Каким должен быть теплоноситель для систем отопления: параметры жидкости для радиаторов

Несмотря на развитие альтернативных систем отопления, основной метод обогрева помещений по-прежнему остается жидкостный контур. Этот способ обогрева проявляет наилучшие результаты благодаря своей экономичности и эффективности, особенно в условиях длительных холодных зим, характерных для нашего региона.

Однако, у него есть один недостаток — вода может замерзать. Именно поэтому помимо воды в отопительных системах применяют незамерзающие жидкости, которые ее заменяют. В данной статье мы подробно рассмотрим основные виды таких теплоносителей, их основные преимущества и недостатки.

Также мы представим алгоритм для расчета необходимого объема теплоносителя в конкретной системе, а также рекомендации по выбору типа жидкости для отопительных контуров.

Перечень требований к теплоносителю

Основная функция теплоносителя в трубопроводах — это транспортировка тепловой энергии от котла к радиаторным устройствам.

Для обеспечения безопасной и эффективной работы отопительной системы теплоноситель должен соответствовать нескольким ключевым критериям, включая:

• защита трубопроводов от коррозии;
• химическая инертность по отношению к уплотнителям в трубах;
• рабочий диапазон температур, подходящий для труб (от температуры замерзания до температуры кипения);
• высокая теплоемкость для накопления тепла;
• минимальное образование накипи;
• полная безопасность: отсутствие токсичных паров и высокая огнеустойчивость;
• стабильный химический состав — жидкость не должна разлагаться и изменять свои физические свойства под воздействием высоких температур.

Итак, какой же антифриз для современных отопительных систем соответствует всем этим требованиям?

Ответ может немного разочаровать: на сегодняшний день не существует идеальной жидкости, имеющей такой состав. Поэтому вопрос выбора оптимального теплоносителя остается весьма актуальным.

Теплоноситель представляет собой среду, которая перемещается в рамках системы отопления для передачи тепла от котла к потребителю.

Наиболее распространенным типом теплоносителя в странах СНГ является вода. В отопительных системах ее температура обычно составляет 60-70°С. В однотрубных гравитационных системах она может достигать 95-105°С на выходе из котла.

Вторым по популярности является пар, температура которого может достигать +130°С. Обычно такие сложные и крупные системы устанавливаются в вспомогательных помещениях.

В воздушных системах отопления, которые не так распространены в нашем регионе, воздух служит теплоносителем и нагревается до +60°С. Его температура повышается за счет пара, электроэнергии или воды.

Для водяных отопительных систем с открытым контуром в качестве теплоносителя используется только вода.

В северных регионах, где существует риск замерзания, в водяные контурах применяют незамерзающие жидкости — растворы антифризов.

Использование антифриза строго не допускается, если в доме стоит двухконтурный котел, который обеспечивает не только отопление, но и горячее водоснабжение. Это будет недопустимо, если системы отопления и ГВС взаимосвязаны.

Вода является самым доступным и недорогим теплоносителем, поэтому она и пользуется широкой популярностью. Она обладает хорошей текучестью и способствует быстрой передаче тепла.

Когда необходимо применять антифриз?

Перед тем как перейти к изучению альтернативных жидкостей, не следует забывать о воде. Если отопительная система устанавливается в доме, где люди проживают постоянно, вода будет самым надежным и безопасным вариантом.

Как теплоноситель, она обладает оптимальными параметрами для циркуляции в системах отопления.

Тем не менее, во время сильных зимних холодов даже малейшие кристаллы воды могут привести к серьезным авариям и разрушению трубопроводов и элементов отопительного оборудования.

Если речь идет о загородном доме, в который периодически заезжают, или когда семья уходит на выходные, оставляя отопление без контроля, важно, чтобы выбранный теплоноситель мог выдерживать низкие температуры, характерные для данной местности.

Для использования химических составов в качестве теплоносителя необходимо заблаговременно подготовить контуры отопления. Система должна быть полностью герметичной, так как жидкости могут быть токсичными и огнеопасными.

Теплоносители не следует применять в чистом виде — антифризы могут быть агрессивными и вызвать коррозию, поэтому их разбавляют водой.

Важно учитывать, что незамерзающая жидкость требует периодической замены, что влечет дополнительные затраты.

Некоторые модели котлов имеют определенные рекомендации по выбору теплоносителя, и применение другой жидкости может привести к утрате гарантии.

Обзор востребованных теплоносителей

Чтобы быть уверенными в безопасности, давайте более подробно рассмотрим каждый вид теплоносителя.

Вариант #1 — вода с добавками

В 70% современных систем используется вода, включая ее модификации с разнообразными добавками.

Основными причинами такой популярности являются:

• абсолютная безвредность — утечка приведет лишь к бытовым неудобствам;
• высокая теплоемкость — примерно 1 кал/г*С (каждый литр воды способен передать больше тепла, чем любая другая жидкость);
• низкая стоимость и доступность — вода является самым экономичным вариантом по сравнению с незамерзающими составами, и ее легко можно добавить в систему без значительных временных и финансовых затрат.

Тем не менее, менять воду в контуре отопления не рекомендуется без серьезной необходимости, так как при нагреве она теряет соли и кислород.

Вода, многократно кипящая в котле, уже не обладает тем же составом и количеством солей, каким была изначально, и лишается свободного кислорода.

Частая замена воды следует избегать, чтобы предотвратить образование накипи на стенках труб и оборудовании.

Однако, стоит учитывать и некоторые недостатки:

• Относительно высокая температура замерзания требует контроля за системой в холодное время года. В противном случае, замерзание может привести к разрыву труб и радиаторов;
• Соли в воде могут вызывать отложения на трубах и нагревательных элементах, что снизит интенсивность теплопередачи и общий КПД;
• Вода как окислитель способна вызывать коррозию металлических элементов системы, таких как радиаторы.

С температурой замерзания ничего не предпринять, но снизить остальные негативные качества вполне возможно. Например, можно уменьшить контент солей с помощью системы умягчения. Уменьшить концентрацию солей можно, используя кипячение.

Ортофосфат натрия, доступный в магазинах, также может помочь смягчить воду. Необходимо следить за дозировкой, так как избыток реагента может негативно сказаться на теплотехнических свойствах.

Можно также использовать дистиллированную воду, но она будет значительно дороже. Это позволит избежать образования накипи в радиаторах. В качестве альтернативы можно использовать талую или дождевую воду, которая уже имеет дистиллированный характер. Однако она может содержать атмосферные загрязнения, но по мягкости все же будет лучше, чем водопроводная.

Для поддержания хорошего состояния труб и оборудования рекомендуется использовать дистиллированную воду после слива и ремонта системы.

Также на рынке доступны дистиллированные жидкости с ингибиторами, значительно снижающими коррозию.

Кроме того, в дистиллят добавляют поверхностно активные вещества (ПАВ), которые минимизируют образование отложений внутри радиаторов.

ПАВ способствует отслаиванию существующих отложений, которые могут быть удалены фильтром, а также снижает химическую активность воды. Это позволяет продлить срок службы всех прокладок и уплотнений.

Вариант #2 — незамерзающий антифриз

Даже дистиллированная вода с добавками не лишена основного недостатка — замерзания при низких температурах. Специальные жидкости для металлических радиаторов отопления свободны от этого недостатка и имеют более низкую температуру кристаллизации.

Низкие температуры по-разному влияют на антифриз в отличие от воды: даже если температура превышает минимально допустимые значения, жидкость не замерзает, а переходит в гелеобразное состояние. Это защищает трубы и радиаторы от деформаций и повреждений.

При повышении температуры, антифриз становится более жидким, увеличивая текучесть, хотя и в нормальных условиях, она на 15% ниже, чем у воды.

Существует две разновидности таких теплоносителей: первая имеет температуру замерзания -65°С в чистом виде, а вторая — -30°С.

Концентрированную незамерзающую жидкость можно смешивать с водой по рекомендованным схемам, с учетом специфики климатических условий региона. Если требуется достичь точки замерзания в -30°C, рекомендуется разбавление водой в равных пропорциях, в случае -20°C — антифриз следует соединять с двумя частями воды.

Большинство таких жидкостей может выдерживать температуру до -65 градусов. Однако, в большинстве северных районов и в средней полосе температура редко опускается ниже -35, поэтому дистиллированная вода часто используется для разбавления, что позволяет понизить температуру замерзания до -40.

Галерея изображений

При отрицательных температурах вода переходит в твердое состояние и увеличивается в объеме. Образующийся лед может вызвать повреждение трубопроводов и других элементов системы. Чтобы избежать этого, в водяные системы добавляют антифриз.

Антифриз можно применять исключительно в замкнутых системах отопления, которые не соприкасаются с атмосферным воздухом.

Концентрированная незамерзающая жидкость разбавляется водой, и пропорции подбираются так, чтобы кристаллизация начиналась при заданной температуре.

Эта незамерзающая жидкость подходит для всех типов водяных контуров: радиаторных и конвекторных систем, а также для теплых полов.

Незамерзайка обладает большей текучестью, чем вода, поэтому для сборки контуров нельзя использовать обычные уплотнители и прокладки, а нужны специально предназначенные для антифриза.

Вязкость незамерзающей жидкости выше, чем у воды, и для ее эффективного перемещения в контуре потребуются более мощные циркуляционные насосы.

Отопительные трубопроводы, использующие антифриз, не следует изготавливать из оцинкованных труб, так как контакт с цинком изменяет состав и свойства жидкости.

При заливке в отопительные системы необходимо приобретать только тот антифриз, который разработан специально для таких коммуникаций. Нельзя применять незамерзающую жидкость, предназначенную для автомобилей.

Достоинства и недостатки антифриза

Особенности отопления с антифризом

Заполнение системы отопления антифризом

Использование антифриза в теплых полах

Ускоренный износ уплотнений

Специфика подбора насоса

Отказ от оцинкованных труб

Разнообразие антифриза для систем отопления

Качественные производители обеспечивают высокую стабильность своих растворов, что позволяет им служить до 5 лет, после чего потребуется их полная замена.

Для достижения таких характеристик пришлось отказаться от некоторых преимуществ, которыми обладает вода:

• теплоотдача антифриза на 15% ниже, что может потребовать установки дополнительных радиаторов или секций;
• возможно наличие токсичных веществ, что запрещает использование антифриза в двухконтурных системах, где он может попасть в контур горячей воды;
• высокая текучесть по сравнению с водой, из-за чего нужны специальные уплотнители для предотвращения утечек;
• повышенная вязкость, что требует установки более мощного насоса — больше информации о насосах и их выборе вы можете найти здесь;
• большой коэффициент расширения, что подразумевает необходимость установки расширительного бака увеличенного объема.

При использовании любых антифризов нельзя выполнять прокладку отопления оцинкованными трубами, так как при взаимодействии с ними незамерзайка теряет часть своих полезных свойств.

Важно помнить, что для заполнения отопительного контура необходимо использовать состав, специально предназначенный для этих систем. Жидкость для автомобильных двигателей неподходящая для этих целей.

Использование незамерзающих жидкостей в качестве теплоносителей требует корректировок в схеме отопительной системы. Из-за вязкости антифриза он медленно передает тепло приборам отопления, поэтому лучше увеличить число секций радиаторов или предусмотреть устройства с большей теплоемкостью.

Также следует уменьшить сопротивление в трубопроводах, заменив фитинги на аналоги большего размера, чем те, что используются в водяных системах.

Сегодняшние незамерзающие жидкости, в зависимости от их состава, можно разделить на три базовых типа:

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

Рассмотрим каждую из этих категорий, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант для имеющегося оборудования и условий эксплуатации.

Вариант #3 — незамерзайка на базе этиленгликоля

Это один из наиболее распространенных антифризов, который занимает свои позиции на полках благодаря низкой стоимости, обусловленной простотой производства.

В этом растворе содержится около 4% добавок, предотвращающих вспенивание этиленгликоля при высоких температурах. Также входят ингибиторы, защищающие металлические поверхности от коррозии.

Из-за агрессивности этиленгликоля, жидкость применяется исключительно в разбавленном виде, чтобы защитить внутренние поверхности труб и радиаторов.

Этиленгликоль является агрессивным к трубам, приборам и соединительным элементам, он токсичен, но имеет хорошие показатели теплоотдачи.

Основным недостатком этиленгликоля считается его токсичность. Даже небольшое количество данного вещества может вызвать серьезные проблемы со здоровьем у человека. Поэтому вся система отопления должна быть полностью герметична.

Также есть необходимость постоянно контролировать температуру. Если котел подогревает жидкость до значений, близких к точке кипения, состав может начать разлагаться с образованием осадка и выделением кислот, что негативно влияет на оборудование.

Указанный антифриз подходит лишь для тех систем, в которых возможно точно поддерживать температурный режим, что доступно не для всех котлов.

Вариант #4 — жидкость на основе пропиленгликоля

Этот антифриз является более современным и лишен некоторых недостатков этиленгликоля.

• он не токсичен — включает добавки, разрешенные пищевой промышленностью;
• может использоваться в двухконтурных системах, так как случайное попадание в питьевой контур не повредит здоровью;
• обладает более высокими теплофизическими свойствами;
• срок службы до 10 лет;
• в системе отопления действует как смазка, снижая гидравлическое сопротивление и повышая эффективность работы.

Однако, он также не совместим с цинком. Специальные добавки теряют свои характеристики при прохождении по оцинкованным трубам. Еще одним недостатком является более высокая цена — в два раза выше, чем у этиленгликоля.

Вариант #5 — глицериновый антифриз

Глицериновый антифриз близок к идеальному решению благодаря своим свойствам, но также вызывает много споров. Поэтому важно рассмотреть все аспекты.

С сторонников глицеринового состава можно выделить следующие плюсы:

• экологически чистый и безопасный раствор;
• широкий диапазон рабочих температур от -30 до +100;
• при замерзании расширяется минимально;
• не агрессивен к оцинкованным трубам и радиаторам;
• цена ниже, чем на пропиленгликоль;
• долговечность 7-10 лет.

Глицериновый раствор не является взрывоопасным и не горит. Важный плюс заключается в том, что он почти не повреждает уплотнения.

В состав антифриза на основе глицерина включены синтетические компоненты, которые существенно снижают коррозионную активность.

Противники этой жидкости приводят такие аргументы:

• большая масса, создающая дополнительную нагрузку на трубы;
• отсутствие стандартов качества для глицериновых растворов;
• при перегреве и испарении воды теряет свойства, превращаясь в гелеподобную массу с твердыми образованием;
• повышенное пенообразование;
• при температурах выше 90 градусов может начаться разложение;
• меньшая теплоемкость по сравнению с пропиленгликолем;
• высокая вязкость, что может привести к быстрому износу оборудования.

Следует отметить, что в некоторых странах, где использование этиленгликоля запрещено, производство глицериновых теплоносителей отсутствует. В связи с противоречиями в применении глицеринового решения, полная ответственность за его использование лежит на владельце.

Глицериновый антифриз — это решение с множеством достоинств, однако высокая вязкость и цена могут заставить задуматься перед покупкой.

Вариант #6 — теплоноситель для электродного котла

Этот тип оборудования стоит выделить отдельно, так как электродные котлы требуют особого теплоносителя. Жидкость нагревается посредством ионизации под воздействием переменного тока.

Антифриз должен иметь специфический химический состав, обеспечивающий правильные значения электрического сопротивления, электропроводности и ионизации.

Производители электродных котлов предоставляют строгие рекомендации по использованию определенных марок теплоносителя. Поэтому выбор антифриза нужно осуществлять с максимальной аккуратностью, чтобы не утратить гарантийные обязательства.

Каждая модель электродного котла совместима только с определенными марками теплоносителей. При использовании другого состава производитель оставляет за собой право не выполнять гарантийные обязательства.

Рекомендации по выбору средства

При выборе теплоносителей для отопительной системы следует учитывать не только их характеристики, но и характеристики оборудования, чтобы обеспечить безопасность и эффективность отопления.

Если вы решили остановиться на использовании антифриза, следует рассмотреть условия, при которых его применение недопустимо:

• отсутствие регулятора температуры в котле;
• использование уплотнителей из льняной подмотки с масляной обработкой;
• в системы отопления применяются трубы, радиаторы и запорная арматура с оцинкованным покрытием;
  -отопительная установка является открытого типа

Испарение жидкости из незамерзающего антифриза может изменить его характеристики, а пары этиленгликоля могут быть опасными для здоровья.

Следуя указанным рекомендациям, владельцы смогут избежать множества неприятностей, возникающих при неправильном использовании незамерзающих жидкостей:

• уплотнения необходимо обрабатывать льняной паклей с добавлением уплотнительной пасты;
• секционные радиаторы следует разобрать и заменить уплотнители на новые, изготовленные из тефлона или паронита;
• не рекомендуется использовать автоматические воздухоотводчики (для удаления избыточного воздуха лучше поставить ручные краны Маевского);
• радиаторы и трубы должны быть увеличенного объема и диаметра;
• необходим установленный циркуляционный насос с повышенной мощностью;
• потребуется установка мембранного расширительного бака большего объема.

Антифриз заливается в отопительную систему лишь после тщательной промывки контура, для чего лучше всего использовать специальные моющие жидкости. Для безопасности жильцов специалисты советуют применять пропиленгликоль.

После заполнения системы теплоносителем нельзя немедленно переводить котел на максимальную мощность. Увеличивать температуру следует постепенно. Это необходимо для постепенного достижения антифризом оптимальных рабочих параметров и его нормального расширения.

При выборе подходящего теплоносителя нужно учитывать свойства труб, оборудование котла и другие важные параметры.

При разбавлении жидкости водой не разрешается превышать концентрацию, соответствующую -20 градусов. Излишек воды может привести к образованию накипи и ухудшению рабочих характеристик гликоля. Разбавление производят лишь дистиллированной водой.

Как определить объем теплоносителя?

Наиболее простой метод заключается в использовании счетчика расхода воды, который имеется почти в каждом доме или квартире с централизованным водоснабжением.

Перед тем как начать замеры, требуется полностью опорожнить отопительный контур. После этого проводятся замеры на счетчике, и начинается наполнение системы водой с небольшим напором, чтобы избежать появления воздушных пробок, которые могут исказить результаты.

Когда трубопровод будет заполнен водой, снова снимаются показания счетчика. Важно помнить, что 1 кубометр соответствует 1000 литрам, чтобы затем закупить нужное количество жидкости.

Второй метод менее удобен, но также действует, когда счетчика нет. Заполненная система опустошается через мерную емкость (бак или ведро определенного объема). Главное — не сбиться с количеством ведер.

Другой способ – математический. В этом случае берутся данные объемов радиаторов и расширительного бака, диаметров труб и объема теплообменника котла. При помощи простых геометрических и арифметических расчетов можно определить общий объем.

В следующих статьях мы подробно разобрали расчеты каждого элемента системы отопления:

• Расчет объема трубы: принципы вычислений и правила производства расчетов в литрах и кубических метрах
• Расширительный бак для отопления открытого типа: устройство, назначение, основные виды + советы по расчету бачка

Выводы и полезное видео по теме

Этот видеоролик предоставляет мнение специалиста о целесообразности замены воды на незамерзающую жидкость:

Детализированный обзор характеристик заполнения отопительной системы теплоносителем и рекомендации по правильному запуску в следующем видеоматериале:

Предоставленные сведения дают полное представление для каждого владельца, который ищет подходящий теплоноситель. Он сможет определить, какая жидкость ему нужна, какие условия следует соблюдать для ее применения и как их создать.

А какая жидкость используется в вашей системе отопления? Почему был выбран именно этот теплоноситель и удовлетворены ли вы его работой? Поделитесь своим мнением в комментариях.

Если вы только начинаете выбор типа теплоносителя и не нашли ответы на свои вопросы в этой статье, задавайте свои вопросы в комментариях — мы постараемся вам помочь.