Теплоноситель для системы отопления: что выбрать

Из данного текста можно сделать вывод, что антифризы данного типа имеют различные недостатки. Тем не менее, их привлекательная цена может быть аргументом для их использования. Замечено также, что такие жидкости чаще всего представлены в красных оттенках, что может служить предупреждением о необходимости соблюдения осторожности при их использовании.

Какой теплоноситель выбрать для газового котла

При выборе подходящего теплоносителя для систем отопления в частных домах важным аспектом является его правильный выбор на этапе проектирования самой отопительной системы. Этот выбор обычно сводится к двум основным категориям рабочих жидкостей: воде и антифризу. В большинстве случаев в частных домах устанавливаются газовые котлы, которые отличает высокая теплоемкость и возможность иметь как напольное, так и настенное исполнение. В этой статье мы рассмотрим, какой теплоноситель может стать наилучшим выбором для газового котла, а также на какие ключевые критерии следует обратить особое внимание.

Требования к теплоносителю для системы отопления

• Безопасность для человека. В ходе эксплуатации отопительной системы могут возникать различные поломки, требующие аварийного обслуживания. Это подразумевает, что контакт с рабочей жидкостью не должен представлять угрозу для здоровья человека и не вызывать негативных последствий.
• Химическая нейтральность. Идеальный теплоноситель не должен вступать в реакцию с элементами отопительной системы. Полного исключения такого взаимодействия добиться невозможно, но следует минимизировать потенциальные риски.
• Высокая теплоемкость. Этот параметр определяет способность рабочей среды сохранять тепло и эффективно доставлять его к обогревательным приборам (например, радиаторам). Качество распределения тепла по дому напрямую зависит от этого показателя.
• Долговечность. Лучшими теплоносителями считаются те, которые могут длительное время использоваться без необходимости замены. Например, продукт под названием Термагент ЭКО способен обеспечить бесперебойную работу в течение 10 отопительных сезонов.
• Совместимость. Производители газовых котлов часто указывают, какая именно рабочая жидкость может применяться в той или иной модели, что должно учитываться при выборе теплоносителя.

В большинстве случаев для систем отопления газового котла вода может оказаться оптимальным выбором. Однако это относится только к тем ситуациям, когда её преимущества перевешивают возможные недостатки, исходя из специфики конкретного частного дома.

Плюсы. Одним из ключевых достоинств воды как теплоносителя является её доступность и низкая стоимость. Другие плюсы включают:

• небольшую вязкость;
• высокую теплоемкость;
• долговечность в использовании.

Эти преимущества особенно выражены в закрытых системах отопления, где вода может в течение длительного времени циркулировать по трубам без необходимости регулярной подпитки. В открытых системах отопления, напротив, может потребоваться постоянный подлив жидкости в расширительный бачок. Для предотвращения нарастания солевых отложений на внутренних стенках труб и радиаторов необходимо использовать только чистую воду, такой как дистиллированная или тщательно отфильтрованная.

Минусы. Основным недостатком воды является её сравнительно высокая температура замерзания. При переходе в состояние льда объём воды расширяется примерно на 10%, что может привести к повреждению труб и радиаторов отопления. Поэтому, если система отключается (например, если владелец загородного дома уезжает на несколько дней), крайне важно заранее слить всю воду из отопительной системы. Другие негативные стороны водного теплоносителя включают:

• высокую коррозионную активность, которая со временем может приводить к разрушению металлических элементов системы;
• наличие солей жёсткости и металлов, которые могут накапливаться и образовывать известковые и другие отложения на внутренних поверхностях.

Вода в качестве теплоносителя: плюсы и минусы

В некоторых случаях в помещениях с периодическим использованием обогрева, когда котел длительное время не включён, для предотвращения замерзания может использоваться антифриз.

Следует помнить, что вода, используемая в котле, замерзает при температуре 0°C. При температуре ниже нуля она расширяется, что может привести к разрыву соединений или других уязвимых мест в трубопроводе. Однако антифриз не замёрзает, и даже в случае его загустения он не повреждает систему. Стоит отметить, что теплоемкость гликолей составляет 3,45 Дж/кг·°C, что означает, что антифриз может взять и отдать тепла меньше, чем вода, чья теплоемкость составляет 4,18 Дж/кг·°C.

Антифриз: виды, особенности

Антифриз имеет несколько ограничений, основными из которых являются механизмы старения и снижение качества химического состава со временем. Это подразумевает необходимость периодической замены теплоносителя. При появлении утечек может потребоваться подпитка системы, важно использовать тот же состав, что и уже залитый антифриз, чтобы концентрация не изменялась.

Условия, которые стоит учитывать при выборе теплоносителя, включают:

1. Риск разморозки.

2. Теплоемкость. У антифриза она на 20% ниже, чем у воды. Это означает, что для достижения аналогичного уровня обогрева, при использовании антифриза может потребоваться установить больший диаметр труб.

3. Гарантия на котел. Некоторые производители строго запрещают использование антифризов в своих котлах, и если это условие нарушать, то гарантии могут быть аннулированы, что, в действительности, часто служит лишь предлогом для отказа от выполнении гарантийных обязательств.

4. Тепловое расширение. Незамерзающие жидкости обладают значительно большим коэффициентом расширения при нагреве по сравнению с водой. Это может создать проблемы, если расширительный бак не будет способен справиться с увеличением объёма горячего теплоносителя — это может привести к срабатыванию предохранительного клапана. В таких случаях вам может понадобиться либо более мощный расширительный бак, либо дополнительный.

5. Требования к составу. Для обеспечения безопасного функционирования системы нередко используются специальные присадки, которые предотвращают возникновение химических реакций, однако их эффективность может быть подтверждена только после заполнения системы. Использование дешёвых теплоносителей может увеличить риск возникновения утечек.

6. Необходимость замены. Срок службы незамерзающих жидкостей составляет около 5 лет, по истечении этого времени присадки теряют свою эффективность, и антифриз становится агрессивным. Перед заменой обязательно нужно провести промывку системы.

7. Требования к герметичности. Антифриз может протекать даже в местах, где вода не вытекает, поэтому это важно учитывать, особенно если имеются скрытые коммуникации.

8. Стоимость. Часто производители котлов рекомендуют использовать специализированные, и, как правило, дорогие антифризы.

Если ваш дом не имеет рисков, связанных с замерзанием отопительной системы, то вода, безусловно, является высшим теплоносителем.

Тем не менее, в тех случаях, когда использование антифриза оказывается необходимым, необходимо выбирать между его различными видами. В целом можно выделить две основные категории, которые обеспечивают безопасное использование антифризов без риска для отопления:

Этиленгликоль

Это ядовитое вещество, которое относится к третьему классу опасности. Его используют в замкнутых системах отопления на случай отсутствия риска утечек. Пары этиленгликоля не представляют опасности для здоровья человека.

Теплоотдача этиленгликоля превышает таковую у пропиленгликоля.

Стоимость этиленгликоля варьируется в зависимости от упаковки и температурного диапазона, в котором он используется. Этот продукт поставляется в канистрах. Температура загустения составляет -60°С, тогда как пропиленгликоль начинает замерзать при -30°С. Несмотря на одинаковую стартовую цену, этиленгликоль, как правило, стоит в два раза дешевле, что является ещё одним его преимуществом. Важно помнить, что из-за его токсичности нельзя выливать этиленгликоль на землю или в траву, он подлежит утилизации в специализированных службах.

Пропиленгликоль

Пропиленгликоль является экосознанным теплоносителем, который не замерзает до -30 °С и, что наиболее важно, не токсичен.

Вода: плюсы и минусы традиционного теплоносителя

По статистике, более двух третей всех отопительных систем используют воду в качестве теплоносителя. Это обусловлено её многочисленными преимуществами, среди которых:

• Всеобъемлющая доступность воды и её высокая экономичность — данный теплоноситель является крайне доступным либо даже бесплатным, что позволяет без труда заменять его в автономных системах в любое время, не вызывая проблем при проведении ремонтных работ.
• Высокие теплотехнические характеристики — на сегодняшний день вода не имеет равных среди всех жидкостей, используемых в отопительных системах по теплоемкости при аналогичной плотности. Один литр воды при остывании может передать около 23,26 ватт тепловой энергии, и этот показатель недосягаем для любых других жидкостей-теплоносителей;
• Абсолютная безопасность воды для человека — в случае протечки система не представляет риска химического отравления, возгорания или возникновения опасных концентраций паров.

Несмотря на свои очевидные достоинства, вода также страдает от недостатков, которые могут ограничить её использование в роли теплоносителя без необходимых предварительных подготовительных мер. К числу таких недостатков относится:

• Высокий порог замерзания и перехода в твердое состояние — это происходит при температуре ноль градусов, и, учитывая, что в холодных регионах зимы могут быть довольно суровыми, это становится значительной проблемой.
• Коррозионная агрессивность воды, способной выступать в роли мощного окислителя.
• Достаточно высокая концентрация солей, железа, сероводорода и других веществ, которые могут при переходе в нерастворимую фракцию осесть в элементах системы, тем самым снижая её эффективность или приводя к поломкам отопительного оборудования.

Хотя основной недостаток — высокая температура кристаллизации — пока не имеет решения, остальные минусы вполне поддаются исправлению. Например, соляные отложения можно смягчать с помощью обычного кипячения или же пропускать воду через специальные фильтры для очистки котловой воды.

Незамерзающие теплоносители

В качестве альтернативы быстро замерзающей воде используются жидкости с пониженной температурой кристаллизации, известные как антифризы или незамерзайки.

Чем хороши и плохи незамерзайки

Основное преимущество антифризов заключается в их низком температурном пороге замерзания, что полностью исключает риск разрушения труб и теплообменников. Даже когда такие жидкости кристаллизуются, их объём не увеличивается, как у воды, превращающейся в лёд. Антифризы образуют вязкую гелеобразную субстанцию, которая при нагревании быстро вновь становится текучей, возвращаясь в рабочее состояние без снижения эксплуатационных характеристик.

При высокой концентрации такие жидкости несут минимальные риски даже в условиях охлаждения до -60—65 ºС. Такие экстремальные температуры редки даже в России, поэтому в большинстве регионов антифризы разбавляют дистиллированной водой для достижения состава с температурой замерзания 30—35º мороза. Этого обычно достаточно для исключения риска аварий системы отопления из-за морозов.

Современные антифризы отличаются высокой химической стабильностью, при этом качественные незамерзающие теплоносители способны функционировать в системах без необходимости замены до пяти лет. Однако полное обновление содержимого системы сделать всё-таки необходимо.

Теперь давайте поговорим о негативных сторонах использования незамерзайек. Вот основные из них:

• Антифризы плохо подходят для систем с естественной циркуляцией, поскольку они требуют прокачивания через контуры с помощью мощных насосов.
• Теплоемкость любого антифриза на 15% ниже, чем у воды, что означает, что для достижения того же уровня обогрева потребуется установка большего количества радиаторов и, соответственно, увеличения расхода теплоносителей.
• С трудом удаётся обеспечить герметичность системы при использовании антифризов, так как они могут просочиться даже через качественно выполненные уплотнения.
• Множество антифризов содержит токсичные соединения, протечка или испарение которых могут нанести значительный вред обитателям дома. Использование таких антифризов в двухконтурных котлах рискованно, так как существует вероятность попадания токсичных веществ в систему снабжения горячей водой. Температурное расширение антифризов больше, чем у воды, поэтому, применяя их, необходимо устанавливать расширительный бак большего объема.

Все незамерзающие теплоносители, используемые в автономных системах отопления, различаются по своему химическому составу и могут быть условно разделены на те, которые основаны на этиленгликоле, пропиленгликоле и глицерине.

Этиленгликолевые антифризы

Эта группа антифризов пользуется широкой популярностью, поскольку производить незамерзайку на основе этиленгликоля достаточно просто и недорого. Антифризы этого типа доступны как в концентрации, так и в виде готовых растворов с порогом замерзания в -30 °C.

При чрезмерном нагреве этиленгликолевые антифризы могут пенообразоваться, создавая воздушные пробки. Эта проблема решается добавлением присадок, которые обеспечивают антифризу ингибиторные свойства, снижая риск коррозии. Но если используются оцинкованные элементы отопления, следует быть особенно осторожным, так как взаимодействие с этиленгликолем может привести к их быстрому разрушению.

При высоких температурах, приближающихся к её точке кипения, этиленгликолевый антифриз начинает разлагаться, приводя к образованию твёрдого осадка, который может блокировать узкие каналы в системе, а оставшаяся часть жидкости превращается в агрессивные кислоты, провоцирующие образование ржавчины. Использование таких антифризов без терморегулятора в системе увеличивает риск различных аварий.

Чем антифриз хуже воды?

Системы котлов и отопления разрабатываются с расчетом на использование воды, учитывая её физические и химические характеристики. Однако антифриз имеет совершенно другие свойства, что и является главной проблемой. Существуют множество факторов, которые необходимо учитывать для минимизации недостатков антифризов в проектировании отопительной системы.

1. Вязкость и плотность антифриза превышают аналогичные показатели воды. Это значит, что для эффективной циркуляции теплоносителя требуются более мощные насосы.
2. Удельная теплоемкость антифризов составляет менее, чем у воды, что требует большего количества радиаторов для достижения аналогичного уровня обогрева.
3. Существует опасность утечек, если материалы уплотнений и составы антифризов не совместимы.
4. Коэффициент теплового расширения антифризов выше, чем у воды, что обуславливает необходимость в увеличении объёма расширительного бака.

Таким образом, правильный выбор теплоносителя имеет ключевое значение для обеспечения безопасного и эффективного функционирования отопительной системы. Возможные риски и особенности различных видов жидкостей, а также их характеристики стоит обдумать на стадии проектирования.

Чем может навредить антифриз?

Этиленгликоль является токсичным соединением. Любые утечки или неосторожное обращение с ним могут представлять опасность для здоровья людей и домашних животных.

Добавление воды в антифриз может улучшить некоторые его характеристики, такие как вязкость и теплоемкость, однако это также приводит к увеличению температуры замерзания рабочей жидкости. Чем выше содержание антифриза, тем серьезнее его воздействие на металлические элементы и уплотнители системы. Последние могут начать разлагаться под воздействием концентрированного антифриза, что в конечном итоге может привести к утечкам.

Для снижения коррозионного воздействия в состав антифриза добавляются ингибиторы. Иногда их необходимо дополнительно закупать и смешивать самостоятельно. Но если переусердствовать с добавлением воды, это приведёт к снижению эффективности присадок и, соответственно, к повышению коррозии. Это происходит как по причине ошибки самого пользователя в некорректных расчетах при разбавлении жидкости, так и в результате подпитки теплоносителя в процессе эксплуатации.

Антифризы не должны соприкасаться с цинковыми покрытиями, которые могут присутствовать в трубах и фитингах. Взаимодействие с цинком может привести к образованию нерастворимого осадка, который будет постепенно разрушать отопительную систему. Производители котлов и компонентов системы отопления, таких как насосы, фильтры и соединения, с большой вероятностью откажут в гарантийных обязательствах при использовании антифризов в качестве теплоносителя.

Пока укладка отложений не стала критической, обстоит дело можно исправить, проведя промывание системы отопления.

Незамерзающие теплоносители

Антифризы или незамерзайки представляют собой жидкости с более низким температурным порогом кристаллизации, которые служат альтернативой воде, которая быстро замерзает.

Чем хороши и плохи незамерзайки

Основное преимущество антифризов заключается в их низкой температуре замерзания, что полностью исключает риск разрушения труб и теплообменников. При кристаллизации объём незамерзающей жидкости не увеличивается, в отличие от воды, которая превращается в лед при замерзании. В основном эти жидкости образуют вязкую, гелеобразную субстанцию, которая при повышении температуры быстро разжижается, восстанавливая свою текучесть и возвращается в рабочее состояние, сохраняя свои характеристики.

При высокой концентрации незамерзающие жидкости остаются функциональными даже при охлаждении до -60—65 ºС. Несмотря на это, такие экстремально низкие температуры достаточно редки, и в большинстве регионов антифриз обычно разводится дистиллированной водой, чтобы получить состав с порогом замерзания в 30—35 ºC. Этого, как правило, достаточно для предотвращения аварий в отопительной системе из-за замерзания.

Сучные антифризы могут обеспечить стабильность химического состава, и качественные незамерзающие теплоносители могут эффективно использоваться без замены в течение порядка 5 лет. Но всё равно, полное обновление содержания системы остается необходимым.

Обратим внимание и на недостатки применения незамерзайок. К ним относятся следующие характеристики:

• Нецелесообразность использования антифризов в отопительных системах с естественной циркуляцией; они работают эффективно лишь с мощными насосами, которые перекачивают теплоноситель по кругу.
• Теплоемкость антифризов намного (до 15%) ниже, чем у воды, что требует установки большего количества радиаторов для достижения аналогичного уровня тепла, что приводит к увеличению расхода материала.
• Герметичность системы будет сложнее обеспечить из-за возможности протечек антифризов даже через качественные уплотнения.
• У большинства антифризов есть в составе токсичные химические соединения, что приводит к рискам для здоровья людей и домашних животных при возможных утечках или испарениях. Использование таких антифризов в двухконтурных котлах запрещено, поскольку существует возможность попадания токсичной жидкости в систему HotWater. Температурное расширение антифризов заметно больше, чем у воды, поэтому необходимо использовать расширительный бак большего объёма.

В качестве заключения можно сказать, что каждый антифриз, применяемый в автономных системах отопления, может быть классифицирован по своему химическому составу на антифризы на основе этиленгликоля, пропиленгликоля и глицерина, а также на основе других соединений.

Этиленгликолевые антифризы

Эта категория антифризов получила наибольшее распространение благодаря тому, что производство незамерзайек на основе этиленгликоля — это процесс, который достаточно прост и не требует значительных затрат. Антифризы этого типа доступны как в виде концентратов, так и в готовом к применению растворе с температурой замерзания -30 °C.

При высоких температурах этиленгликолевый антифриз можету вспениваться, что приводит к образованию газовых пробок. Это можно исправить с помощью присадок, которые обеспечивают ингибиторные свойства антифризу и снижают риск коррозии. Тем не менее, если используются оцинкованные элементы системы отопления, они могут быстро разрушаться под воздействием этих антифризов, поэтому контакт с ними следует избегать.

При повышении температуры, приближающейся к температуре кипения, этиленгликолевый антифриз начинает разлагаться, оседая твердым осадком, который может закупорить узкие каналы системы, оставшаяся жидкость тем временем превращается в кислоты, способствующие коррозии. При отсутствии терморегулятора использование этиленгликолевых антифризов связано с высоким риском аварий и поломок системы.

Коротко о главном

Основной теплоноситель в системе отопления должен обеспечить безопасный и эффективный перенос тепловой энергии от котла к радиаторам, которые, в свою очередь, передают это тепло в помещение. Теплоноситель должен соответствовать ряду требований:

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

В качестве теплоносителя чаще всего используется вода, так как она является доступной и экономически выгодной. Однако её температура замерзания составляет 0°C, что приводит к возможности коррозии и образованию нерастворимых солей. С другой стороны, незамерзающие жидкости лишены этих недостатков и являются альтернативой воде.

Антифризы могут быть на основе этиленгликоля, пропиленгликоля и глицерина. Также существуют специализированные антифризы для электродных котлов и минеральные антифризы. Важно не использовать тосол в качестве дешевой альтернативы. Антифриз может быть добавлен вручную или с помощью насосов. При этом крайне важно проверить эксплуатационные характеристики и тщательно следить за технологией.