Какой теплоноситель выбрать для периодического отопления частного дома

Отопительные сети загородных домов далеко не всегда заполняются чистой водой. В особых условиях эксплуатации практикуется закачка незамерзающих жидкостей – антифризов, плюс добавление присадок с определенным набором свойств (ингибиторов и солей). Предлагаем рассмотреть 2 вопроса – какой теплоноситель для системы отопления лучше и как правильно пользоваться различными химическими составами.

1 Виды и свойства теплонесущих жидкостей

2 О плюсах и минусах гликолевых антифризов

3 Новые минеральные теплоносители

4 Выбираем «незамерзайку» для отопления

5 Инструкция по использованию

6 Напоследок о теплоносителях для электродных котлов

Виды и свойства теплонесущих жидкостейРабочее тело любой водяной системы — теплоноситель — это жидкость, отбирающая определенное количество энергии котла и переносящая ее по трубам к отопительным приборам – батареям либо контурам теплых полов. Вывод: эффективность работы отопления зависит от физических свойств жидкого посредника – теплоемкости, плотности, текучести и так далее.

В 95% частных домов используется обычная или подготовленная вода теплоемкостью 4.18 кДж/кг•°С (в других единицах — 1.16 Вт/кг•°С, 1 ккал/кг•°С), замерзающая при температуре около нуля градусов. Достоинства традиционного теплоносителя для отопления – доступность и низкая цена, главный недостаток – увеличение в объеме при замерзании.

Образующийся на морозе лед буквально раскалывает трубы, теплообменники котлов и радиаторы. Чтобы предотвратить разрушение дорогостоящего оборудования вследствие размораживания, в систему заливают 3 вида антифризов, изготавливаемых на основе многоатомных спиртов:

Глицериновый раствор – самая старая разновидность незамерзающего теплоносителя. Чистый глицерин – прозрачная жидкость повышенной вязкости, плотность вещества – 1261 кг/м³.

Водный раствор этиленгликоля – двухатомного спирта плотностью 1113 кг/м³. Исходная жидкость бесцветна, по вязкости уступает глицерину. Вещество токсично, смертельная доза растворенного гликоля при приеме внутрь – около 100 мл.

То же, на основе пропиленгликоля – прозрачной жидкости плотностью 1036 кг/м³.

Составы на основе природного минерала — бишофита.  Характеристики и особенности этого химиката мы разберем отдельно (ниже по тексту).

Справка. Любой незамерзающий теплоноситель для отопления содержит краситель, придающий химикату отличительный цвет. Ядовитый этиленгликоль обычно окрашивается красным или желтым, пропиленгликоль – зеленым (реже – синим). Глицериновому антифризу придают розовый оттенок либо оставляют прозрачным. Подобная классификация не является обязательной и соблюдается не всегда.

«Незамерзайки» продаются в двух видах: готовые растворы, рассчитанные на определенную минусовую температуру (как правило, —30 °С), либо концентраты, которые пользователь разбавляет водой собственноручно. Перечислим свойства гликолевых антифризов, влияющие на эксплуатацию отопительных сетей:

Низкая температура кристаллизации. В зависимости от концентрации многоатомного спирта в водном растворе жидкость начинает замерзать при температуре минус 10…40 градусов. Концентрат кристаллизуется при 65 °С ниже нуля.

Высокая кинематическая вязкость. Пример: у воды данный параметр составляет 0,01012 см²/с, пропиленгликоля — 0,054 см²/с, разница – в 5 раз.

Повышенная текучесть и проникающая способность.

Теплоемкость незамерзающих растворов лежит в пределах 0.8…0.9 ккал/кг °С (зависит от концентрации). В среднем указанный параметр на 15% ниже, чем у воды.

Агрессивность к некоторым металлам, например, цинку.

От нагрева вещество вспенивается, при кипении быстро разлагается.

Чтобы антифризы соответствовали эксплуатационным требованиям, производители добавляют к гликолевым растворам пакеты присадок — ингибиторы коррозии и другие элементы, поддерживающие стабильность «незамерзайки» и снижающие пенообразование.

О плюсах и минусах гликолевых антифризовГлавное достоинство искусственных теплоносителей на основе гликолей – сохранение жидкой фазы при отрицательных температурах. Перечислим другие позитивные моменты от использования антифризов в замкнутых системах водяного отопления:

теплоносители не содержат солей кальция и магния, образующие накипь внутри теплообменников;

благодаря проникающей способности гликолей возникает эффект смазки движущихся деталей, шаровые краны и термостатические клапаны не закисают, арматура служит дольше;

точка кипения антифриза 103—106 °С отодвигает момент парообразования и завоздушивания в случае перегрева твердотопливного котла;

когда температура опускается ниже порога замерзания, гликолевые растворы превращаются в гелевую массу.

Примечание. В пункте про накипь подразумевается, что «незамерзайка» разбавлена обессоленной дистиллированной водой.

Разъясним 2 последних пункта. Обычная вода, часто заливаемая в систему теплоснабжения загородных домов, начинает закипать при 96—98 °С, активно выделяя пар. Если циркуляционный насос стоит на подаче ТТ-котла, паровая фаза проникает в камеру с крыльчаткой, перекачивание воды останавливается, котел перегревается окончательно. Более высокая точка кипения антифриза позволит отодвинуть момент аварии.

В отличие от воды, затвердевший на морозе гликоль не расширяется и не разрушает стенки труб. В случае замерзания пострадает единственный агрегат – насос принудительной циркуляции. Кристаллизующийся гель заклинит рабочее колесо и мотор перегорит.

Теплоноситель в жидкостной отопительной системе — это то вещество, посредством которого тепло переносится от котла к радиаторам.

В наших системах качестве теплоносителя используется вода или особые незамерзающие жидкости — антифризы.

При выборе необходимо руководствоваться несколькими критериями:

Безопасность. Время от времени в отоплении возникают протечки или они требуют обслуживания и ремонта.

Чтобы ремонтные работы не были опасными, теплоноситель должен быть безвредным.

Безвредным для составляющих системы отопления.

Должен иметь высокую теплоемкость, чтобы эффективно переносить тепло.

Иметь длительный срок эксплуатации.

Теплоноситель для систем отопления выбирают по условиям эксплуатации

Теплоноситель для систем отопления выбирают по условиям эксплуатации

С учетом этих требований наиболее подходящая жидкость для система отопления — вода.

Она безопасна, безвредна, имеет высокую теплоемкость, а строк эксплуатации неограничен.

Но в тех системах отопления, где велика вероятность простоя зимой, вода может сослужить плохую службу.

Если она замерзнет, разорвет трубы и/или радиаторы. Потому в таких системах применяют антифризы.

При отрицательных температурах они теряют текучесть, но оборудование не рвут.

Так что выбрать теплоноситель для системы отопления с этой точки зрения легко:

если система находится все время под присмотром и работоспособном состоянии, использовать можно воду.

Если дом временного проживания (дача) или он надолго может оставаться без присмотра (командировки, зимний отпуск),

если в регионе возможно частое и/или длительное отключение электроэнергии, лучше в систему заливать антифриз.

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.

Каким должен быть жидкий теплоноситель

Чаще всего для заполнения бытовых отопительных систем используют обычную воду.

Однако бывают ситуации, когда следовать таким традиционным путем не только крайне неудобно, но даже опасно.

Причина кроется в специфических химико-физических характеристиках воды:

в таком случае ей на смену приходят другие жидкости, более подходящие под выдвигаемые эксплуатационные требования.

Для того, чтобы правильно подобрать оптимальный вариант теплоносителя для системы отопления загородного дома,

следует ознакомиться с основными требованиями к его свойствам:

Эффективное выполнение своего основного предназначения – накапливать и передавать тепловую энергию.

Проще говоря, теплоемкость жидкости должна быть максимально высокой.

Это станет залогом того, что высвобожденная в результате работы котла энергия с минимальными потерями будет передана на радиаторы.

Имеющиеся в составе теплоносителя компоненты не должны стимулировать активную коррозию котлов, труб,

отопительных радиаторов, запорно-регулирующей арматуры и прочих элементов, входящих в состав системы.

Также важно, чтобы не происходило разрушения прокладок и уплотнителей, которыми комплектуются соединительные участки.

Если этот аспект не учесть, это на порядок снизит сроки эксплуатации системы.

Кроме того, если теплоноситель «разъест» прокладку или уплотнитель, это чревато затоплением помещений и порчей имущества.

Наличие широкого температурного диапазона рабочего состояния – от замерзания до кипения, с выходом в газообразное состояние.

Это позволит использовать жидкость в любой климатической зоне.

В составе теплоносителя не должны присутствовать соли, провоцирующие образование твердых наслоений внутри труб или теплообменнике котла.

В случае частых аварий, связанных с «зарастанием» труб изнутри, следует в первую очередь проверить химический состав используемого теплоносителя.

Наличие стабильного химического состава.

Важно, чтобы теплопередающая жидкость была устойчива к разложению и расщеплению

на более простые элементы под воздействием изменяющейся температуры или с течением времени.

Стабильная работа отопительной системы возможно только при постоянстве основных характеристик среды – плотности,

текучести, теплоемкости, химической инертности.

Жидкость теплоноситель для отопления должна быть полностью безопасной для жильцов дома.

Категорически недопустимы никакие токсичные испарения, образование взрывоопасных смесей и возгорания.

Любая жидкость, кроме воды, должна пройти тщательную проверку на предмет безопасности.

Так как объем заливаемой в систему жидкости достаточно внушительный, она не должна быть слишком дорогой.

Особенно это касается т.н. «антифризов» — незамерзающих теплоносителей для систем отопления с увеличенным диапазоном рабочих температур.

Эти критерии и требования настолько просты и понятны, что, казалось бы, найти подходящий вариант теплоносителя не составит труда.

На практике же получается так, что используемые в настоящее время жидкости лишь частично удовлетворяют вышеописанные запросы,

поэтому вопрос выбора подходящего варианта является непростой задачей.

теплоноситель для электродных котлов отопления.

Исходя из такого положения вещей, поиск оптимального решения предполагает учет конструктивных особенностей отопительной системы и

специфики ее эксплуатационных режимов. Чаще всего вопрос, какой теплоноситель залить в систему отопления, решается при составлении проекта:

это предполагает выбор того или иного приоритетного качества, которое и выступит основным определяющим фактором.

Понять этот принцип подхода помогут несколько следующих примеров:

В случае с постоянно эксплуатируемым частным домом, постоянно находящимся под присмотром, наиболее оптимальным вариантом для заполнения системы отопления, исходя из экономических и эксплуатационных соображений, будет простая водопроводная вода.

Если же в подобной ситуации в роли источника тепловой энергии используется электрический котел, а данная местность славится перебоями в подаче электричества, наличие внутри системы простой воды в зимнее время может стать серьезным риском.

Дело в том, что в случае простоя котла такой теплоноситель может замерзнуть, вызвав разрывы отопительных труб и радиаторов.

Поэтому в такой ситуации надо решить для себя, что лучше — теплоноситель или вода?

Часто встречаемая ситуация, когда загородный дом используется лишь время от времени, что предполагает длительные простои системы обогрева.

В случае использовании воды это вызывает серьезные риски повреждений контура.

Выход тут только один – использовать в качестве теплоносителя незамерзающую жидкость (антифриз).

В свою очередь, такое решение накладывает дополнительные требования к герметичности системы, так как антифризы нередко содержат токсичные вещества.

Вечных теплоносителей не бывает, что предполагает их периодическую замену.