Выбираем теплоноситель для системы отопления загородного дома. Что заливать в систему отопления частного дома с газовым котлом.

Важно! Использование дешевых вариантов открытого расширительного бака с антифризом недопустимо по двум причинам — потеря вещества при испарении и загрязнение воздуха в помещении токсичными парами.

Какой теплоноситель выбрать для периодического отопления частного дома

Тепловые сети в загородных домах не всегда заполнены чистой водой. В особых условиях эксплуатации используются незамерзающие жидкости — антифризы — и добавки со специфическими свойствами (ингибиторы и соли). Мы рекомендуем вам задать себе два вопроса: Какой теплоноситель лучше всего подходит для системы отопления и как использовать различные химические составы?

• 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 жидкостей

Теплоноситель — это жидкость, которая забирает определенное количество энергии из котла и передает ее по трубам отопительному оборудованию — батареям или теплым полам. Вывод: эффективность работы отопления зависит от физических свойств жидкого теплоносителя — теплоемкости, плотности, текучести и так далее.

В 95% частных домов используется обычная или очищенная вода с теплоемкостью 4,18 кДж/кг-°С (в других единицах измерения 1,16 Вт/кг-°С, 1 ккал/кг-°С), которая замерзает при температуре около нуля градусов. Преимуществами традиционного теплоносителя для отопления являются его доступность и низкая цена, а главным недостатком — увеличение объема при замерзании.

Лед, образующийся при отрицательных температурах, буквально разрывает трубы, теплообменники котлов и радиаторы. Чтобы дорогостоящее оборудование не пострадало от замерзания, в систему заливают 3 вида антифриза, состоящего из многоатомных спиртов:

1. Глицериновый раствор – самая старая разновидность незамерзающего теплоносителя. Чистый глицерин – прозрачная жидкость повышенной вязкости, плотность вещества – 1261 кг/м³.
2. 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.
3. То же, на основе пропиленгликоля – прозрачной жидкости плотностью 1036 кг/м³.
4. Составы на основе природного минерала — бишофита. Характеристики и особенности этого химиката мы разберем отдельно (ниже по тексту).

Ссылка. Каждый антифриз для отопления содержит пигмент, который придает химикату характерный цвет. Токсичный этиленгликоль обычно окрашен в красный или желтый цвет, пропиленгликоль — в зеленый (редко — в синий). Глицериновый антифриз либо окрашивается в розовый цвет, либо остается прозрачным. Эта классификация не предписана и не всегда соблюдается.

Жидкий антифриз продается в двух вариантах: в виде готовых к применению растворов, предназначенных для определенных отрицательных температур (обычн о-30 °C), или в виде концентратов, которые пользователь разбавляет водой. Ниже перечислены свойства гликолевого антифриза, влияющие на работу отопительных сетей:

1. 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.
2. Высокая кинематическая вязкость. Пример: у воды данный параметр составляет 0,01012 см²/с, пропиленгликоля — 0,054 см²/с, разница – в 5 раз.
3. Повышенная текучесть и проникающая способность.
4. 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.
5. Агрессивность к некоторым металлам, например, цинку.
6. От нагрева вещество вспенивается, при кипении быстро разлагается.

Требования к теплоносителю

Безопасность и эффективность теплоносителя зависит от его характеристик и технических данных.

Требования к теплоносителю:

• высокая тепловая ёмкость – способность быстро нагреваться и отдавать тепло;
• нейтральность или минимальные химические реакции с материалами оборудования;
• широкий диапазон рабочих температур, при которых не меняется агрегатное состояние;
• отсутствие образования накипи при длительном воздействии высокой температуры;
• стабильность химического состава;
• постоянство текучести и тепловой ёмкости на весь период эксплуатации, заявленный производителем;
• безопасность для пользователей – отсутствие в составе токсичных, горючих, радиоактивных и взрывоопасных веществ или невозможность их образования.

Существуют различия в выборе в зависимости от прибора. Например, для электродных котлов нельзя использовать дистиллированную воду и большинство отопительных масел и антифризов.

Достаточно ли в качестве теплоносителя обычной воды

Вода — один из лучших теплоносителей для бытовой системы.

В большинстве случаев недостатки могут быть устранены простыми методами водоподготовки.

Технические требования к воде для использования в системе отопления

Точные требования к качеству воды в центральных системах (которые можно использовать и как ориентир для владельцев частных домов) регламентированы в Постановлении Госстроя РФ № 285 от 13.12.2000.

Документ устанавливает максимальные значения:

• содержания свободной угольной кислоты – 0;
• РН (уровень кислотности) – 8,3-9,0 для открытых систем отопления, 8,3-9,5 для закрытых;
• соединений железа мг/кг не более – 0,3 для открытых и 0,5 для закрытых типов построения отопления;
• растворённого кислорода – 20 мкг/кг;
• взвешенных веществ – 5 мг/кг;
• нефтепродуктов – 0,3 мг/кг для открытых и 1 мг/кг для закрытых систем.

Измерения должны проводиться два раза в год в центральных сетях, а в частных домах рекомендуется проводить их перед началом отопительного сезона.

Об интенсивности коррозии можно судить по изменению содержания углекислого газа, растворенного кислорода и количества соединений железа. Косвенными признаками отложений является увеличение кальциевой и общей жесткости, бикарбонатной и общей щелочности, а также сульфата железа.

Как улучшить важные показатели воды

Некоторые свойства отопительной воды можно улучшить в домашних условиях.

Доступные методы:

• кипячение, замораживание, дистилляция, отстаивание;
• применение механических фильтров;
• использование фильтров с ингибиторами (нейтрализаторами);
• добавление химических реагентов;
• каталитическое окисление железа и выведение его в осадок;
• деаэрация.
• обработка электромагнитными волнами или постоянным магнитом при температуре теплоносителя до 70 о С.

Важно: Мягкая, опресненная вода со значением pH ниже 6,5 вредна для систем отопления со стальными компонентами (трубы, расширительный бак). Соли кальция снижают интенсивность кислотных реакций, ускоряющих образование ржавчины.

Вода: плюсы и минусы традиционного теплоносителя

Согласно статистике, более двух третей систем отопления заполнены водой. Такое преобладание традиционного теплоносителя объясняется следующими преимуществами:

• Доступность воды и ее экономичность — обходится этот теплоноситель хозяевам очень дешево, а чаще просто бесплатно, и заменить его в автономной системе можно в любое время, что позволяет без проблем проводить любые ремонтные работы.
• Высокие теплотехнические характеристики — до сих пор из всех применяемых в отопительных системах жидкостей не нашлось равных воде по теплоемкости при аналогичной плотности носителя. Литр воды при остывании передает через теплообменники порядка 23,26 ватт тепловой энергии. Этот показатель недосягаем ни для одной жидкости-теплоносителя;
• Абсолютная безопасность воды для человека — если и случается протечка системы, она не несет рисков химических отравлений, возгораний или образования критической взрывоопасной концентрации паров.

При всех своих неоспоримых достоинствах вода не лишена недостатков, которые ограничивают ее использование в качестве теплоносителя без какой-либо обработки. К ним относятся:

• Высокий порог замерзания и перехода в твердое состояние — это происходит при пересечении столбиком термометра нулевой отметки, а если учесть, что мы живем в холодной стране, где на большей части территории зимы довольно суровые, этот недостаток становится большой проблемой.
• Коррозионная агрессивность воды, которая является мощным окислителем.
• Наличие в химическом составе воды высокой концентрации солей, железа, сероводорода и иных соединений, некоторые из которых способны переходить в нерастворимую фракцию и оседать в элементах системы, снижая её эффективность и выводя отопительное оборудование из строя.

Основным недостатком воды является ее высокая температура кристаллизации, избежать которой в настоящее время невозможно. Другие недостатки воды не являются непреодолимыми. Например, ее можно смягчить и тем самым освободить от солей обычным кипячением или пропустить через специальные фильтры для очистки котловой воды.

Незамерзающие теплоносители

В качестве альтернативы быстрозамерзающей воде используются жидкости с более низкой температурой кристаллизации. Они называются антифризами или просто антифризами.

Чем хороши и плохи незамерзайки

Главное преимущество антифриза — низкая температура замерзания, что полностью исключает риск разрушения труб и теплообменников. Кроме того, объем антифриза не увеличивается, как у воды, которая превращается в лед даже тогда, когда превращается в кристаллы. Они просто превращаются в вязкое, гелеобразное вещество, которое быстро разжижается при повышении температуры, восстанавливает свою текучесть и возвращается в свое функциональное состояние, не теряя своих функциональных свойств.

При высоких концентрациях незамерзающие хладагенты не нуждаются в охлаждении д о-60-65 ºC. Поэтому экстремальные холода редкость даже в России, поэтому в большинстве регионов антифриз разбавляют дистиллированной водой для получения состава с температурой замерзания 30-35 ºC. Этого почти всегда достаточно, чтобы избежать риска выхода из строя системы отопления из-за проникающего мороза.

Современные антифризы характеризуются высокой стабильностью химического состава, качественные антифризы-теплоносители могут использоваться без замены около 5 лет. Однако это невозможно без полного обновления системы отопления.

Перейдем к рассмотрению отрицательных сторон антифриза. Вот наиболее важные из них:

• Антифризы не годятся к использованию в отопительных системах с естественной циркуляцией, они по контурам прогоняются при помощи мощного насоса.
• Теплоемкость любого антифриза намного (до 15 %) ниже, чем у воды, поэтому для обеспечения такого же уровня обогрева требуется больше радиаторов, а значит, увеличивается расход теплоносителей.
• При использовании в отоплении антифризов труднее добиться герметичности системы — они способны просочиться и через качественно выполненные уплотнения.
• Многие антифризы содержат чрезвычайно токсичные соединения, их протечка либо испарение могут нанести большой ущерб обитателям отапливаемого объекта. Нельзя использовать подобные антифризы в двухконтурных котлах, где есть риск попадания токсичного теплоносителя в систему снабжения горячей водой. Температурное расширение антифризов значительно больше, чем у воды, поэтому при их применении необходима установка расширителя большего объема.

Все антифризы, используемые в автономных системах отопления, в зависимости от их химического состава можно разделить на те, которые основаны на этиленгликоле, пропиленгликоле и глицерине.

Этиленгликолевые антифризы

Эта группа является наиболее распространенной, так как производство антифризов на основе этиленгликоля не очень сложно и не очень дорого. Антифризы этого типа продаются как в виде концентратов, так и в виде готовых к применению растворов с пределом замерзани я-30 °C.

Высокие температуры могут вызвать вспенивание этиленгликолевого антифриза и обратный выход газов. Эту проблему можно решить, используя добавку, которая придает антифризу ингибиторные свойства и тем самым снижает риск коррозии. Однако оцинкованные компоненты системы отопления быстро повреждаются этим типом антифриза, поэтому они не должны контактировать друг с другом.

При высоких температурах, близких к точке кипения, этиленгликолевый антифриз начинает разлагаться, образуя твердый остаток, который забивает узкие трубы компонентов системы, а оставшаяся жидкость превращается в очень агрессивные, вызывающие ржавчину кислоты. Если котел не оборудован регулятором температуры, использование этиленгликолевого антифриза в системе создает высокий риск аварии.

Для успешной и бесперебойной работы автономной системы отопления в отдельно стоящем доме важно не только знать, какой теплоноситель лучше всего подходит для системы отопления, но и как правильно его заполнить. Существует два основных способа сделать это

Первый — заполнение теплоносителем через открытый сосуд в самой высокой точке системы отопительных труб. Этот способ довольно прост, но требует много усилий и времени. Он лучше всего подходит для открытых систем небольшого объема, работающих в одноэтажном жилище.

Второй метод предпочтительнее, когда необходимо заполнить большие объемы теплоносителя. При этом могут использоваться как погружные, так и напорные насосы. Этот метод в первую очередь направлен на то, чтобы избежать или свести к минимуму попадание воздуха в систему.

Процесс прокачки должен осуществляться опытными специалистами в строгом соответствии с техникой и контролем технических параметров давления и объема, а также удаления воздушных карманов.

Коротко о главном

Основной теплоноситель используется для безопасной и эффективной передачи тепловой энергии от системы отопления котла к радиаторам, которые в свою очередь передают тепло в окружающее пространство. Теплоноситель должен отвечать следующим требованиям:

• Полноценный перенос тепла.
• Химическая инертность.
• Оптимальный диапазон рабочих температур.
• Отсутствие в составе вредных компонентов.
• Стабильность и постоянство рабочих параметров.
• Безопасность для людей и окружающей среды.

В качестве теплоносителя может использоваться вода. Это лучший теплоноситель, бесплатный и легкодоступный. Однако она замерзает уже при нуле градусов, вызывает коррозию и может образовывать нерастворимые соли. Незамерзающие жидкости лишены этих недостатков.

Антифризы делятся на этиленгликоль, пропиленгликоль и глицерин. Выпускаются также специальные антифризы для электродных котлов и минеральные антифризы. Тосол не следует использовать в качестве дешевой альтернативы. Антифриз можно заливать вручную или с помощью насосов. Очень важно проверить эксплуатационные характеристики и обратить пристальное внимание на технологию.