Как выбрать и какие бывают теплоносители для систем отопления?

Среди существующих систем отопления пользуется большой популярностью в наших широтах оборудование с жидким теплоносителем. Циркулирующая жидкость влияет на функциональность целой группы устройств, объединённых в одну схему.

Изначально использовалась обычная водопроводная вода. Спустя какое-то время её стали обогащать различными присадками для предотвращения размерзания труб при аварийном отключении. До сих пор ещё не выведена формула идеального теплоносителя, поэтому при выборе стоит учитывать преимущества и недостатки каждого вида, а также технические возможности котла.

Посмотрите видео о теплоносителях для отопления

Функции теплоносителей для системы отопления

В системе отопления на теплоноситель возлагаются следующие задачи: жидкость должна за короткий промежуток времени циркулировать по контуру, отдавая тепло трубопроводу и радиаторам, при этом тепловые потери составлять минимальный показатель. Свойства и вязкость жидкости оказывают воздействие на КПД котла и работоспособность отдельных узлов (циркуляционного насоса, запорной арматуры, датчиков). Недопустимо применение токсичных веществ, так как это может причинить вред здоровью домочадцев в процессе эксплуатации оборудования. Химический состав теплоносителя не должен провоцировать образование коррозии и преждевременное изнашивание трубопровода.

Читайте также:  Электродные котлы: принцип работы, плюсы и минусы, советы по установке

Критерии выбора теплоносителя для системы отопления

Выбирая тот или иной теплоноситель для системы отопления, следует учитывать следующие факторы:

• не все виды теплоносителей подходят определённому котлу, поэтому стоит предварительно ознакомиться с инструкцией по эксплуатации оборудования;

• важную роль играет материал, из которого изготовлены трубы и основные узлы системы, по ним проходит жидкость;

• выбирать лучше продукт, поддающийся регулировке температурного режима;

• в состав не должны входить токсичные вещества;

• выпускаются некоторые виды теплоносителя, которые можно использовать только в промышленных зданиях, использовать его в жилом доме категорически запрещается;

• если трубопровод изготовлен из оцинкованного металла, заливать антифриз нельзя, изменится химический состав жидкости;

• высокая теплоёмкость, теплопроводность при низкой вязкости обеспечат эффективную передачу тепла;

• доступная стоимость;

• длительный срок эксплуатации.

По физическим свойствам и химическому составу более подходящими являются жидкости: вода и антифриз.

Виды теплоносителей для системы отопления

• Самым универсальным и доступным теплоносителем считается вода. Дистиллированная жидкость не оставляет накипи и осадка, под воздействием температуры не меняет своих свойств и качеств. Многолетний опыт показал, что её можно использовать даже в двухконтурных котлах. Вода не причиняет вреда здоровью людей, а по стоимости является максимально доступной. Срок эксплуатации не ограничивается каким-либо периодом.

Читайте также:  Канализационная система в частном доме: виды канализационных систем

Наряду с преимущественными характеристиками отмечаются и недостатки: способность замерзать при низких температурах, что приводит к разморозке системы и разрыву труб. А также губительное влияние состава на металл, ведущий к образованию коррозии. Обычная водопроводная жидкость имеет большое содержание солей, которые при нагреве кристаллизуются. Чтобы не навредить основным узлам системы, рекомендуется заливать дистиллированную воду.

• Антифризы на основе этиленгликоля обогащаются присадками, обеспечивающими теплоноситель дополнительной функциональностью: устойчивостью к образованию коррозии, анти вспениванием и др. Такая продукция изготавливается специально для отопительных систем, использовать её для автомобилей нельзя.

Антифриз относится к жидкостям, которые имеют низкий показатель замерзания (от -30° до -60°С). Преимущественные качества теплоносителя имеют большой минус – наличие в составе токсичных веществ. Поэтому при выборе продукции с этиленгликолем следует принимать меры безопасности для предотвращения попадания паров внутрь организма. В двухконтурных котлах используется антифриз на основе пропиленгликоля, который не представляет опасности для людей. Стоимость теплоносителей данного вида отличается высокой стоимостью и относительной недолговечностью (замена осуществляется раз в 5 лет).

Читайте также:  Сэндвич дымоходы из нержавеющей стали: конструкция, особенности монтажа, размеры

При сравнении двух видов жидкости (воды и антифриза) большим преимуществом обладает дистиллированная вода. Однако в регионах с суровыми климатическими условиями её применение опасно, ведь замерзшая жидкость имеет свойство расширяться, а значит повреждать трубы. В этом случае без антифриза не обойтись, ведь его свойства могут предотвратить серьёзные повреждения системы. Что касается заполнения контура обычной водой, то строгого запрета нет, но потребуется периодически проводить очистку поверхности узлов от накипи от солей. Подобные очистные мероприятия стоят определённых денег, без специальных реагентов не обойтись. Да и сам процесс относится к трудоёмкому.

        Поделиться:</span>Теплоносители для системы отопления: функции, критерии выбора, виды обновлено: Май 17, 2017 автором:

Расчет тепловой нагрузки системы отопления

Расчетная тепловая нагрузка прибора в помещении определяется по тепловым потерям помещения Qпом, но должна быть несколько выше, так как приборы устанавливаются у наружных стен или под окнами и, нагревая ограждения, увеличивают действительные значения Qпом. Поэтому действительное значение нагрузки прибора определяется следующим выражением:

,, (5.1)

где в1 — коэффициент учета дополнительных потерь теплоты, равный для радиаторов биметаллических секционных 1,02 при размещении у наружной стены (в том числе под оконным проемом) и 1,03 у световых проемов; в2 — коэффициент, учитывающий некоторое увеличение теплового потока радиаторов, равный 1,03 для радиаторов биметаллических.

Расчетная тепловая нагрузка стояка определяется по формуле (5.2):

,, (5.2)

где — сумма расчетных нагрузок нагревательных приборов, присоединенных к данному стояку, Вт.

Расчетные тепловые мощности приборов и расчетные тепловые нагрузки стояков проставляются на аксонометрической схеме ветвей системы отопления. По ним находится расход воды в отдельных стояках, Gст, и в системе, Gсист. Расход теплоносителя определяется по выражению (5.3), исходя из уравнения теплового баланса.

,, (5.3)

где Qст — расчетная тепловая нагрузка стояка, кДж/ч;

с — удельная массовая теплоемкость воды, равная 4,19,кДж/(кг·оС).

Расчет тепловой нагрузки приведен в таблице приложения 2.

Классификация систем водяного отопления

Схемы радиаторных систем отопления.

Системы, использующие принцип водяного отопления, можно условно разделить на высокотемпературные (выше 105°С) и низкотемпературные (их температура не превышает 105°С). В данный момент существуют определенные ограничения на максимальный температурный предел в 150°С.

Кроме всего прочего, водяные системы разделяют в зависимости от способа создания водной циркуляции. Так, они бывают гравитационные (с естественным процессом циркуляции) и насосные (с механическим способом побуждения циркуляции воды с применением насосов). Принцип функционирования гравитационной системы основан на различных показателях плотности воды, которая нагревается до различных температур.

В насосной системе для циркуляции воды применяют электрический насос, действие которого направлено на увеличение гидравлического давления. В результате, кроме гравитационного движения, в системе возникает и вынужденное.

В зависимости от принципа соединения труб в , различают двухтрубные и однотрубные системы.

Антифриз в качестве теплоносителя

Антифриз для систем отопления

Более высокими характеристиками для эффективной работы отопительной системы обладает такой тип теплоносителя, как антифриз. Заливая антифриз в контур отопительной системы, можно свести риск замерзания отопительной системы в холодное время года до минимума. Антифриз рассчитан на более низкие температуры, чем вода, и они не способны изменить его физического состояния. Антифриз выделяется многими преимуществами, так как он не вызывает отложений накипи и не способствует коррозийному износу внутренней области элементов системы отопления.

Даже если антифриз и затвердеет при очень низких температурах, он не будет расширяться подобно воде, а это не повлечет никаких поломок компонентов отопительной системы. В случае замерзания антифриз превратится в гелеобразный состав, а объем сохранится прежний. Если после замерзания температура теплоносителя в системе отопления повысится, он из гелеобразного состояния перейдет в жидкое, а это не вызовет никаких негативных последствий для отопительного контура.

Многие производители добавляют в антифриз различные присадки, которые способны увеличить эксплуатационный срок отопительной системы.

Такие присадки способствуют удалению из элементов отопительной системы различных отложений и накипи, а также устраняют очаги коррозии. Выбирая антифриз, нужно помнить, что такой теплоноситель не является универсальным. Присадки, которые в нем содержаться, подойдут только для определенных материалов.

Существующие теплоносители для систем отопления-антифризы можно разделить на две категории исходя из температуры их замерзания. Одни рассчитаны на температуру до – 6 градусов, а другие до -35 градусов.

Свойства различных видов антифризов

Состав такого теплоносителя, как антифриз рассчитан на полных пять лет эксплуатации, или на 10 сезонов отопления. Расчет теплоносителя в системе отопления должен быть точным.

Существуют у антифриза и свои недостатки:

• Теплоемкость антифриза на 15% ниже, чем у воды, а значит, они будут медленнее отдавать тепло;
• У них довольно высокая вязкость, а это значит, что в систему нужно будет монтировать достаточно мощный циркуляционный насос.
• При нагреве антифриз увеличивается в объеме больше чем вода, значит, отопительная система должна включать расширительный бак закрытого типа, а радиаторы должны обладать большей емкостью, чем те, которые используются для организации отопительной системы, в которой теплоносителем является вода.
• Скорость теплоносителя в системе отопления – то есть, текучесть антифриза, на 50% больше чем у воды, значит, все соединительные разъемы отопительной системы необходимо очень тщательно герметизировать.
• Антифриз, который включает в свой состав этиленгликоль, является для человека токсичным, поэтому его можно использовать только для котлов одноконтурного типа.

В случае использования в системе отопления такого типа теплоносителя, как антифриз, необходимо учитывать определенные условия:

• Система должны быть дополнена циркуляционным насосом с мощными параметрами. Если циркуляция теплоносителя в системе отопления и контур отопления является большой протяженности, то циркуляционный насос должен быть наружной установки.
• Объем расширительного бака должен быть не меньше, чем в два раза по сравнению с баком, который применяется для такого теплоносителя, как вода.
• В отопительную систему необходимо монтировать объемные радиаторы и трубы с большим диаметром.
• Запрещается использовать воздухоотводчики автоматического типа. Для отопительной системы, в которой теплоносителем является антифриз, можно использовать только краны ручного типа. Более популярным краном ручного типа является кран Маевского.
• Если антифриз разбавлять, то только с дистиллированной водой. Талая, дождевая или колодезная вода никак не подойдут.
• Перед тем, как будет производиться заправка системы отопления теплоносителем – антифризом, ее нужно хорошо промыть водой, не забывая и про котел. Производители антифризов рекомендуют менять их в системе отопления хотя бы раз в три года.
• Если  котел холодный, то не рекомендуется задавать сразу высокие нормативы температуры теплоносителя системе отопления. Она должны подниматься постепенным образом, теплоносителю необходимо некоторое время на обогрев.

Если зимой двухконтурный котел, работающий на антифризе, будет отключен на долгий период, то необходимо из контура горячего водоснабжения слить воду. В случае замерзания вода может расшириться и нанести ущерб трубам или другим элементам отопительной системы.

Смеси воды с этиловым спиртом

Очень часто с этой целью используются смеси этилового спирта с водой, в которых процент спирта колеблется между 40 и 55 %. Смеси кристаллизуются при минус тридцати градусах. Но есть одно НО: такие смеси рекомендуется использовать исключительно в закрытых отопительных системах, оснащенных принудительной циркуляцией теплоносителя. Дело в том, что если этого не будет, то спирт будет очень быстро испаряться. Да и кипит этиловый спирт при 90 градусах, что не очень подходит для стандартных систем

Это особенно важно в системах с автоматикой, которая исчисляет температуру воздуха в здании, а не температуру теплоносителя

Цена такой смеси – от 65 рублей за литр.

В целом, выбрать теплоноситель для систем отопления выбрать просто, главное – учесть все необходимые факторы.

Антифриз

Итак, если вы остановили свой выбор на антифризе, то вам следует знать, что он не должен быть легко возгораемым, а также в нем не должны содержаться ядовитые или токсичные вещества.

Важно! Не используйте в качестве теплоносителя для отопления тосол, этиловый спирт или же масло для трансформаторов! Ознакомившись с техникой безопасности, вы сами выясните, что для отопления должны быть использованы лишь те вещества, которые специально для этого создавались. Желательно применять специальный сертифицированный антифриз, к примеру, очень популярен сегодня dixis 65. Зачастую все теплоносители этого вида производятся на основе двух веществ:

Желательно применять специальный сертифицированный антифриз, к примеру, очень популярен сегодня dixis 65. Зачастую все теплоносители этого вида производятся на основе двух веществ:

• Пропиленгликоль.
• Этиленгликоль.

Расчетные параметры теплоносителя

В отопительной технике применяют высокотемпературную воду, которая под воздействием избыточного давления не вскипает в трубопроводах. Циркулирую в нагревательных приборах, горячая вода охлаждается, а затем возвращается в теплоисточник для последующего подогрева. Температурный перепад между горячей и охлажденной водой (дtс= tг — tо), характеризует параметры теплоносителя, циркулирующего в системе отопления.

Выбор вида и параметров теплоносителя надо обосновывать предельно допустимыми температурами поверхности нагревательных приборов.

В дипломном проекте принята дtс =95 — 70=25оС. В водяных системах отопления жилых зданий при отопительном графике 95-70оС средняя температура воды в нагревательных приборах равна 82,5оС.

Указанная средняя температура горячей воды, циркулирующей через нагревательные приборы, является максимальной и поддерживается лишь при расчетной температуре наружного воздуха.

Параметр — теплоноситель

Параметры теплоносителя в формуле (10.7) соответствуют условиям набегающего потока, определяющим размером является наружный диаметр трубы.  

Параметры теплоносителей заданы и определяются условиями работы источников тепла и системы охлаждения. Масса источника тепла и системы охлаждения пропорциональна тепловой мощности установки. В первом приближении такое положение имеет место при использовании в качестве источника тепла камеры сгорания органического топлива или ядерного реактора.  

Параметры теплоносителя, выходящего из установки, делают возможным его применение в основном в теплофикационном цикле с коэффициентом использования около 3000 — 4000 ч в год с кратковременным зимним максимумом. Выдача шлаков металлургическими печами производится равномерно в течение года, поэтому установки такого типа не получили распространения в цветной металлургии.  

Параметры теплоносителя выявляются в зависимости от расчетного режима воздухообмена.  

Параметры теплоносителя ( температура и давление) в системах отопления следует принимать максимально допустимые в зависимости от механической прочности используемых нагревательных приборов, нормируемой температуры их теплоотдающих поверхностей, а также требуемого расчетного давления для обеспечения циркуляции теплоносителя.  

Параметры теплоносителя и схема его циркуляции связаны с характером пленкообразующего раствора, оборудованием, способом рекуперации.  

Параметры теплоносителя выявляются в зависимости от расчетного режима воздухообмена.  

Параметры теплоносителя ( температура и давление) в системах отопления следует принимать максимально допустимые в зависимости от механической прочности используемых нагревательных приборов, нормируемой температуры их теплоотдающих поверхностей, а также требуемого расчетного давления для обеспечения циркуляции теплоносителя.  

Параметры теплоносителя воды в наружных тепловых сетях применяются в пределах 95 — — 175 в подающей линии и 70 в обратной линии.  

Параметрами теплоносителей называют температуру и давление. Вместо давления в практике эксплуатации широко пользуются другой единицей — напором.  

Все параметры теплоносителя, необходимые для вычисления as, относятся к температуре рассола в баке испарителя. Скорость рассола ws м / сек определяется в суженном сечении пучка между трубами. Значения коэ-фициента С указаны на фиг.  

Если параметры теплоносителя или диаметр трубопровода превышают указанные пределы, то должны устанавливаться стальные задвижки либо задвижки из ковкого чугуна.  

Указываются параметры теплоносителя по потребителям; параметры пара на выходе из котельной с учетом снижения давления и температуры во внешних тепловых сетях; количество и способ возврата конденсата; система горячего водоснабжения; длительность нагрузок в течение суток и года.  

18.10.2014 —>

Для того чтобы отопительная система работала безукоризненно и максимально эффективно, для нее должно быть использовано только качественное оборудование. Но при этом не стоит забывать о веществе, которое будет заниматься в системе теплообменом между различными ее элементами, поскольку все системы работают по единому принципу: есть источник тепла, есть несколько радиаторов и есть вещество, которые передает к ним тепло из источников. Следовательно, теплоноситель для систем отопления также играет немаловажную роль.

О технических характеристиков основных видов радиаторов читайте тут

Но для начала давайте разберемся с тем, какие вообще бывают теплоносители.

Вводное видео

Виды теплоносителей

Существуют некоторые требования, выдвигаемые к любому теплоносителю вне зависимости от его типа. Вот они:

1. Он должен быть инертным по отношению к материалам, использованным для изготовления системы.
2. У него должна быть соответствующая вязкость.
3. Хорошая теплоемкость.
4. Такая же хорошая теплоотдача.

Следуя из этого, можно выбелить следующие категории теплоносителей для отопления:

• Жидкие.
• Газообразные.

К жидким относится вода и антифриз, о которых мы поговорим далее. Газообразные же – это в большинстве случаев обычный воздух или пар. Собственно, разогретый воздух – это и есть первый теплоноситель. Сейчас они используются крайне редко, так что рассматривать их детально мы не будем.

Вода

Вода – это самый простой и вместе с тем самый недорогостоящий способ передать тепло от источника до радиаторов. Если сравнивать воду с другими веществами в процентном соотношении, то на нее приходится порядка 70 процентов. Собственно, и неудивительно, поскольку вода не токсична, хотя недостатки у нее все же имеются. Прежде всего, это высокая коррозийная активность во время соприкосновения с металлами, а также то, что на поверхности теплообменника со временем образуется накипь.

Но и преимущества, которыми обладает такой теплоноситель для систем отопления, тоже существенны: дешевизна и относительная простота в обращении. Более того, сегодня продается масса ингибиторов, которые в несколько раз уменьшают губительное воздействие воды на элементы отопительной системы. Она с использованием ингибиторов становится инертной, что положительно сказывается на сроке службы оборудования.

Теперь о стоимости. Использование воды практически ничего не стоит, разве что дополнительно вы купите ингибитор, но это уже, повторимся, дополнительно. Но если в зимнее время отопление не будет использоваться регулярно, то желательно отказаться от воды вовсе и прибегнуть к антифризам.

Антифриз

Итак, если вы остановили свой выбор на антифризе, то вам следует знать, что он не должен быть легко возгораемым, а также в нем не должны содержаться ядовитые или токсичные вещества.

Важно! Не используйте в качестве теплоносителя для отопления тосол, этиловый спирт или же масло для трансформаторов! Ознакомившись с техникой безопасности, вы сами выясните, что для отопления должны быть использованы лишь те вещества, которые специально для этого создавались.

Желательно применять специальный сертифицированный антифриз, к примеру, очень популярен сегодня dixis 65. Зачастую все теплоносители этого вида производятся на основе двух веществ:

• Пропиленгликоль.
• Этиленгликоль.

Этиленгликоль

Стоит знать, что этиленгликоль очень опасен, так что использовать его следует с максимальной осторожностью. Так, если стенки системы будут повреждены, то последствия могут быть самыми печальными. Так что применение его в двухконтурных котлах нежелательно. Помимо того, этиленгликоль строго запрещено использовать в случаях с открытыми расширительными баками, поскольку если он попадет в человеческий организм (в особенности, вещество с третьим классом опасности), то это негативно скажется на здоровье. Хотя узнать его по запаху невозможно ввиду его отсутствия, есть лишь легкий сладковатый привкус. Так что все это очень опасно и требует осторожности.

На сегодня почти все антифризы мира делают на основе этиленгликоля. Его стоимость – примерно 80 рублей за килограмм.

Пропиленгликоль

Но более безопасным в плане токсичности является пропиленгликоль, то есть, он вовсе нетоксичен, так что его разрешается использовать во всех странах. Более того, его даже нередко можно встретить в пище (ищите его под кодом Е 1520). Итак, к преимуществам вещества мы относим полную безопасность в плане экологическом, а также превосходные физические характеристики (такие, как очень низкая температура кристаллизации – минус 40 градусов). Но все преимущества блекнут перед главным недостатком – очень высокой стоимостью (от 150 рублей за килограмм). Именно поэтому пропиленгликоль встречается так редко.

Смеси воды с этиловым спиртом

Очень часто с этой целью используются смеси этилового спирта с водой, в которых процент спирта колеблется между 40 и 55 %. Смеси кристаллизуются при минус тридцати градусах. Но есть одно НО: такие смеси рекомендуется использовать исключительно в закрытых отопительных системах, оснащенных принудительной циркуляцией теплоносителя. Дело в том, что если этого не будет, то спирт будет очень быстро испаряться. Да и кипит этиловый спирт при 90 градусах, что не очень подходит для стандартных систем. Это особенно важно в системах с автоматикой, которая исчисляет температуру воздуха в здании, а не температуру теплоносителя.

Цена такой смеси – от 65 рублей за литр.

В целом, выбрать теплоноситель для систем отопления выбрать просто, главное – учесть все необходимые факторы.

Теплоноситель для гелиосистем

Это обосновано тем, что в последние годы особое распространение приобрели системы солнечного отопления. Теплоносители для отопительных систем в таком случае характеризуются повышенной термоустойчивостью. Они должны справляться с самыми критичными перегревами, достигающими порой двухсот градусов по Цельсию.

Если же говорить более конкретно о теплоносителе для таких систем, то самый оптимальный вариант – все тот же пропиленгликоль. Но само по себе данное вещество не способно выдерживать критические температуры, по этой причине в него необходимо добавлять особые смеси, содержащие соль, силикон или масло. А чего вы хотели? Гелиосистемы – крайне высокотемпературные системы, температура в которых порой достигает и 300 градусов!

Выбор теплоносителя для отопления

Определиться с тем, какой теплоноситель будет использоваться в будущем, необходимо еще на стадии проектирования отопительной системы. Ведь именно от того, чем заполнены трубы – водой или антифризом – будет зависеть выбор котла отопления, особенности других элементов, производительность насоса и прочее.

Важно! Если есть вероятность того, что система разморозится (к примеру, при непредвиденной остановке отопительного котла), то лучше, конечно же, выбрать именно воду.

Стоит отметить, что антифриз, если сравнивать его с водой, хуже поглощает и отдает тепло. Следовательно, если планируется его использование, то нужно позаботиться о высокой мощности радиаторов. Зато вязкость у антифриза выше, по причине чего его труднее перегонять по трубам. Что нужно сделать? Позаботиться о хороших и мощных циркуляционных насосах. Помимо этого, существует целый ряд других факторов:

1. Осведомитесь, возможно ли использовать антифриз в ваших конкретных батареях. Дело в том, что не все радиаторы из биметалла или алюминия могут с ним совмещаться.
2. Если ваших познаний недостаточно, то не побрезгуйте помощью опытных специалистов, получите у них соответствующую консультацию.
3. Особое внимание уделяйте выбору тогда, когда планируется использовать оцинкованные трубы. Здесь могут возникнуть некоторые химические изменения, такие как взвеси металла или труднорастворимые осадки.
4. Не забываем о том, что и сам котел должен выбираться в полном соответствии с применяемым теплоносителем. Дело в том, что сегодня большая часть производителей ориентирует свои изделия на определенный его тип, зачастую это антифриз. Так что в любом случае предварительно изучите технический паспорт котла, а уже потом определяйтесь с теплоносителем.
5. Антифриз, в отличие от той же воды, может прослужить пять лет или, иными словами, десять сезонов отопления. После этого его необходимо сменить.

Собственно, вот мы с вами и рассмотрели, какие бывают теплоносители, а также как правильно выбрать тот или иной их тип.

Для полноценного функционирования центральной отопительной системы потребуется сложный комплекс оборудования – котельная или ТЭЦ, тепловые сети (трубопровод), батареи. Для постоянного обогрева индивидуальных домов необходима автономная система, где вместо ТЭЦ источником тепла является водяной котёл или радиатор. Необходимо понимать, что универсального теплоносителя нет. И при выборе обращается внимание на его технические показатели, от которых зависит качество отопления и жизнеспособность всей системы.

Главные требования к теплоносителю

1. Безопасность для людей. Возможность причинения ущерба здоровью должна быть минимальной.
2. Теплоёмкость. За определённый отрезок времени переносится максимум тепла с наименьшими потерями.
3. Стабильность как химического, так и физического состава. Теплоноситель под воздействием больших температур не должен разлагаться, менять вязкость и плотность.
4. Доступность и экономичность. При регулярном использовании дорогого теплоносителя главным условием должна стать его долговечность.
5. Инертность по отношению к контактирующим материалам, будь то резина или металл, для недопущения коррозионных процессов и быстрого износа.
6. Широта температурного режима от точки закипания до границы замерзания, между которыми теплоноситель эксплуатируется, не теряя технических характеристик. Выход за пределы режима приведёт к необратимым последствиям.

Какую жидкость использовать?

В качестве теплоносителей выступает вода, самый распространённый теплоноситель в нашей стране, и жидкости, не замерзающие при весьма низких температурах. С их помощью происходит перенос по системе отопления энергии, необходимой для обогрева. Отличающиеся условия эксплуатации не позволяют использовать эти теплоносители в одинаковом режиме. Рассмотрим отдельно характеристики каждого.

Вода

Дешёвое сырье, обладающее высокими показателями теплоёмкости и плотности. Нагреваясь, вода аккумулирует энергию, при остывании отдаёт её для обогрева. Неудивительно, что больше семидесяти процентов отопительных систем используют именно воду с различными добавками. Перед синтетическими теплоносителями у неё большие преимущества в экологическом плане. Если случится авария, вода не нанесёт вреда токсичными элементами.

Разновидности воды:

• умягчённая обычная, получаемая при фильтрации и кипячении;
• дистиллированная, очищенная от различных включений и примесей с помощью особого оборудования. Это абсолютно чистая и мёртвая вода, созданная человеком;
• содержащая химические добавки для уменьшения коррозии.

В автономных системах отопления наиболее подходящим вариантом является дистиллированная вода. Её можно купить или сделать самому. Перед тем как залить воду в трубы, их необходимо промыть. И не имеет значения, использовалась ли в предыдущем сезоне система, или это только что смонтированная.

Специалисты рекомендуют покупать дистиллят технический с различными присадками для систем отопления, уменьшающий коррозию. А вводимые в состав жидкости ПАВы помогут избежать накипи на внутренних поверхностях труб и вывести имеющиеся отложения. Кроме этого, дистиллированная вода не будет разрушать уплотнительные сальники и прокладки.

Преимущества воды.

• Доступность для каждого и в любое время.
• Экологическая безопасность.
• Хорошая теплоотдача.
• Большая скорость внутри системы.
• Долговечность работы.
• Легко устранимые утечки.

Недостатки воды.

• Разрушение металла изнутри находящимся в воде кислородом.
• Замерзание при нуле градусов, что влечёт за собой выход системы отопления из строя.
• Солевые отложения внутри труб, снижающие эффективность теплообмена и приводящие к заменам батарей.

Антифриз

Если для центральной системы отопления основным теплоносителем является, конечно, вода, то владельцы частных домов могут применить незамерзающую жидкость, которая будет работать при минусовых температурах. Трубы с антифризом не лопнут, что важно для жителей, нерегулярно появляющихся в доме или на даче. При низких температурах теплоноситель не затвердеет, лишь потеряет свою текучесть, принимая гелеобразное состояние. С повышением градусов он обретёт свою прежнюю структуру, без потери технико-эксплуатационных качеств. Главное – покупать безопасный антифриз, специально предназначенный для систем отопления.

На рынке существуют несколько вариантов «незамерзайки». Один применяется для температурного режима до – 60 оС, что для условий российских зим является излишним. Второй состав, разбавленный дистиллятом, работает с минусовым порогом 30–35 оС.

Добавление в антифриз химических элементов позволяет ему функционировать примерно 5 лет, после чего производят полную замену теплоносителя.

Преимущества антифриза

1. Работа при низких температурах.
2. Введение присадок для увеличенного срока службы системы отопления.

Недостатки антифриза

• Повышенная вязкость жидкости, не дающая замёрзнуть системе, потребует для нормального перемещения внутри батарей установки очень мощных насосов.
• Агрессивные составы антифриза буквально разъедают уплотнители из резины, поэтому встаёт вопрос прочных прокладок с усиленной герметизацией для недопущения подтекания. Контакт с цинком и чугуном следует исключить.
• Низкая теплоёмкость по сравнению с водой снижает эффективность системы отопления. Для увеличения объёма обогреваемой площади необходимо усилить радиаторы дополнительными секциями, что не очень экономично.
• Токсичные вещества, содержащиеся в «незамерзайке», опасны для вдыхания. Установка обогревательных элементов выполняется самым тщательным образом, исключая вероятность любой утечки и вдыхания ядовитых паров.
• При перегреве теряет свои физические свойства из-за необратимых изменений.

Виды незамерзающей жидкости:

• глицериновая;
• этиленгликолевая;
• пропиленгликолевая.

Из-за глицеринового антифриза ведутся ожесточённые споры. Кто-то критикует, а кто-то считает его самым подходящим для систем отопления. Среди достоинств чаще всего выделяют экологическую безопасность, ведь антифриз производят из пищевого глицерина. Он имеет большой диапазон рабочего температурного режима, не нарушает целостность уплотнителей, не горит, имеет длительный срок использования (до 10 лет). Разводить водой глицерин не нужно, он уже готов к использованию.

Среди минусов выделяют сильное пенообразование при повышении температуры, следовательно, надо снижать его особыми присадками. При работе в морозы вязкость повышается, что влечёт за собой износ оборудования, а при высоких температурах разлагается на элементы, забивающие трубы. В последнее время производители контрафакта глицерином разбавляют другие теплоносители, заменяя им дорогой пропиленгликоль. В Европе антифриз на основе глицерина не считается эффективным и не производится.

Этиленгликолевый теплоноситель на сегодняшний день популярен за счёт невысокой цены. Однако недостатков слишком много и главный из них – токсичность. Вдыхание даже незначительного содержания пара может причинить вред здоровью, а высокая концентрация приведёт к смерти человека. Обязательно необходимо применять строгие меры безопасности при работе с этиленгликолем. В двухконтурных котлах, где есть хоть малейшая вероятность попадания химии в горячую воду, использование его строго запрещено! В целях безопасности этиленгликоль окрашивают в красный цвет для выявления утечки.

Ещё один важный момент, который говорит не в пользу такого антифриза – поддерживание определённой температуры с недопущением её повышения. Иначе этиленгликоль распадается на осадок, образующий наросты внутри радиаторов, и кислоту, разрушающую металлические части узлов отопления. Если нет технической возможности оснастить котёл автоматическим регулятором температуры, то такой антифриз использовать нельзя.

Пропиленгликолевая незамерзающая жидкость – усовершенствованный вариант, лишённый токсичности. Подтекания и пары не страшны для здоровья, так же как и подмес в горячую воду при двухтрубной схеме. Пропиленгликоль активно используется в кондитерской сфере для смягчения веществ. В радиаторах он словно смазывает внутренние элементы, не подвергая их коррозии. Специальные присадки подавляют накипь и пенообразование. Пока этот антифриз зелёного цвета является наиболее приемлемым для автономных отопительных систем и самым дорогим.

Задумываясь о покупке и последующем монтаже отопительной системы, надо сразу учитывать, какой антифриз будет использоваться в качестве теплоносителя, а не после установки котла. Ведь из-за особых свойств «незамерзайки» требуется специальное оборудование, подходящее для работы.

Воду можно поменять на антифриз только в случае разрешения производителей котла. В противном случае гарантийное обслуживание может быть остановлено.

Отзывы

Была проблема – пришлось уехать в командировку зимой. Морозы сильные. И антифриз выручил, иначе система полетела бы. Покупал неядовитый. Протечек было несколько, в основном по резьбе. Если сравнивать с водой, то теплей с ней, конечно. Но уезжаю часто сейчас, оставил антифриз.

В стальные батареи залил антифриз. Заранее купил 12 секций, не прогадал. Можно даже ещё добавить для тепла. В целом, конечно, не замерзали, теплоотдача хорошая. Пугали коррозией, но за 2 года ничего не потекло.

Заливал «незамерзайку» на дачу, раньше в системе был дистиллят. Через 5 лет антифриз слил, поменял на новый. Доволен работой. Было тепло, да и долго прослужил. Правда, трубы внутри были в масле, промывать пришлось.

Теплоносители (жидкости охлаждающие для теплообменных систем) – это рабочие среды, которые в процессе теплообмена либо отводят избыточное тепло, либо применяются для нагрева в технологиях различных производств, а также для обогрева жилых, офисных и производственных зданий и сооружений.

Для повышения эффективности процесса теплообмена в системах отопления в качестве рабочих сред применяют разные виды жидкостей-теплоносителей. Первоначально применялась простая вода или в отдельных случаях — водяной пар. В последующем такие технологии утратили развитие, так как стали неэффективными и дорогими. Теплообменное оборудование довольно быстро ржавеет, воду приходится постоянно менять, при этом остывание происходит слишком быстро.

С целью повышения эффективности работы теплообменного оборудования и улучшения эксплуатации систем теплообмена были разработаны новые виды всесезонных низкозамерзающих (составов) теплоносителей с большими сроками эксплуатации в системах отопления.

На современном этапе развития промышленного производства наибольшее распространение в качестве рабочих сред для систем теплообмена получили водные растворы гликолей (этиленгликоля, пропиленгликоля) или глицерина, содержащие пакеты присадок, улучшающих их эксплуатационные характеристики. На сегодня это наиболее эффективные рабочие среды, используемые в процессах теплообмена.

Существуют множество видов теплоносителей, физико-химические характеристики которых незначительно отличаются между собой, что дает возможность выбирать наиболее подходящий к применению с учетом условий его дальнейшего использования.

Из этого множества видов востребованных теплоносителей условно можно выделить следующие наиболее распространённые группы:

• вода (водно-солевые растворы);
• этиленгликоль, пропиленгликоль (водно-гликолевые растворы);
• смеси.

Каждый из теплоносителей этих групп обладает своими характерными преимуществами и недостатками.

Характеристики воды как проводника тепла

Многие системы отопления в качестве рабочей среды заполняются водой – наиболее доступным и универсальным теплоносителем. Она находится в свободном доступе, ее запасы в природе регулярно возобновляются. До 70% отопительных систем наполнены природной жидкостью.

Популярность воды обусловлена не только ее доступностью, но и экологической безопасностью. Также среди ее положительных особенностей – высокая плотность и удельная теплоемкость. Важная эксплуатационная характеристика – низкая химическая активность, хороший коэффициент передачи тепла, минимальная вязкость. Вода соответствует всем этим требованиям. При необходимости температуру ее нагрева можно регулировать.

Среди характеристик у природной жидкости существуют и недостатки. К ним относится:

• низкий верхний предел нагрева (температурный максимум в отопительной системе до 150 °C);
• замерзает при 0 °C, переходя в кристаллическую форму со значительным увеличением объёма, что приводит к разрушению оборудования и трубопроводов систем отопления;
• возможность возникновения коррозионных процессов с образованием оксидов металлов (ржавчины) и разрушением поверхностей оборудования;
• образование накипи на поверхностях трубопроводов при нагревании до 80 °C.

Если вода замерзнет в трубах зимой, вся отопительная система может прийти в негодность. Часто на металлических трубах и фитингах появляется ржавчина, отложения. Чтобы минимизировать риск их появления, используется дистиллированная вода или в техническую воду добавляют специальные присадки и щёлочи.

Отопительные приборы, где функцию теплоносителей выполняет вода, нуждаются в регулярном обслуживании – промывке теплообменных аппаратов и трубопроводов, проведении периодического ремонта котла, корректировке удельного сопротивления в отопительный сезон.

Технические свойства теплоносителей на основе гликолей

С 01.01.2017 г. для теплоносителей введён в действие ГОСТ 33341-2015 «Составы низкозамерзающие всесезонные и жидкости охлаждающие для теплообменных систем», в составе которых в качестве базовых компонентов – гликолей (этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, пропиленгликоль) используется специфическое свойство их водных растворов не приобретать твёрдую фазу при отрицательных температурах окружающей среды.

На основе гликолей разработаны десятки видов теплоносителей для применения в различных теплообменных системах. Это не только жидкости для коммунальной сферы, но и составы для промышленных теплообменных установок. Такие составы хорошо обеспечивают передачу тепла и позволяют поддерживать высокую эффективность процесса теплообмена.

Применять составы с сохранением оптимальных условий можно до 5-7 лет без их регенерации. После истечения гарантийного срока и проверки качества можно восстановить либо заменить состав и продолжить эксплуатацию.

Теплоносители на основе этиленгликоля

Для работы некоторых отопительных агрегатов необходимо применение теплоносителя, замерзание которого происходит только при очень низкой температуре. Жидкость охлаждающая низкозамерзающая (либо антифриз) на основе этиленгликоля – одна из них.

Низкая температура начала кристаллизации таких видов теплоносителей зависит от соотношения базового компонента – этиленгликоля и дистиллированной воды в растворе. Для улучшения эксплуатационных характеристик этих теплоносителей в их состав добавляют пакет функциональных присадок, которые защищают металлические поверхности оборудования от коррозионного воздействия этиленгликоля.

Антифриз подходит для применения и в автомобильных системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и в системах, которые используются для обогрева зданий, сооружений и применения в качестве теплоносителя на различных производствах. Он относится к разряду теплоносителей средней ценовой категории.

Температура начала кристаллизации такой марки теплоносителя может достигать минус 70 °C, не образует отложений на трубах теплопровода.

Среди ключевых характеристик такого теплоносителя выделяют следующие:

• низкозамерзающие свойства (замерзание зависит от концентрации этиленгликоля в растворе);
• практичность и безопасность использования (во время охлаждения и кристаллизации приобретает аморфную структуру – значительно не расширяется, поэтому и не способен повредить оборудование системы отопления);
• в составе содержит пакет присадок (защищающие от коррозии, накипи, пенообразования и стабилизирующие, антиокислительные);
• не изменяет своих первоначальных основных особенных свойств на протяжении всего срока эксплуатации;
• имеет высокую температуру начала кипения в замкнутой системе;
• не оказывает агрессивного воздействия в гарантийный период эксплуатации на разные материалы (металл, пластик, резины, текстиль), так как в составе содержит необходимые присадки в достаточном количестве.

Главный недостаток такого теплоносителя – его токсичность. Они в меру токсичны по воздействию на организм человека (3 класс опасности) и опасны по экологическим параметрам. По этой причине его не применяют в открытых отопительных системах. Во время его использования важно предотвратить его попадание на какие-либо предметы. В противном случае их целесообразно будет заменить.

Теплоносители на основе пропиленгликоля

Пропиленгликолевые составы и жидкости охлаждающие, массовое распространение которых ограничивается дорогостоящим базовым рабочим компонентом – пропиленгликолем, получили распространения с внедрением теплоносителей в технологиях пищевых производств, а также на предприятиях фармацевтической промышленности. Основное преимущество их над этиленгликолевыми – более безопасны для человека и экологии.

Можно выделить следующие их основные характеристики:

• не вызывает отравления, водные растворы пропиленгликоля взрывопожаробезопасны и соответственно в их парах практически не содержится базовый активный компонент;
• подходит для обогрева жилых домов и зданий общественного назначения;
• имеет низкую химическую агрессивность;
• подходит для материалов, и в первую очередь оборудования из металлов, на которых при контакте с водой возникает коррозия;
• предотвращает гидроудары и обладает хорошим смазывающим эффектом.

К недостаткам, характеризующим пропиленгликолевые теплоносители, следует отнести:

• необходимость проведения замены каждые 5 лет, теплоносителей со стандартным набором пакета присадок. Для увеличения срока надёжной эксплуатации необходимо использовать пакет с карбоксилатными присадками для получения товарных марок «Карбо-ЭКО-ТЭН»;
• высокую стоимость;
• при отрицательных температурах теплоносители имеют высокую величину вязкости и в то же время характеризуются повышенной текучестью, поэтому могут легко проникать через неплотные соединительные детали отопительной системы (даже там, где не просачивается вода).

Теплоносители в виде смесей

Еще одна группа теплоносителей, применяемых в теплообменных системах включает составы и жидкости охлаждающие на основе водных растворов базового рабочего компонента – глицерина. Это современные и перспективные разработки с высокой эффективностью и незначительным потенциальным вредом для окружающей среды.

По требованиям заказчиков могут производиться теплоносители для применения в отопительных установках, на функциональной базе смешивания двух основ – пропиленгликоля и этиленгликоля. Такие смеси совмещают в себе характеристики двух активных базовых компонентов. Ввиду повышенной вязкости пропиленгликоля при низких температурах этот недостаток нивелируется добавлением в состав смеси этиленгликоля. Однако, при этом ухудшаются параметры экологии и безопасности теплоносителей.

По сути даже воду и теплоносители на базе водных растворов гликолей также можно отнести к группе смесевых теплоносителей.

Основные характеристики, на которые необходимо ориентироваться при выборе теплоносителя

К рабочим средам предъявляется ряд требований. Каждое из них – это определенная характеристика теплоносителей для теплообменных систем, включая и процессы отопления.

• Хорошая теплоаккумулирующая способность, позволяющая уменьшить энергозатраты на перемещение.
• Транспортабельность. Важно обладание стабильного агрегатного состояния и способности переносить тепло (холод) на необходимые расстояния.
• Низкий уровень токсичности или её минимальное воздействие на здоровье персонала.
• Экологическая безопасность. Необходимо, чтобы возможные непредусмотренные утечки и выбросы не оказывали негативного влияния на окружающую среду.
• Химическая инертность по отношению к материалам теплообменных систем и технологического оборудования различных производств (металлы, сплавы, уплотнительные изделия, резины и т.п.).
• Оптимальный работоспособный температурный диапазон, что обеспечивает стабильность теплообмена и устойчивость управления режимами многообразных процессов производства и снижает эксплуатационные расходы.
• Взрывопожаробезопасность. Важно, чтобы разогретый теплоноситель при контакте с воздухом не воспламенялся.

Не менее важны и некоторые физические характеристики: высокий коэффициент теплопроводности, величина коэффициента, характеризующего поверхностное натяжение и оптимальная величина вязкости в широком температурном интервале.

Компания «Савиа» специализируется на производстве и осуществляет продажу промышленных теплоносителей широкого спектра различных товарных марок.

Возврат к списку

Используемые источники:

• https://nastroike.com/stroitelnie-kommunikacii/1056-teplonositeli-dlya-sistemy-otopleniya-funktsii-kriterii-vybora-vidy
• https://vse-otoplenie.ru/parametry-teplonositela-sistemy-otoplenia
• https://v-teplo.ru/teplonositel-dlya-otopleniya.html
• https://kotel.guru/sistemy-otopleniya/zhidkosti/otlichiya-teplonositeley-dlya-sistem-otopleniya-i-otzyvy-o-nih.html
• https://teplonositeli-pro.ru/info/kharakteristiki-teplonositeley/