Теплоноситель пропиленгликоль

Замена традиционному отоплению

Установка котла и монтаж системы отопления водяного типа в приватном доме не всегда целесообразны. К примеру, при невозможности подсоединения к газу и большой цене на твёрдое горючее, не во всех регионах легче установить недорогие электрообогреватели.

Электрическая энергия — не доступный ресурс, однако если сосчитать все расходы на приобретение и установку оборудования для котельной и монтаж системы отопления, окажется, что при помощи электрообогревателей можно обогревать дом на данные средства на протяжении определенного времени. Это подтверждают бесчисленные отзывы хозяев дач и домов с периодическим проживанием.

Говоря об электрических батареях, в большинстве случаев имеют ввиду конвекторные обогреватели или обогреватели масляного типа. Их применение имеет ряд особенных характеристик.

Конвекторные обогреватели снаружи схожи на стальные панельные радиаторы, имеют меньшую толщину и размеры, разную мощность. Их можно на стенку повесить или установить на пол, в большинстве случаев модели оснащены ножками и спайдерными крепежами для крепежа к плоскости расположенной вертикально. Большинство современных дизайн радиаторов оборудованы автоматической системой температурного регулирования, а порой и таймером. Они тихие, не опасны, быстро греют помещение.

Радиаторы масляного типа — аналог напольных батарей из чугуна, они имеют сборную секционированную конструкцию, внутри наполнены маслом, обладающим высокой теплоемкостью. Как и конвекторные обогреватели, они снабжены датчиками и регулятором, а порой и вентилятором. Радиаторы масляного типа быстро греют воздух, но применить их необходимо лучше под надзором: масло обладает очень высокой горючестью, и при протечке пожароопасен.

Во время установки электрообогревателей следует правильно установить электрическую проводку. Обогревательные приборы высокой мощности просят подсоединения кабелем соответствующего сечения к отдельному автомату.

Видео: требования к отопительным системам приватного дома

Выбор отопительных приборов для приватного дома — серьезный шаг, от которого зависит трудоспособность системы в общем. Разрешается совмещать различные типы отопительных приборов, Если учитывать специфики применения определенных моделей, и домашнее отопление будет успешным и неопасным.

Основные характеристики

Пропиленгликоль – это гигроскопичное вещество, которое способно растворяться в воде, ацетоне, этаноле, хлороформе и спирте диэтиловом.  Такая бесцветная жидкость, содержащая углеродный атом, обладает низкой степенью летучести.  Она не способна вызывать коррозию и совершенно безопасна в применении.

Среди характеристик пропиленгликоля можно выделить:

• плотность – 1037 кг/м³, что почти на 4 процента больше, чем у воды;
• достаточно высокий показатель температуры кипения – 188 градусов выше нуля;
• теплопроводность – 0,218 Вт/(м*К);
• начало кристаллизации –  при -60 градусах;
• значение удельной емкости – 2483 Дж/(кг*К).

Как выглядит пропиленгликоль

Теплоноситель пропиленгликоль – это водный раствор, который остается в жидком виде при температурном значении от -40 до 100 градусов. Готовая субстанция кроме основного компонента, растворенного в дистиллированной воде, включает красители, а также не более 5 процентов присадок антикоррозийного, стабилизирующего, смягчающего типа.

Плотность теплоносителя из пропиленгликоля зависит от концентрации основного компонента. Чем больше его процентное количества, тем выше максимальный уровень его кипения. Также соответственно увеличивается показатель плотности. Исходя из этого, на выпускаемых теплоносителях указывается процентная маркировка.

Этиленгликолевые средства

Этиленгликоль имеет немного маслянистую текстуру, имеет несколько цветов, без запаха. Недостатком этого вида антифриза является его высокая токсичность. Нельзя допускать прямого вдыхания или попадания на незащищенный участок кожи. Это может привести к серьезным последствиям, вплоть до летального исхода.

По этой причине использование его для системы отопления ограничено – нельзя использовать, если есть риск того, что теплоноситель может попасть в трубопровод горячего водоснабжения.

В антифриз добавляют краситель красного цвета для предупреждения людей о свойствах продукта и возможности мгновенно увидеть утечку. Такие антифризы используются до температуры минус 65 градусов. Примечательно, что антифризы на этиленгликолевой основе запрещены к использованию в некоторых странах.

Антифриз для алюминиевых радиаторов: виды и применение

Обычно эту охлаждающую жидкость связывают с автомобилями и считают единственно возможным способом её применения. Но даже антифриз, используемый в автомашинах, имеет несколько разновидностей.

Незамерзающая жидкость для отопления содержит различные присадки и добавки, которые выступают в роли ингибиторов коррозийных процессов. Поэтому следует выбирать такой состав, который предназначен для отопительных систем и выпускается изготовителями с учётом всех нюансов целевого использования. Кроме этого, у антифриза длительный срок службы: до 10 лет.

Конечно, и антифриз не идеален:

• если он произведён на основе этиленгликоля, он токсичен;
• у него более низкая, чем у воды тепловая ёмкость;
• антифриз для алюминиевых радиаторов может работать только в системе с принудительной циркуляцией, его вязкая структура не позволяет ему двигаться самотёком;
• нагреваясь, антифриз сильно расширяется;
• его текучесть в полтора раза выше воды, следовательно, нужно тщательно наблюдать за швами и соединениями;
• к контуру с антифризом запрещается подключать систему подогрева воды.

Виды антифризов

На сегодняшнее время в системах отопления применяется несколько видов антифриза: на основе этиленгликоля и пропиленгликоля. Антифриз на этиленгликоле токсичен, но более дешев в цене по сравнению с пропиленгликолем.
К тому же, основными преимуществами пропиленгликоля является отсутствие токсичности при эксплуатации и образование осадка в системах отопления. К сожалению стоит такой антифриз для алюминиевых радиаторов достаточно дорого, поэтому многие выбирают антифриз на основе этиленгликоля.

Сравнение воды и незамерзаек

Заполнение системы отопления водой – наиболее популярный способ по следующим причинам:

• Вода – общедоступный и бюджетный вид теплового носителя, она является природным источником, поэтому ее применение экологично и безопасно.
• Наивысшая теплоемкость воды в 4200 Дж/кг∙К приводит к тому, что она долго подогревается и отдает тепловую энергию. Данное свойство позволяет транспортировать ее на большие расстояния с низкими потерями тепловой энергии.
• В сравнении с иными теплоносящими жидкостями, вязкость воды в 1,006 м2/с∙10-6 при 20 °С является самой низкой и падает с увеличением температуры нагрева. Указанный фактор приводит к снижению гидравлического сопротивления при ее перемещении по трубопроводу и соответственно к увеличению КПД отопления.
• Температурный коэффициент линейного расширения воды довольно низок, относительно температуры 0 °С при +80 °С она повышается в объеме всего лишь на 2,8%.
• Вода нейтральна по химсоставу и не оказывает разрушающего действия на широко применяемые в бытовых коммуникациях трубопроводы из термопластов – обычного, сшитого, термостойкого полиэтилена, полипропилена или их разновидностей с алюминиевой оболочкой – металлопластов.
• К недостаткам воды относят коррозионное влияние на металлы и присутствие в составе солей, которые при нагревании образует накипь, снижающую КПД оборудования и приводящую к засорам, выходу из строя теплопередающих элементов (ТЭНов). Чтобы избежать негативного воздействия накипи, вместо обычной контур заполняют дистиллированной водой.
• Главный недостаток воды, при котором вместо нее производят залив антифриза в систему отопления дома – ее высокая температура кристаллизации в  0 °С. При сильном охлаждении водной среды образуется лед с малой плотностью, вырастающий в объеме приблизительно на 10%. Это приводит к разрыву замерзших со льдом труб, теплообменных батарей, узлов котельного оборудования.

Рис. 4 Температуры кристаллизации водных растворов незамерзающих жидкостей

Чтобы избежать замерзания воды при аварийных ситуациях, в нее добавляют антифризы, имеющие следующие отличительные особенности:

• Незамерзайки обладают на 10% более низкой тепловой емкостью, поэтому их применение приводит к снижению КПД обогрева.
• Вязкость антифризов 5 – 7 раз больше водной, это означает, что для их проталкивания по трубам понадобится большая мощность электронасоса, а гидравлическое сопротивление возрастет.
• Незамерзайки обладают более высокой текучестью, чем вода, поэтому при их эксплуатации может понадобиться замена прокладок или уплотнений на стыках трубопроводов и подключенной арматуры другими более плотными материалами.
• Тепловое расширение гликолей в 1,5 раза выше воды, поэтому может понадобиться гидроаккумулятор с большей рабочей емкостью камеры.
• Заводские незамерзайки обычно рассчитаны на 5 лет (сезонов отопления), после чего их состав подвержен разложению с выпадением осадка. Если вовремя не произошла замена теплоносителя в системе отопления (время утилизации определяют по изменению цветовой окраски гликоля), в контуре вместе с трубами, котлом и батареями может появиться труднорастворимый осадок.
• Большинство гликолей функционируют до +115 °С, однако рабочую температуру не рекомендуется повышать более +70 °С. От перегревания их состав распадается с образованием труднорастворимого осадка.
• Существенное преимущество гликолей относительно воды – отсутствие расширения материала при кристаллизации, препарат превращается в подвижную шугу прежнего объема, которая при нагревании снова переходит в жидкое состояние.
• В состав многих антифризов входят присадки, понижающие вспенивание и их коррозионную активность – это существенно уменьшает количество ржавчины при нахождении их в магистралях с металлическими трубами и арматурой.
• После слива отработанных незамерзаек одна из проблем – их утилизация.
• Один из главных недостатков антифризов – отказ в обслуживании по гарантии многими фирмами-производителями котлов при заливке в их оборудование любого вида незамерзаек.

Рис. 5 Таблица зависимости температуры кристаллизации от концентрации этиленового гликоля

Самостоятельная заливка антифриза

Если ранее в отоплении использовалась вода, то перед тем, как туда заливать антифриз, необходимо несколько переделать систему. В первую очередь понадобится приобрести мощные насосы, которые позволят свободно циркулировать антифризу в контуре. Также стоит озаботиться повышением рабочего давление и перепроверить состояние всех резиновых уплотнителей. Ни в коем случае нельзя использовать льняное волокно или масляную краску для герметизации, так как антифриз их быстро «съест».

Так как тут предстоит самостоятельная заливка антифриза, то стоит использовать безопасный вариант – на основе пропиленгликоля. В независимости от того, первый раз или второй раз заливается жидкость, предварительно всю систему промывают и вытирают насухо. Подход к таким работам зависит от типа отопительной системы – закрытая или открытая. В каждом случае есть свой метод заливки:

1. Закрытая система отопления. Такой вариант более приемлем, так как тут антифриз не испаряется. Чтобы заполнить систему незамерзайкой, к штуцеру подпитки подсоединяют насос. Если такового элемента нет, то придется найти самую высокую точку, где снимается автоматический воздухоотводчик. Тут уже потребуется второй человек, который будет выпускать воздух из радиаторов, по мере того, как первый будет заливать жидкость в систему. В самом начале нужно выполнить следующие действия:
   • открыть всю запорную арматуру;
   • закрыть все краны, которые отсекают котел;
   • подготовить концентрат согласно имеющейся инструкции;
   • закрыть сбросные краны;
   • открыть вентиль, который отсекает мембранный расширительный бак.

Жидкость заливают до тех пор, пока на манометре не появится давление в 1,4-1,5 Бар. С этого момента начинают выпускать воздух из батарей

Такой процесс начинают с нижних элементов, при этом важно контролировать рабочее давление в системе. Как только весь воздух выйдет, незамерзайку доливают до того состояния, пока опять не поднимется давление до 1,5 Бар

Теперь можно поочередно закрывать все краны, начиная с обратной и заканчивая подающей магистралью. Важно! Для закрытых систем нужно устанавливать на подпиточную врезку обратный клапан пружинного типа. Это позволит легче заливать антифриз.

Открытая система отопления. В этом случае однозначно должен использоваться антифриз на основе пропиленгликоля. Дело в том, что в такой системе расширительный бак, зачастую, располагают в доме. А он открытый. Таким образом, получится, что в момент заливки, вредные испарения могут попасть в жилое помещение. Чтобы осуществить данные манипуляции, необходимо предварительно разбавить концентрат. Соотношения всегда указываются производителем на упаковке

Очень важно их соблюсти. После того, как жидкость будет приготовлена, через расширительный бак или подпиточный вентиль, ее при помощи насоса, заливают вовнутрь

Рекомендуется в отопительных системах использовать краны Маевского на радиаторах, так как они позволяют эффективно выполнять свои функции всему контуру. В процессе заливки, их сначала откручивают, но по мере наполнения, краны нужно закрывать. Бак заполняется на 1\3. Важно! В самом начале нужно открыть все элементы запорно-регулирующей арматуры. Как только система будет запущена и прогрета, краны немного открывают, чтобы спустить лишний воздух. Если устройство показывает, что рабочие давление, ниже положенного или оно упало в момент прогревания, то нужно долить еще немного антифриза, пока оно не выровняется.

Если нет уверенности в том, что своими руками получится такую работу выполнить качественно, то лучше вызвать мастеров. Так, по крайней мере, будет возможность кому-то предъявить претензии.

Как влияет антифриз на радиаторы системы отопления и на котел?

Поскольку теплоемкость антифриза примерно на 15–20% ниже, чем у воды, и он хуже накапливает и отдает тепло, то радиаторы системы отопления следует выбирать более мощные, чем при использовании воды. Лучше всего выбрать радиатор с теплоотдачей на 20% больше.

Точно также как и с радиаторами, теплосъем падает на теплообменнике котла. Поэтому необходимо установить более мощный циркуляционный насос, чем при работе на воде. Даже в случае разумного содержания гликоля в растворе, рассчитанного на -20.°С или -25°С, нужно выбирать насос по расходу на 10% больше, по напору – на 60%. 

Если антифриз используется с настенным котлом, в котором насос уже установлен внутри, необходимо сделать все, чтобы улучшить циркуляцию через теплообменник котла, а именно, увеличить диаметр всех труб в системе отопления, подобрать радиаторы с меньшим сопротивлением. Если котел уже установлен, и нет возможности что-то менять в системе отопления, можно понизить мощность котла при работе на контур отопления на 20% (если возможно).

Также можно установить более мощный насос вместо штатного. Для настенных котлов отопления,обычно, такие насосы предлагаются как дополнительные опции.

Преимущества антифриза

Дабы подвести в статье определенный итог, попытаюсь обозначить достоинства использования в доме антифриза

• антифриз сам по себе имеет особую химическую формулу и слабый порог для его кристаллизации по время использования, вот почему при его применении практически полностью исключены разрывы в трубах;
• автоматически уходит необходимость в проведении утепления котла или труб;
• химический состав антифриза не провоцирует коррозии внутренней части труб;
• отсутствует необходимость удалять жидкость из труб после завершения отопительного сезона;
• антифризы в сравнении с простой водой практически не подвержены испарению, потому залив продукта осуществляется куда более редко.

Нюансы в использовании антифриза

Для большинства людей, антифриз представляется в виде жидкости, которую заливают в машину, чтобы та исправно работала на морозах. Но аналогичное вещество можно использовать и в частных домах. Как и в автомобилях, тут нужно выбирать определенный тип антифриза, ведь в зависимости от количества и вида присадок, могут разниться и его свойства.

Антифриз помогает защитить детали из металла от коррозии, растворяет и выводит осадки, которые возникают в системе, а также не допускает разрушения элементов, выполненных из других материалов – силиконовые прокладки, герметические прослойки, резиновые уплотнители. К тому же, если сравнивать время нагревания антифриза и воды, то первый теплоноситель нагревается быстрее. А это приводит к тому, что за счет долгого остывания, котел будет реже включаться. А это экономия. Объективно оценивая такие свойства жидкости, легко понять, насколько рационально ее использование в системе отопления. Именно на этом фоне, многие заменяют воду антифризом.

Такие плюсы должны заставлять владельцев частных домов, только и пользоваться антифризом. Но на самом деле, есть ряд своих особенностей, которые выдвигаются производителями котлов к такой жидкости. Во всех инструкциях идет предупреждение о категорическом запрете залива антифриза в настенные модели котлов. Соответственно, лица, которые нарушили такое предупреждение, будут нести ответственность за исправную работу системы самостоятельно. Главная ошибка многих покупателей – они пренебрегают рекомендациями производителя. То есть, если в инструкции по эксплуатации указанно, что в котел нужна только вода, значит, так и нужно поступать. В обратном случае, буквально через 3-6 месяцев, понадобится вызывать мастера. И это уже не говоря о том, что в готовых домах, застройщики, создают систему отопления, ориентируясь на физические свойства воды.

Если дом только строится или система отопления по каким-либо причинам, только выбирается для установки, то тут нужно внимательно изучать технический паспорт изделия. Обычно в таких документах присутствует перечень допустимых теплоносителей. Дело в том, что антифриз имеет теплоемкость на 15-20% ниже, чем у воды, а также его объемное расширение больше на 45-60%. К тому же стоит сказать, что вязкость такого вещества в 2-3 больше, чем у воды. Все это может негативно сказать на работе системы отопления.

Почему так важно знать про недостатки антифриза? Дело в том, что от этого зависит качество отопления и срок эксплуатации системы. Например, этиленгликолевые жидкости очень восприимчивы к высоким температурам, так как от такого воздействия антифриз начинает разлагаться

В этом процессе задействованы и антикоррозионные добавки, из-за чего и возникают различного рода кислоты и твердые осадки. Такие вещества, по мере циркуляции в системе, приводят к разрушению всех элементов, причем, не только металлических. А это чревато тем, что в скором времени отопление выходит из строя. Особенно это касается тех систем, где внутренние поверхности имеют цинковое покрытие. Такие осадки влияют и на нагревательный элемент, так как, оседая на нем, они мешают ему полноценно отдавать тепло.

Есть еще один момент, о котором стоит сказать – текучесть антифриза. Когда система выключается, по мере ее остывания, металлические элементы начинают расширяться. Это приводит к тому, что теплоноситель находит выход наружу в местах стыков деталей. Именно поэтому, специалисты рекомендуют в процессе монтажа такой системы, стараться создавать минимум сгонов. Кроме этого, нужно понимать, что если необходимость в ремонте все-таки возникнет, то до труб нужно легко добраться.

Фирмы-изготовители говорят о том, что антифриз можно использовать, главное контролировать, чтобы система не перегревалась. Но ведь, они заинтересованы, чтобы продать свой товар. Если судить объективно, то круглосуточно такой контроль осуществлять крайне тяжело. Поэтому, перед тем, как остановиться на такой жидкости, стоит дважды подумать, да и еще подготовить деньги, чтобы полностью переоборудовать систему под отопление незамерзайкой.

Особенности использования антифризов и параметры отопительных систем

Таблица характеристик антифриза.

В большинстве случае владельцы индивидуального отопления все же отдают предпочтение антифризам на основе этиленгликоля из-за их относительной дешевизны, но эти вещества подходят для использования далеко не во всех вариантах систем. Такие антифризы можно использовать только в одноконтурных отопительных котлах, которые не предназначены для подогрева воды, используемой в бытовых целях. Попадание воды из контура отопления в контур водоснабжения может привести к печальным последствиям.

Кроме того, использование антифризов допускается только в закрытых системах, не имеющих открытых расширительных баков, так как такая конструкция котла препятствует образованию испарений, которые также могут быть очень вредны. Этиленгликоль имеет и другой явный недостаток – критичную точку нагрева. Превышение порога нагрева в 70 градусов приводит к распаду данного вещества и образованию кислоты и осадка. При таком развитии событий продукты распада начинают влиять на металлические элементы отопления, образуя нагар на нагревательных элементах и разъедая металлические соединения, что в конечном итоге приводит к выходу всей отопительной системы из строя.

Таблица видов антифриза-теплоносителя для домашней системы отопления.

Антифризы на основе глицерина и пропиленгликоля нетоксичны и могут быть использованы в двухконтурных котлах, но все же лучше использовать их в одноконтурных агрегатах, чтобы не допустить попадания в воду. Открытая система не является проблемой, так как в данном случае вещества не имеют вредных испарений. Эти антифризы не образуют накипи и термоустойчивы, но и цена их значительно выше.

Планировать использование антифриза нужно еще на стадии проектирования отопительной системы, так как антифризы имеют ряд особенностей. К примеру, они имеют меньшую теплоемкость, поэтому понадобится установка большого количества радиаторов. Радиаторы для системы, в которой будет циркулировать антифриз, должны быть примерно на 50% больше по размеру. Стоит отметить, что радиаторы могут быть изготовлены из любого материала, но все же предпочтительны стальные или алюминиевые варианты, так как эти радиаторы меньше подвержены коррозии при контакте с антифризом.

Некоторые специалисты рекомендуют использовать биметаллические радиаторы: они лучше и дольше держат тепло. Несмотря на то, что биметаллические радиаторы являются самым оптимальным вариантом для формирования системы отопления с антифризом в качестве теплоносителя, нужно отметить, что стоимость их достаточно высока, но, с другой стороны, прослужат такие радиаторы дольше, чем другие варианты. Помимо всего прочего, такие радиаторы не будут повреждены, если оставлять антифриз в трубах на теплое время года, поэтому раствор сливать не придется.

Если предполагается использовать антифриз на основе этиленгликоля, не стоит приобретать радиаторы с оцинкованными поверхностями, потому что это вещество вступает в реакцию с цинком, а значит, все покрытие будет очень быстро уничтожено. Радиаторы – это не единственное, что придется приспосабливать под систему, ведь антифризы обладают большей текучестью и увеличивают шанс протечек, поэтому разъемные соединения во всей системе нужно особенно тщательно герметизировать.

Кроме того, необходимо позаботиться об установке расширительного бака закрытого типа, так как дистиллированная вода, смешанная с антифризом, при нагревании увеличится в объеме на 30-50%. Помимо всего прочего нужно учесть, что даже если в качестве разбавителя была использована дистиллированная вода, вязкость у конечного раствора получится значительно выше, чем у воды, поэтому рекомендуется установка более мощного насоса, чем для воды, чтобы обеспечить достаточный уровень циркуляции.

Какую воду заливают в систему отопления

Перед тем как в систему отопления частного дома залить водопроводную или иную воду, её необходимо подготовить. Данная процедура помогает устранить все примеси, которые негативно влияют на внутреннюю поверхность всего котельного оборудования.

Подготовка воды это довольно непростой процесс, в ходе которого теплоноситель смягчается и очищается при помощи множества фильтров. Однако, возможность выполнить данную процедуру есть не у каждого, запасной вариант — это приобрести уже готовую воду для системы отопления частного дома.

Чем опасна не очищенная вода

Не очищенная вода располагает в себе ряд химических элементов, которые представляют опасность для всей отопительной системы. В процессе эксплуатации, частицы соли и магния оседают на внутренних стенах труб, в результате чего образуется накипь. Со временем она уменьшает внутренний диаметр труб, что приводит к снижению уровня теплоотдачи и увеличению потребления топливных ресурсов.

Недостатки антифриза в системе отопления

Как уже говорилось ранее, котельное оборудование проходит испытание на воде, непосредственно опираясь на её химический состав. Антифриз в этом плане имеет существенные отличия. Вот где и заключается основной недостаток антифриза в системе отопления.

Необходимо приложить немало усилий, чтобы создать проект системы отопления в частном доме только под антифриз.

Повышенная плотность

Главный недостаток антифриза — это повышенная плотность и вязкость. Данный фактор указывает на то, что для правильной циркуляции теплоносителя по системе нужны более мощные и дорогие циркуляционные насосы.

Теплоотдача антифриза

Специалисты доказали, что уровень удельной теплоёмкости воды, на 20% больше незамерзающей жидкости. Следовательно, чтобы добиться таких же показателей как у воды, необходимо использовать больше топливных ресурсов. Конечно, данный метод повлияет на уровень теплоотдачи антифриза, но в то же время увеличится давление в отопительной системе. Такой шаг может привести к разгерметизации стыковых соединении всей отопительной системы.

Характеристики антифриза как теплоносителя по отношению к воде

Повышенный износ системы

Вещества входящие в состав антифриза со временем начинаю реагировать с контактируемым материалом. В результате чего образуются щелочные соединения которые оседают на внутренних стенках труб и уплотнительных элементах. Повышенный износ системы и протечки вам обеспечены.

Ещё в самом начале говорилось, что производители котельного оборудования незамедлительно скидывают гарантию со своей продукции, если в качестве теплоносителя использовался антифриз. Это связанно именно с данным пунктом.