Каковы идеальные характеристики теплоносителя для отопительных систем: ключевые свойства жидкости для радиаторов

Несмотря на рост популярности альтернативных способов обогрева помещений, большинство людей по-прежнему отдают предпочтение жидкостным отопительным контурам. Они демонстрируют высокую эффективность и экономичность, что делает их идеальными для суровых зим, свойственных нашим регионам.

Однако у этого метода есть и недостаток: вода может замерзать. Поэтому используется незамерзающий теплоноситель, который является альтернативой воде. В данной статье мы более детально рассмотрим основные типы таких жидкостей, а также их серьезные плюсы и минусы.

Дополнительно мы представим алгоритм расчета объема необходимого теплоносителя для вашей системы и дадим рекомендации по выбору подходящей жидкости для отопительных систем.

Требования к теплоносителю

Главная функция теплоносителя в трубопроводах — перенос тепловой энергии от котла к радиаторам.

Для обеспечения безопасности и высокой энергоэффективности отопительной системы теплоноситель должен соответствовать ряду критически важных условий, среди которых:

• Защита труб от коррозии;
• Инертность к материалам уплотнителей в системе;
• Подходящий диапазон рабочих температур (от точки замерзания до кипения);
• Высокая теплоемкость для максимального накопления тепла;
• Минимальное образование осадка;
• Полная безопасность: отсутствие токсичных испарений и высокая огнеустойчивость;
• Стабильный химический состав — жидкость не должна изменяться или разлагаться при высокой температуре.

Возникает вопрос: какой антифриз подходит для современных отопительных систем и соответствует всем этим требованиям?

К сожалению, в настоящее время идеального теплоносителя не существует. Совершенно безопасная и эффективная жидкость еще не создана. Таким образом, выбор оптимального варианта остается актуальной задачей.

Теплоноситель представляет собой среду, которая перемещается внутри отопительной системы с целью переноса тепла, полученного в котле, к его потребителям.

Наиболее распространенным теплоносителем на территории СНГ считается вода. Температура в отопительных сетях колеблется в диапазоне от 60 до 70°С, а в одноконтурных гравитационных системах она может достигать 95–105°С при выходе из котла.

Вторым по популярности теплоносителем является пар, который может нагреваться до +130°С. Обычно такие системы устанавливаются в подсобных помещениях и требуют сложных конструкций.

Воздушное отопление, которое не является распространенным в нашей стране, использует воздух в качестве теплоносителя, который разогревается до +60°С. Этот воздух, как правило, разогревается по другим источникам, таким как пар, электричество или вода.

В конструкциях водяного отопления с открытым контуром может использоваться только вода в качестве теплоносителя.

Поскольку в северных регионах существует риск замерзания, в таких системах применяют незамерзающую жидкость, основанную на антифризе.

Важно заметить, что раствор антифриза не рекомендуется применять в системах с двухконтурными котлами, которые обеспечивают как отопление, так и горячее водоснабжение, поскольку это может вызвать проблемы.

Вода является наиболее дешевым и доступным теплоносителем, что обуславливает ее популярность. Она демонстрирует хорошую текучесть, что позволяет быстро распространять тепло.

Когда стоит рассматривать антифриз?

Прежде чем осматривать альтернативные жидкости, не стоит забывать о воде. Для домов с постоянным проживанием она остается одним из самых надежных и безопасных решений.

Вода обладает оптимальными свойствами для циркуляции в отопительных системах.

Однако в условиях сильных зимних морозов даже небольшая кристаллизация воды может привести к невыносимым повреждениям трубопроводов и отопительного оборудования.

Если речь идет о загородном доме, где жители бывают нечасто, то теплоноситель в таком случае должен выдерживать типичные для региона низкие температуры.

Для использования химических составов в качестве теплоносителя потребуется подготовка контуров системы. Они должны быть полностью герметичны, так как такие жидкости могут быть токсичными и огнеопасными.

В отопительных системах нельзя использовать чистые антифризы, так как высококонцентрированные составы склонны вызывать коррозию, их необходимо разбавлять водой.

Хозяевам следует помнить, что незамерзающую жидкость надо периодически заменять, что приводит к дополнительным затратам.

Некоторые модели котлов могут иметь особые рекомендации по использованию определенных марок теплоносителей. Об использование альтернативных жидкостей может аннулировать гарантию.

Обзор популярных теплоносителей

Чтобы заранее избежать проблем, давайте подробнее рассмотрим каждый вид теплоносителя.

Опция #1 — вода с добавками

В 70% современных систем используется вода, включая варианты с дополнительными добавками.

Причины ее высокой популярности следующие:

• Абсолютная безопасность — утечки воды приводят лишь к незначительным бытовым неудобствам;
• Отличная теплоемкость — около 1 кал/г*С (литр воды передает больше тепла, чем любая другая жидкость);
• Доступность и низкая цена — вода по стоимости намного дешевле незамерзающих растворов. К тому же, ее можно легко добавить в отопительную систему без значительных затрат времени и средств.

Тем не менее, часто заменять воду в системе не рекомендуется, так как при нагревании она теряет соли и кислород.

Вода, которая уже несколько раз кипела, может значительно измениться по своему химическому составу и количеству солей, что в свою очередь, может снизить ее эффективность.

Частая замена воды может привести к образованию накипи на стенках труб и внутренних поверхностях оборудования.

К недостаткам также можно отнести:

• Относительно высокая температура замерзания, к тому же она требует постоянного контроля, ведь в противном случае замерзание может привести к повреждениям системы;
• Соли, содержащиеся в воде, могут накапливаться и вызывать осадок на трубах и нагревательных элементах, что снижает эффективность системы;
• Вода является окислителем, поэтому растворенный кислород может спровоцировать коррозию металлических элементов отопительной системы.

Хотя температура замерзания остается неизменной, многие негативные эффекты можно существенно снизить. Например, можно уменьшить содержание солей, используя процессы умягчения воды или ее кипячение.

Для смягчения воды можно использовать ортофосфат натрия, который можно приобрести в хозяйственных магазинах. Однако нужно помнить о дозировке, чтобы не нанести вред системе.

Чтобы избежать путаницы с дозировкой, можно предпочесть использование дистиллированной воды, однако она обойдется дороже. Это исключит накипь в радиаторах. Также можно сэкономить, очищая талую или дождевую воду, которая уже является естественным дистиллятом, хотя качество ее может быть недостаточным.

Для того чтобы поддерживать гидравлические характеристики труб, оборудования и арматуры, рекомендуется заливать в отопительную систему дистиллированную воду, тем более после аварийного слива.

Существуют производители, которые предлагают дистиллированную воду с ингибиторами коррозии, что снижает риск коррозийных процессов.

В такую воду также добавляют поверхностно активные вещества (ПАВ), которые уменьшают образование осадка на поверхности радиаторов.

ПАВ также способствуют удалению уже существующих отложений и снижают химическую активность воды, что способствует долговечности уплотнителей и сальников.

Опция #2 — незамерзающий антифриз

Даже с самым оптимальным набором добавок дистиллированная вода не лишена главного недостатка — замерзания при 0 °C. Специальные жидкости для радиаторов отопления устраняют этот недостаток, обеспечивая более низкую температуру кристаллизации.

При низких температурах антифриз ведет себя иначе, чем вода. При превышении минимально допустимых температур он не кристаллизуется и не расширяется, а превращается в гелеобразную субстанцию, предотвращая деформацию труб и радиаторов.

При повышении температуры загустевший антифриз становится более текучим, однако его текучесть на 15% меньше, чем у воды.

Теплоноситель доступен в двух вариантах: один имеет температуру замерзания -65°C в чистом виде, а второй — -30°C.

Концентрированный незамерзающий раствор может быть разбавлен согласно указаниям производителя с учетом местных климатических условий. Для достижения замерзания при -30°C необходимо смешать его с равным объемом воды, а для -20°C — одну часть антифриза с двумя частями воды.

Большинство теплоносителей справляются с температурами до -65°C. В большинстве северных и центральных регионов температура редко опускается ниже -35°C, поэтому антифриз часто разводят дистиллированной водой, понижая порог замерзания до -40°C.

Галерея изображений

При температуре ниже нуля вода кристаллизуется и увеличивается в объеме, что может привести к разрыву труб и соединений. Для предотвращения таких ситуаций в водяные системы добавляют антифриз.

Антифриз допустимо использовать только в замкнутых отопительных системах, которые не имеют контакта с атмосферным воздухом.

Концентрат незамерзающей жидкости разбавляется водой. Пропорции выбирают так, чтобы кристаллизация начиналась с установленной температуры.

Незамерзающая жидкость может использоваться во всех типах водяных систем: радиаторных, конвекторных и теплых полах.

Из-за своей повышенной текучести антифриз не совместим с обычными прокладками и герметиками, поэтому следует выбирать специальные уплотнительные элементы, предназначенные для работы с ним.

Вязкость незамерзающей жидкости выше, чем у воды, поэтому для обеспечения ее циркуляции нужны более мощные насосы.

Недопустимо использовать оцинкованные трубы в системах отопления с антифризом, так как взаимодействие с цинком может изменить состав и свойства жидкости.

При заполнении систем отопления следует использовать исключительно тот антифриз, который специально предназначен для этих систем. Жидкость для автомобилей использовать нельзя.

Преимущества и недостатки антифризов

Особенности работы систем с антифризом

Процесс заполнения отопительной системы антифризом

Использование антифризов в теплых полах

Ускоренный износ уплотнителей

Выбор насоса для системы

Отказ от оцинкованных труб

Разновидности антифризов для отопительных систем

Производители качественных растворов создают составы, которые могут оставаться стабильными до 5 лет, после чего требуется их полная замена.

Для достижения таких свойств пришлось пожертвовать некоторыми преимуществами, присущими воде:

• теплоотдача антифриза ниже на 15%, что иногда заставляет устанавливать дополнительные радиаторы или секции;
• может содержать токсичные вещества, поэтому недопустимо использовать его в двухконтурных системах, где состав может попасть в горячую воду;
• более высокая текучесть по сравнению с водой, требующая использования специализированных уплотнителей для предотвращения утечек;
• повышенная вязкость, что создает необходимость в более мощных насосах — рекомендации по выбору насосов мы рассмотрели отдельно;
• более высокий коэффициент расширения требует установки расширительных баков большего объема.

При использовании любых антифризов недопустимо выполнять разводку отопления из оцинкованных труб, поскольку контакт с ними приводит к потере полезных свойств жидкости.

Важно учитывать, что для заполнения отопительных контуров следует использовать составы, специально предназначенные для этих систем. Жидкость для автомобиля не подходит для таких целей.

Использование незамерзающих жидкостей в качестве теплоносителей требует изменений в конструкции систем отопления. Из-за вязкости антифриза он медленнее передает тепло, поэтому целесообразно увеличить количество радиаторных секций или выбрать устройства с более высокой теплоемкостью.

Также рекомендуется снизить трение в трубопроводах путем замены фитингов на аналогичные большего диаметра, чем те, что применяются для воды.

Современные незамерзающие жидкости можно классифицировать на три основные группы в зависимости от состава:

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

Рассмотрим каждую из этих групп подробнее для выбора наиболее подходящего варианта под тип оборудования и условия эксплуатации.

Вариант #3 — этиленгликолевый антифриз

Этот очень популярный антифриз занимает значительное место на полках магазинов благодаря доступной цене и простоте изготовления.

В составе жидкости содержится примерно 4% добавок, предотвращающих вспенивание этиленгликоля при высоких температурах, а также ингибиторы коррозии для защиты металлических поверхностей.

Из-за высокой агрессивности этиленгликоля данный состав нужно использовать только в разбавленном виде для защиты труб и радиаторов.

Этиленгликоль очень агрессивен к трубам и соединениям, его токсичность требует особой осторожности, так как даже малое количество этого вещества в организме человека может вызвать серьезные проблемы со здоровьем. Поэтому система отопления должна быть максимально герметичной.

Постоянный контроль температурного режима является ещё одной необходимостью, так как если котел перегревает жидкость до такой температуры, что она близка к точке кипения, это может вызвать разложение с образованием твердых осадков и кислот, что негативно скажется на всем отопительном оборудовании.

Этиленгликолевый антифриз подходит только для систем, где можно точно поддерживать температурный режим, но не все котлы оснащены такой функцией.

Вариант #4 — пропиленгликолевый антифриз

Это более новый вид антифриза, который устранил некоторые недостатки этиленгликоля.

• нетоксичен — содержит добавки, которые используются в пищевой промышленности;
• может применяться в двухконтурных системах, так как случайное попадание в питьевой контур не нанесет вреда человеку;
• обладает лучшими теплотехническими свойствами;
• срок эксплуатации достигает 10 лет;
• в отопительной системе работает как смазка, что снижает сопротивление в трубах и повышает эффективность системы.

Однако одно из недостатков остаётся — несовместимость с цинком. Специальные добавки теряют свои свойства при взаимодействии с оцинкованными трубами. Также относительным недостатком является более высокая цена.

Вариант #5 — глицериновый антифриз

Глицериновый антифриз может похвастаться почти идеальным набором качеств, но также подвержен критике. Мнения разделяются, поэтому стоит рассмотреть оба аспекта.

Сторонники глицеринового состава выделяют следующие преимущества:

• экологически чистый и безопасный продукт;
• широкий диапазон рабочих температур — от -30 до +100;
• при замерзании расширяется незначительно;
• не агрессивен к оцинкованным трубам и радиаторам;
• по цене доступнее пропиленгликоля;
• срок службы 7-10 лет.

Глицериновый вариант не представляет взрывоопасности и не воспламеняется. Его отличительная черта — минимальное разрушение уплотнительных элементов.

В состав глицериновоого антифриза включены синтетические добавки, значительно снижающие коррозионные свойства жидкости.

Однако противники этого теплоносителя указывают на следующие аспекты:

• большая масса, что увеличивает нагрузку на трубы;
• отсутствие стандартов качества для глицериновых смесей;
• при перегреве и испарении воды глицерин теряет свои свойства и превращается в гелеобразную массу с твердыми частицами;
• высокое пенообразование;
• при температурах выше 90°C может начать разложение;
• по теплоемкости ниже, чем у пропиленгликоля;
• высокая вязкость может ускорять износ оборудования.

Стоит заметить, что в некоторых странах, где этиленгликоль запрещен, не существует производства глицериновых теплоносителей. С учетом противоречивости в наличии глицериновых жидкостей, ответственность за их использование ложится полностью на владельца.

Глицериновый антифриз — это вариант с множеством преимуществ, однако его стоимость и высокая вязкость заставляют тщательно обдумать покупку.

Вариант #6 — теплоноситель для электродных котлов

Этот тип оборудования следует выделить отдельно, так как электродные котлы нуждаются в особом типе теплоносителя. Жидкость в таких системах нагревается за счет ионизации под воздействием переменного тока.

Антифриз должен обладать определенным химическим составом, обеспечивающим нужные параметры электрического сопротивления, электропроводности и ионизации.

Производители электродных котлов рекомендуют конкретные марки теплоносителей. Важно внимательно подбирать антифриз, чтобы не потерять гарантию.

Каждая модель электродного котла имеет ограничения на использование определенных марок теплоносителя. При применении другого состава производитель может отказаться от выполнения гарантийных обязательств.

Рекомендации по выбору антифриза

Следует учитывать не только характеристики теплоносителей, но и конструкцию оборудования, чтобы обеспечить безопасность и эффективность отопительной системы.

Если вы выбрали антифриз, важно обратить внимание на условия, в которых использовать его не следует:

• отсутствие регулятора температуры в котле;
• применение уплотнителей из льняной подмотки с масляной пропиткой;
• использование труб, радиаторов и запорной арматуры с оцинкованной поверхностью в системе отопления;
  -система отопления открытого типа

Испарение компонентов из незамерзающей жидкости может негативно сказаться на ее свойствах, а пары этиленгликоля представляют собой опасные для здоровья вещества.

Следование нижеприведённым рекомендациям поможет владельцам избежать многих проблем, связанных с неправильным использованием незамерзающих теплоносителей:

• в местах соединений льняную паклю следует обрабатывать герметизирующей пастой;
• секционные радиаторы необходимо разобрать для замены уплотнений на прокладки из тефлона или паронита;
• автоматические воздухоотводчики не рекомендуется использовать (для удаления избыточного воздуха лучше установить краны Маевского, которые позволяют регулировать процесс вручную);
• радиаторы и трубы должны иметь увеличенный объём и больший диаметр;
• целесообразно применять циркуляционный насос с повышенной мощностью;
• рекомендуется установить мембранный расширительный бак с большим объёмом.

Антифриз вводится в систему отопления только после тщательной промывки контура, для чего лучше выбирать специализированные препараты. В целях безопасности всех жильцов рекомендуется использовать пропиленгликоль.

Запускать котел на полную мощность сразу после заливки системы теплоносителем нельзя. Температуру следует повышать постепенно, чтобы антифриз достиг своих оптимальных рабочих характеристик и расширился в допустимых пределах.

При выборе подходящего теплоносителя важно учитывать характеристики труб, котла и другие значимые факторы.

При разведении жидкости водой необходимо контролировать, чтобы концентрация не превышала -20 градусов. Слишком большое количество воды приведёт к образованию накипи и ухудшению свойств гликоля. Разбавлять следует только дистиллированной водой.

Как вычислить необходимый объём теплоносителя?

Наиболее простой способ – воспользоваться водомером или счётчиком воды, который есть практически в каждом доме или квартире с централизованным водоснабжением.

Перед началом измерений нужно полностью опустошить отопительный контур. Затем снимаются показания на счётчике, и начинает заполняться система небольшим напором воды для предотвращения образования воздушных пробок, могущих исказить результат.

Когда трубопровод отопления будет заполнен водой, снова снимаются показания счётчика. Важно помнить, что 1 кубометр соответствует 1000 литрам, и следует приобрести соответствующее количество жидкости.

Второй метод менее удобен, но также эффективен, если счётчика нет. Заполненная система опустошается с помощью мерной ёмкости (бака или ведра с определённым объёмом). Главное – не ошибиться с количеством ведер.

Ещё один подход – математический расчёт. В качестве исходных данных используются объёмы радиаторов и расширительного бака, диаметры труб, объём теплообменника котла. Применяя несложные геометрические и арифметические формулы, можно высчитать итоговый объём.

Детальные примеры расчета различных компонентов системы отопления описаны в следующих статьях:

• Расчет объёма трубы: принципы и правила вычислений в литрах и кубических метрах
• Расширительный бак для систем отопления открытого типа: его устройство, назначение, основные разновидности + советы по расчету ёмкости

Итоги и интересное видео по теме

В видео представлено мнение эксперта на тему необходимости замены воды на незамерзающую жидкость:

Также будет обсужден детальный процесс заполнения отопительной системы теплоносителем и рекомендации по правильному запуску системы в следующем ролике:

Эти сведения помогут каждому владельцу понять, какой теплоноситель выбрать, какие условия необходимы для его применения и как их обеспечить.

А какой именно теплоноситель используется в вашей системе отопления? Почему вы сделали именно такой выбор и удовлетворены ли работой этого вещества? Делитесь вашим мнением в комментариях!

И если вы всё ещё в поиске идеального типа теплоносителя и не нашли ответы на свои вопросы в данной статье, не стесняйтесь задавать их в комментариях – мы постараемся вам помочь.

Видео:

Какой теплоноситель выбрать для системы отопления в частном доме?