В системах водяного отопления в качестве теплоносителя используется вода, она циркулирует в контуре отопления, который включает в себя систему трубопроводов, отопительные приборы и вспомогательные элементы: вентили, расширительный бак, воздухосборники, источник горячей воды (котел) и т.д.
Вода, в системе отопления, является прекрасным теплоносителем, она широко доступна и имеет отличные теплофизические свойства. При постоянном (бесперебойном) отоплении здания вода в качестве теплоносителя, вне конкуренции. Но как правило зимой дом в силу природных стихий и перебоев в электроснабжении, газоснабжении, на продолжительное время может оставаться без отопления. И если температура наружного воздуха опускается ниже -5 - 20 оС вода в системе отопления может замерзнуть и разрушить элементы контура отопления. Чтобы предотвратить негативные разрушающие действия воды при отрицательных температурах, ее заменяют незамерзающими жидкостями-антифризами.
Антифриз общее название жидкостей, не замерзающих при низких температурах. Антифризы повсеместно применяются для охлаждения двигателей внутреннего сгорания, для омывания лобового стекла автомобилей и других целей. В последнее время антифризы набирают популярность в системах отопления в качестве теплоносителя. Базовыми жидкостями антифризов являются смеси этиленгликоля, пропиленгликоля, глицерина, спиртов и других веществ с водой.
Этиленгликоль это простейший представитель многоатомных спиртов. В очищенном виде представляет собой прозрачную бесцветную жидкость слегка маслянистой консистенции. Не имеет запаха и обладает сладковатым вкусом. Этиленгликоль является токсичным веществом.
Пропиленгликоль нетоксичная бесцветная вязкая жидкость со слабым характерным запахом, сладковатым вкусом.
Глицерин бесцветная, вязкая жидкость, неограниченно растворимая в воде. Глицерин сладкий на вкус, не имеет запаха.
Таблица 1 - Физические свойства антифризов
|
Показатель
|
Антифриз
|
||
|
Этиленгликоль
|
Пропиленгликоль
|
Глицерин
|
|
|
Химическая формула
|
C2H4(OH)2
|
С3H8O2
|
C3H5(OH)3
|
|
Плотность, г/см3 (при t = 20 °С)
|
1,13
|
1,0363
|
1,261
|
|
Температура плавления, °С
|
-12,9
|
-60
|
18
|
|
Температура кипения, °С
|
197,3
|
187,4
|
290
|
Для отопительных систем антифризы изготавливаются на базе водных растворов пропиленгликоля и этиленгликоля. Также благодаря использованию специальных присадок, которые гарантируют защиту от вспенивания, коррозии, образования накипи, растворения и набухания уплотнительных материалов, их свойства коренным образом меняются.
Кроме этого, благодаря использованию присадок, существенно увеличивается термическая стабильность, которая гарантирована в температурных режимах от -65 до 105 градусов Цельсия. Даже при достижении температуры 170 градусов в некоторых местах термической деструкции не будет. Антифриз должен нормально реагировать на резину, эластомеры, пластик и прочие материалы, которые применяются в теплообменных и отопительных системах. Только в этом случае можно будет гарантировать максимальный срок службы подобного теплоносителя.
На рынках страны антифризы представлены отечественными марками: "Dixis", "Thermagent", "Энергос Универсал", "Энергос Люкс" и другими.
В основном российские антифризы изготавливаются на базе этиленгликоля. Такие изделия обычно продаются в двух вариантах исполнения: с температурой замерзания не превышающей порог в -30 оС и с температурой замерзания не больше -65°С. Для достижения необходимой температуры замерзания антифриз разбавляется определенной пропорцией с водой.
Недостатком этиленгликоля является токсичность, что делает его попадание на тело или внутрь организма очень нежелательным. Испарения также являются очень токсичными. Считается, что смертельной дозой этиленгликоля является 100-300 мл вещества. Известно, что в системах отопления двухконтурного типа, которые используются для хозяйственных нужд, существует определенная опасность. Связана она с возможностью попадания антифриза в контур горячего водоснабжения из контура отопления. Следовательно, применение подобного теплоносителя с низкой температурой замерзания на базе этиленгликоля допускается только в одноконтурных отопительных системах. Обычно такой антифриз для быстрого определения утечки окрашивается в красный цвет.
Специалисты компании ВАХI рекомендуют использовать антифриз, сделанный на базе этиленгликоля исключительно в одноконтурных котлах. При этом применять антифриз желательно в концентрациях с температурой замерзания в пределах от -20 до -25 градусов.
Пропорции для смешивания:
Имеется концентрат антифриза с температурой замерзания -65 градусов Цельсия:
-получить температуру замерзания -25°С можно смешав воду и антифриз в соотношении 40 и 60 процентов соответственно;
-получить температуру замерзания -20°С можно смешав воду и антифриз в соотношении 46 и 54 процентов соответственно.
Имеется концентрат антифриза с температурой замерзания -30 градусов Цельсия:
-получить температуру замерзания -25°С можно смешав воду и антифриз в соотношении 10 и 90 процентов соответственно;
-получить температуру замерзания -20°С можно смешав воду и антифриз в соотношении 20 и 80 процентов соответственно.
Антифризы на основе этиленгликоля критичны к перегреву. Если температура воды в какой-либо точке системы отопления превысит критическую для данной марки антифриза величину, произойдёт термическое разложение этиленгликоля и антикоррозионных присадок с образованием кислот и выпадением твёрдых осадков. Если осадки выпадают на нагревательные элементы котла, образуется нагар, который приводит к ухудшению теплообмена на данном участке нагревательного элемента, к образованию новых осадков и к дальнейшему перегреву этих участков. Кислоты, образующиеся в результате термического разложения этиленгликоля, начинают взаимодействовать с металлами системы отопления, провоцируя их коррозию. Термическое разложение присадок может привести к потере защитных свойств антифриза по отношению к материалу уплотнителей резины, паронита и т. п. и вызвать появление течей в местах соединений. Перегрев антифриза вызывает его вспениваемость, что приводит к завоздушиванию системы.
Антифризы на основе пропиленгликоля не токсичны и не так критичны к повышенным температурам, однако они на 70 - 80% дороже.
Особенности применения антифризов в системах отопления:
1) Применение антифриза в системах отопления требуют внесения корректировок в существующую систему отопления, которые ведут к удорожанию системы отопления, а именно:
• большее количество радиаторов, так как теплоемкость антифриза ниже на 15 – 20%, чем у воды;
• расширительный бак большего объема вследствие увеличенного на 40 – 60% объемного расширения водной смеси антифриза;
• более мощный насос (расчетный расход циркуляционного насоса следует принимать на 10% больше, а расчетный напор — на 60% выше), так как вязкость антифризов выше в 2 – 3 раза, чем у воды.
2) Использование смягченной воды
Обычно антифриз продается в двух модификациях: с температурой замерзания не выше -65 °С и температурой замерзания не выше -30°С. Поэтому, как оговаривалось выше, есть необходимость разбавления его водой. При этом необходимо помнить, что для разбавления антифриза необходимо использовать смягченую воду, поэтому применение антифриза без водоподготовки неприемлемо!
3) Использование дополнительных присадок
Стоит иметь в виду, что разбавление антифриза более чем на 50%, кроме повышения температуры замерзания, ведет и к ухудшению его антикоррозионных свойств, а также к выпадению осадка солей жесткости, растворенных в воде. Если все же разбавление водой более чем на 50% необходимо, то в полученный раствор надо будет добавить дополнительные присадки: снижающие коррозию, накипеобразование, пенообразование, препятствующие процессу окисления при попадании в систему отопления кислорода, предотвращающие разрушение уплотнителей — резины, тефлона, паронита, герметиков и т.д. Набор этих добавок определяется особенностями той или иной марки антифриза.
4) Негативное влияние на материал системы отопления и уплотнения
Велика вероятность периодического химического и/или электрохимического воздействия на один из материалов системы отопления (чугун, сталь, медь, алюминий, полимеры) и на набухание и/или разрушение резиновых прокладок. Если будет принято решение о монтаже системы отопления из оцинкованных труб, то применение антифриза станет невозможным. Это обусловлено тем, что взаимодействие антифриза с цинком приводит к химическим изменениям антифриза и потере его изначальных свойств.
5) Повышенная текучесть
Антифриз более текуч, чем вода, отсюда повышенные требования к разъемным соединениям системы отопления. По этой причине все соединения в системе отопления должны быть доступны для осмотра и ремонта.
Таблица 2. Достоинства и недостатки некоторых часто применяемых теплоносителей
|
Тепло- носители |
Основа теплоносителя |
Достоинства |
Недостатки |
| СП-В |
Вода |
экологически и токсикологически безопасна; дешева |
замерзает при температуре ниже 0 °С |
| ОЖ |
Этиленгликоль(ЭГ) |
удовлетворительные теплофизич. свойства; темп. замерзания до -60°С |
Яд! Смертельная доза для человека 50-150 мл., |
| ХНТ |
Пропиленгликоль(ПГ) |
экологически и токсикологически безопасен; темп. замерзания до -60°С |
по теплофизич. свойствам уступает ЭГ на 10÷20 % ; относительно |
| ХНТ-НВ |
Пропиленгликоль(ПГ) |
экологически и токсикологически безопасен; темп. замерзания до -71°С |
относительно высокая стоимость (от 84 руб./кг) |
|
ХНТ-35 |
Пропиленгликоль(ПГ) |
предназначен дл эксплуатации с электродными котлами, экологически и токсикологически безопасен; темп. замерзания до -60°С |
по теплофизич. свойствам уступает ЭГ на 10-20 %; относительно высокая стоимость |
| Spektrogen | Этиленгликоль(ЭГ), Пропиленгликоль(ПГ) | пониженная вязкость, обеспечивающая экономию энергии до 20% при запуске оборудования в условиях отрицательных температур. | - |
Особенности применения антифризов в газовых котлах ВАХI, Ariston, и др. Практические советы
1. Возможно ли применение автомобильного тосола в отопительных системах?
В отопительных системах рекомендуется применять антифриз, который специально разработан для этих целей. Известно, что в составе большинства тосолов есть силикатные и фосфатные соединения, амины, нитриты и прочие элементы, испарения которых будет очень вредны для человека.
2. Если установлены в системе отопления оцинкованные трубы, можно ли применять антифриз?
Ни один теплоноситель (даже импортный) с низкой температурой замерзания, основой которого является гликоль, не сумеет защитить оцинкованные покрытия.
3. Можно ли различные виды антифризов смешивать друг с другом?
Какие бы не были виды антифризов, но их смешивать без проведения проверки на совместимость не желательно.
4. Какую воду использовать для разбавления антифриза?
Лучше всего для этих целей использовать именно дистиллированную воду, в составе которой нет магния и солей кальция.
5. Влияет ли на котел и радиаторы отопительной системы использование антифриза?
Антифриз имеет теплоемкость, которая ниже, чем у воды на 15-20 процентов. Следовательно, он накапливает и отдает тепло гораздо хуже. При выборе радиаторов необходимо ориентироваться на более мощные модели. Лучше подбирать радиатор, теплоотдача которого будет на 20 процентов выше, чем у обычного.
6. Как влияет антифриз на мембранный бак в системах отопления?
Стоит помнить, что выбирая расширительный бак необходимо учитывать некоторое отличие коэффициента объемного расширения (на 15-20 процентов в сторону увеличения) такой жидкости, как антифриз. Следовательно, размер расширительного бака должен составлять 15 процентов от всего объема отопительной системы.
7. Что будет, если применять в системе отопления антифриз на -65 градусов в неразбавленном виде?
В этом случае будет перегреваться теплообменник по причине недостаточного теплосъема. Присадки гликоля при длительном перегреве будут разлагаться. Теплоноситель обретет темно-коричневый оттенок, образуется много осадка.
8.Специалисты рекомендуют производить разбавление антифриза до достижения температуры -20 градусов Цельсия.
Если антифриз разбавлен на -20°С, то будет гарантирована защита выключенной системы отопления от разрушительных процессов даже при снижении температуры до -30°С. Если же все-таки температура снизилась ниже двадцати градусов, что можно исключить в наших условиях, то антифриз будет густеть и со временем превратится в желеобразную массу. Как только температура поднимется выше, жидкость станет прежней, не утратив своих свойств.
9. Почему возникает необходимость подпитки системы, в которую залит антифриз, и как это делать правильно?
Антифриз текучее воды, поэтому к разъемным соединениям в системе отопления предъявляются более строгие требования. Сборка всех стыковых узлов должна производиться особенно внимательно, при этом необходимо предварительно производить опрессовку системы.
Можно ли мешать тосол с антифризом?
Во-первых, нужно сразу уяснить различия между тосолом и антифризoм. Антифриз - общее название охлаждающих жидкостей для автомобильных двигателей, а "Тосол" - торговая марка отечественного антифриза. Тосол и антифриз отличаются составом и эксплуатационными характеристиками. Тосол более агрессивен по отношению к каналам системы охлаждения, чем антифриз. Поэтому смешивание тосола с антифризом или замена одного на другое без промывки системы охлаждения может привести к коррозии или к появлению осадка, забивающего каналы, ухудшению качеств охлаждающей жидкости как таковой.
Замена охлаждающей жидкости.
Сначала нужно слить из системы старый антифриз - из котла, расширительного бачка и радиаторов системы отопления. После этого систему желательно промыть - особенно если вы не знаете, можно ли смешивать старый антифриз с новым или система отопления у вас чем-нибудь засорена. Промывку делают дистиллированной водой; можно добавить спецжидкости. Залив воду, необходимо создать циркуляцию при помощи циркуляционного насоса в течении 30-40 мин и потом слить воду, после чего залить новый антифриз.
