе, заполнив трубы и отопительное оборудование водой.
7. При запуске котла при отрицательных температурах установите мощность на минимум. Медленно нагревайте холодный антифриз.

Совет. Общее количество хладагента легко рассчитать - площадь поперечного сечения трубы умножается на ее длину, мощность котла и радиаторов можно найти в паспортах изделий. О том, как установить и подключить расширительный бак, см. в нашей отдельной публикации.

 

 

Перед закачкой антифриза заполните его водой и проверьте трубы при давлении, на 25% превышающем рабочее давление.

Концентрированный теплоноситель должен быть разбавлен водой, предпочтительно дистиллятом. Не переусердствуйте с количеством воды - чем больше вы добавите, тем лучше будет работать система отопления. Рекомендации по подготовке теплоносителей:

1. Для электрических и газовых двухконтурных теплогенераторов приготовьте смесь при температуре минус 20 градусов. Более концентрированный раствор может вспениться при контакте с нагревателем и привести к скоплению мусора на поверхности нагревательного элемента.
2. В других случаях смешайте ингредиенты до температуры замерзания в соответствии с приведенной ниже таблицей. Пропорции указаны на 100 литров охлаждающей жидкости.
3. Если дистиллят недоступен, сначала проведите тест - разведите концентрат в банке с обычной водой. Если виден белый хлопьевидный осадок, который является продуктом разложения ингибиторов и добавок, воду использовать нельзя.
4. Аналогичный тест проводится перед смешиванием антифризов двух разных производителей. Этиленгликоль нельзя разбавлять пропиленом.
5. Подготовьте охлаждающую жидкость непосредственно перед заправкой.

 

 

Пропорции концентрата и воды относятся к 100 литрам. Чтобы найти количество ингредиентов для объема 150 литров, умножьте приведенные цифры на коэффициент 1,5.

Максимальный срок службы антифриза в трубах отопления и радиаторах составляет 5 лет. По окончании этого периода жидкость сливается, система дважды промывается и доливается свежий антифриз.

Напоследок о теплоносителях для электродных котлов

Электрические водонагреватели этого типа работают по принципу "солдатских котлов" с двумя лопастями, подключенных к сети 220 В. Вода служит одновременно теплоносителем и электролитом и нагревается благодаря своей электропроводности, которая зависит от содержащихся в ней солей магния и кальция.

По этой причине электродные котлы не работают на дистилляте и значительно теряют мощность, если вода недостаточно минерализована. Согласно техническому паспорту нагревателя Galan, сопротивление рабочего тела не должно превышать 3200 Ом на 1 см.

 

 

Если в нагреватель залить обычный этиленгликоль, вещество вступит в химическую реакцию, вспенится и потеряет свои антикоррозийные и антинакипные добавки. Эта проблема решается двумя способами:

1. Приобретается специальный антифриз, предназначенный для агрегатов электродного типа. Специальные антипенные добавки растворяются в рабочей среде.
2. Раствор соли подходящей концентрации готовится, как показано на видео ниже. Эта вода начинает кристаллизоваться при более низких температурах, но не может сравниться с антифризом по морозостойкости.

Водопроводную воду следует тщательно подготовить, пропустив ее через фильтр и дав отстояться в течение 1-3 дней. Хорошим решением является приобретение ингибитора коррозии отдельно и его предварительное добавление в теплоноситель системы отопления.

В течение нескольких лет я экспериментировал с использованием различных теплоносителей для системы отопления в моем доме. С водой, я думаю, все понятно для всех. Если вы живете в теплом регионе или постоянно находитесь в помещении, вы можете. Я отказался от охлаждающих жидкостей на основе этиленгликоля, когда понял, что они опасны! Теперь я выбираю антифриз на основе пропиленгликоля!

Я рекомендую пропиленгликоль всем клиентам. Он является экологически чистым и разрешен во всех жилых и общественных помещениях.

Я использую Thermagent в своей кровельной системе уже три года - никаких проблем с трубами зимой. Он начинает нагреваться в течение получаса.

От этого зависят присадки в антифризе. Если антифриз содержит органику, вы можете рассчитывать на 10 отопительных сезонов без проблем.

Это, безусловно, органично. Мой старый фермер, живущий в коттедже, умудрился залить в него жидкость для отопления. Черт возьми. Я вычистил радиаторы, отправил половину труб на свалку. Теперь я наливаю "Термагент". Две банки на систему, тепло везде.

Какой из них выбрать? Определенно, Thermagent. Он изготовлен из пропиленгликоля, безопасного для людей и окружающей среды. Теплопроводность отличная, служит долго (10 сезонов), даже при самой низкой температуре, не вызывает растрескивания и коррозии труб. Я периодически выключаю котел, если мне нужно куда-то отлучиться, прихожу, включаю его снова, 20-30 минут и в доме снова тепло. Если есть утечка, ее сразу видно, так как она имеет краситель.