Антифриз или вода ?

В этой статье будет подробно рассказано о теплоносителях, которые могут быть применены в системах отопления, об их основных достоинствах, недостатках и особенностях применения.

Начнем с того, что в качестве теплоносителя для систем отопления может использоваться либо вода, либо специальный антифриз (низкозамерзающий теплоноситель). Если нет опасности размораживания системы отопления вследствие прекращения работы котла (из-за перебоев в подаче электроэнергии, из-за падения давления газа или по другим причинам), то систему можно заполнить водой. Лучше, если это будет вода дистиллированная, со специальными присадками, способными «продлить жизнь» системе отопления (ингибиторы коррозии и т.д.).

В случае же, если размораживание системы возможно, то стоит рассмотреть вариант с применением антифриза (низкозамерзающей жидкости). Особо хочется подчеркнуть, что это должен быть не автомобильный тосол, трансформаторное масло или этиловый спирт, а антифриз, специально разработанный для систем отопления. Надо помнить, что теплоноситель должен быть пожаробезопасным и не содержать в своем составе добавок, взаимодействующих с металлом оборудования и не допущенных к применению в жилых помещениях.

На рынке представлены различные антифризы для систем отопления. Они могут отличаться по веществу, на основе которого изготовлены (этиленгликоль, пропиленгликоль и др.), по набору специальных присадок, по температуре, при которой они кристал¬лизуются, естественно, по стоимости и т.д.

Большинство продающихся антифризов изготовлено на основе этиленгликоля. Это токсичное вещество, попадание которого на кожу или тем более в организм человека крайне нежелательно. Кроме того, вредны и его испарения. Средняя смертельная доза (LD50) этиленгликоля составляет 5 миллиграмм на 1 кг веса. То есть для человека массой в 80 кг летальными могут оказаться всего 400 миллиграмм этиленгликоля! Если говорить про концентрацию эгиленгликоля в составе антифриза, то это примерно 44% в модификации с температурой замерзания -30 °С, и примерно 65% — при температуре замерзания -65 °С

Поэтому применение антифриза на основе этиленгликоля особенно нежелательно в двухконгурных котлах, когда возможен подмес теплоносителя из контура отопления в контур водоснабжения, а также в открытых системах отопления (с открытым расширительным баком), где возможно испарение теплоносителя.

Менее опасен для человека низкозамерзающий теплоноситель, который изготовлен на основе пропиленгликоля. При этом пропиленгликоль может быть пищевым и техническим. Кроме того, важно чтобы в составе низкозамерзающего теплоносителя присутствовали специальные присадки, учитывающие, например, то, что уплотнения в системе отопления могут быть изготовлены из различных материалов, и они могут разрушаться в результате применения неприспособленного для этого антифриза. Также хорошо, если в составе антифриза учтено, что в современных системах отопления обычно применяются одновременно несколько видов металлов и сплавов (радиаторы из стали, алюминия или чугуна, стальные или медные трубы, теплообменники котлов из меди, стали или чугуна). Как результат, при наличии электропроводящей среды возникает электрохимическая коррозия. Важны присадки, снижающие пенообразование, препятствующие процессу окисления при попадании в систему отопления кислорода и т.д. При этом не должно быть ингибиторов, которые делают полимерные материалы хрупкими (например, амины приводят к охрупчиванию и растрескиванию полиэтилена и сделанных из него труб и уплотнителей).

Важно помнить, что серьезное отрицательное воздействие на антифриз может оказать слишком высокая температура, возникающая при ненормальном функционировании системы отопления. При перегреве теплоносителя свыше +107 °С, происходит повышение скорости термического разложения гликолей и антикоррозионных присадок. Для того чтобы избежать этого эффекта, надо обеспечить надлежащую циркуляцию теплоносителя в системе отопления.

Антифриз имеет отличные от воды характеристики по вязкости, теплоемкости и т.д. Соответственно, это влияет на выбор некоторых элементов системы отопления: нужны более мощные радиаторы, насосы и т.д. Вот, что написано по этому поводу в инструкции по использованию антифриза DIXIS 65: «В рабочем диапазоне температур теплоноситель, по сравнению с водой, имеет в 3-5 раз больше вязкость и на 10—15% меньше теплоемкость, поэтому расчетный расход циркуляционного насоса следует принимать на 10% больше, а расчетный напор — на 60% выше».

Надо быть аккуратным при использовании низкозамерзающего теплоносителя в системах с применением электрокотлов. Вот рекомендации от производителя антифриза DIXIS: «Для отопительных систем с электрическими котлами, из-за возможных местных перегревов (300—700 °С), необходимо устанавливать регулятор температуры не выше 70 °С и использовать теплоноситель с температурой замерзания от -30 °С до -20 °С».

По экспериментальным данным 000 «Спектропласт», можно рассчитывать на то, что теплоносители на основе пропиленгликоля не разрушают отопительные приборы при температурах примерно на 10 °С ниже их температуры начала кристаллообразования, которая декларируется как нижняя температура эксплуатации.

Обычно антифриз продается в двух модификациях: с температурой замерзания не выше —65 °С и температурой замерзания не выше -30 °С. При этом концентрированный вариант (рассчитанный на —65 °С) может быть разбавлен водой до требуемой концентрации. Для получения теплоносителя с температурой замерзания -30 °С к двум частям антифриза надо добавить одну часть воды, для —20 °С — надо смешать антифриз пополам с водой. Но стоит иметь в виду, что слишком большая доля воды при разбавлений антифриза может привести к изменению его свойств. Вот, что пишут производители антифриза Hot Blood: «Разбавление антифриза более чем на 50%, кроме повышения температуры замерзания, ведет к ухудшению его антикоррозийных свойств, а также к возможному выпадению осадка солей жесткости, растворенных в воде. Если Вам необходимо иметь антифриз, разбавленный водой более чем на 50%, то в раствор следует добавить дополнительные присадки (суперконценграт) в количестве, рекомендованном производителем».

Кроме того, для разбавления антифриза неправильно использовать первую, попавшуюся под руку воду. Вода должна быть мягкой. Вот еще одна выдержка из инструкции по использованию антифриза Hot Blood: «Для разбавления антифриза желательно использовать воду с жесткостью до 7 единиц (в водопроводной воде жесткость составляет от 2 до б единиц). Использование воды с повышенным содержанием солей может также привести к выпадению осадка. Если Вы не знаете жесткости Вашей воды, то рекомендуется предварительно смешать небольшое количество антифриза с водой в нужной Вам пропорции в прозрачной емкости и убедиться в отсутствии осадка».

Если говорить о продолжительности службы антифриза, то обычно производители обещают, что антикоррозионные свойства антифриза рассчитаны на 5 лет непрерывной работы или 10 отопительных сезонов.

Автор: Леонид Милеев, независимый консультант по отоплению, водоснабжению и кондиционированию. Источник: Еврострой, 2005, №38, с.66-67

Разновидности теплоносителей, плюсы и минусы различных антифризов

Как известно, в качестве теплоносителя в системах отопления можно применять как воду, так и незамерзающие жидкости - антифризы. Каждый из этих теплоносителей имеет свои преимущества и недостатки. О них мы сегодня и расскажем.

Вода:

Вода со своей способностью накапливать при нагревании и отдавать при остывании большое количество тепла является прекрасным теплоносителем. Она обладает хорошей текучестью и потому легко циркулирует по системе отопления. Кроме того, вода всегда под рукой, и если необходимо добавить ее в систему отопления, проблем не возникает. Немаловажно и то, что речь идет об экологически чистом веществе. Следовательно, возможная протечка не вызовет "экологической катастрофы" в масштабах отдельно взятого дома. Но! Все эти достоинства нивелируются одним существенным недостатком - возможностью замерзания воды в системе и, как следствие, выводом последней из строя (дом с выключенной, но заполненной системой отопления зимой не оставишь). Еще одним недостатком можно считать необходимость изменения химического состава воды перед использованием для отопления. Кроме того, как ее ни готовь, все равно возникает коррозия всех металлических частей системы отопления.

Применение воды в качестве теплоносителя, помимо его главного преимущества – низкой цены, несет в себе следующие проблемы:

• коррозия металла под воздействием теплоносителя;

• образование накипи на стенках оборудования;

• изменение состава теплоносителя в процессе эксплуатации и соответственно его теплофизических свойств

• вследствие замерзания происходит разрыв трубопроводов и нагревательных элементов

Эти проблемы, если не обращать на них должного внимания, приводят к сокращению сроков службы отопительного оборудования, увеличению затрат на проведение профилактических и ремонтных работ, требующих в отдельных случаях его остановки, что, в свою очередь, может вызвать ухудшение качества или порчу теплоносителя.

Солевые теплоносители:

Теплоносители на основе солевых растворов очень экономичны по прямым затратам. Однако из-за высокой агрессивности этих растворов косвенные затраты, связанные с выходом из строя оборудования превышают прямые затраты в несколько раз. Поэтому наблюдается тенденция их замены теплоносителями, обеспечивающими большую надежность работы отопительного оборудования. К их числу в первую очередь относятся водные растворы многоатомных спиртов, в том числе пропиленгликоля (ПГ), этиленгликоля, глицерина.

Гликолевые теплоносители:

К несомненным преимуществам теплоносителей на гликолевой основе относится "незамерзание" при минусовых температурах. Не то чтобы они совсем не замерзали, просто с ними этого не происходит в привычном (бытовом) понимании. В отличие от воды, они образуют не кристаллическую, а, если можно так сказать, аморфную структуру. При этом теплоноситель не увеличивает объем, а, следовательно, не разрушает (не "размораживает") систему отопления. При повышении же температуры он вновь переходит в жидкое состояние и может выполнять свои функции. Именно это свойство и делает теплоносителей на гликолевой основе почти незаменимыми - если зимой в доме не живут, необязательно сливать систему отопления. И, значит, появляется возможность, приехав на выходной, быстро протопить комнаты.

Краткая характеристика гликолей:

Гликоли - бесцветные сладковатые и высоко вязкие жидкости с точкой замерзания ниже -50С. Различают три главных типа гликолей:

Этиленгликоль - C2H4(ОН)2. Является ядовитым веществом (ГОСТ 19710-83), и в основном используется там, где его утечка не будет опасной для людей, животных и продовольственных товаров.

Пропиленгликоль - С3Н6 (ОH)2. Выгодно отличаются по токсикологическим свойствам от традиционных теплоносителей технического назначения на основе этиленгликоля. Благодаря нетоксичным свойствам находит также применение в пищевой промышленности (в качестве пищевых добавок).

Глицерин – С3Н5(ОН)3 При использовании в качестве теплоносителей водных растворов глицерина усиливаются требования к прокладкам (уплотнениям) и деталям оборудования из неполярных резин и пластмасс некоторых марок. При температурах ниже -20 °С глицериновые растворы имеют большие значения вязкости, чем растворы, приготовленные на основе этилен - и пропилен гликолей, что вызывает в особых случаях установку дополнительного насоса на циркуляцию теплоносителя. Кроме того, сложнее решаются коррозионные проблемы. В зоне высокотемпературного (горелка) нагрева теплоносителя на основе глицерина возможно образование ненасыщенного альдегида – акролеина, (СН2=СН-СН+О), вещества с резким неприятным запахом, которое проявляет слезоточивое действие и довольно ядовитое.

Особенности применения растворов гликолей:

Водные растворы этиленгликоля и пропиленгликоля имеют отличные от воды теплофизические свойства - теплоемкость, плотность, теплопроводность, химическая активность и т.п., которые должны быть учтены при подборе оборудования, гидравлическом расчете систем холодоснабжения.

Как пропиленгликоль, так и этиленгликоль имеют показатель «текучести» выше, чем у воды. Это свойство может привести к образованию утечек в уплотнениях (особенно при низких температурах теплоносителя и высоких концентрациях гликоля) и требует более внимательного подхода к выбору насосного оборудования и его размещению. В ряде случаев стандартные насосы рассчитаны на максимальное содержание гликоля 30-40%, более высокие концентрации требуют замены стандартных уплотнений на специальные. По возможности насосы следует размещать в частях системы с более высокой температурой теплоносителя.

Не рекомендуется применять трубы из оцинкованной стали в системах с гликолевыми теплоносителями.

Какой антифриз применить ?

Перед заливкой теплоносителя в старую систему необходимо предварительно промыть ее жидкостью для очистки поверхностей.

Для более быстрого удаления пузырьков воздуха из бытового антифриза рекомендуется после заполнения системы выдержать ее без давления в течение 2-3 часов.

Какие же жидкости следует использовать в системе отопления ?!

Автомобильный "Тосол" тут не подходит, поскольку изготовлен на основе этиленгликоля.

Солевые растворы хотя и замерзают при более низких, чем вода, температурах, тоже не годятся, так как обладают повышенной коррозионной активностью.

Использовать же следует так называемые «бытовые антифризы» - теплоносители, специально предназначенные для систем отопления.

Что это за вещества и чем они характеризуются?

Теплоносители на основе этиленгликоля могли бы применяться повсеместно. Но... Этиленгликоль, входящий в состав антифриза, при попадании в организм человека становится "ядом" (относится к третьей группе опасности) - смертельной дозой для взрослого может сделаться одноразовый "прием" всего 100 мл этого вещества. Вот почему антифризы на такой основе рекомендованы для применения исключительно (!) в закрытых системах отопления (с закрытым расширительным баком). И не стоит поддаваться на уверения некоторых «специалистов» что, будто открытый бак на проветриваемом чердаке никакой опасности в себе не таит.

А как же быть, если система открытая (используется открытый расширительный бак)? Именно таких дачных домов, коттеджей и жилых зданий подавляющее большинство. Для них выход заключается в применении антифризов не на основе этиленгликоля, а на основе пропиленгликоля, которые при практически тех же свойствах абсолютно нетоксичны.

С 1996 г. В США, Германии, Франции и некоторых других странах начался переход на пропилен-гликолевые антифризы так называемые эко-антифризы).