Вибираємо теплоносій для системи опалення заміського будинку

By Степан Семенчук

Як би не старалися вчені та інженери у пошуку альтернативних рідкому середовищі накопичувачів та передавачів тепла від джерел до кінцевих точок теплообміну, гідної заміни рідкому середовищу досі не з’явилося. Водяні опалювальні системи ще довго залишатимуться найпоширенішими, оскільки вони практичні та досить ефективні. Водяними вони називаються умовно, хоча правильніше було б називати їх рідинними, адже в ролі теплоносія у них використовується не лише вода, а й інші види рідких субстанцій.

Який він — оптимальний рідкий теплоносій?

Ідеальний рідкий теплоносій систем опалення автономного типу повинен відповідати таким вимогам:

  • Мати достатню теплоємність, щоб ефективно накопичувати і передавати теплову енергію.

  • Бути хімічно нейтральним за складом, щоб не провокувати виникнення корозійних вогнищ в елементах опалювального обладнання та не роз’їдати прокладки, що ущільнюють, у місцях з’єднань контуру.

  • Підтримувати робочий стан у широкому діапазоні температур.

  • Не містити сполук і речовин, що осідають у трубах та батареях, що викликають заростання їх твердими відкладеннями.

  • Бути стабільним за складом — не розкладатися та не розщеплюватись на різні хімічні складові під дією високої температури або від часу. Його щільність, в’язкість, теплоємність та хімічна інертність повинні залишатися постійними.

  • Бути безпечним для мешканців будинку, що опалюється за його допомогою, тобто бути нетоксичним і негорючим.

  • Мати доступну ціну.

Набір вимог визначено: він логічний та зрозумілий. На жаль, рідкого теплоносія, що відповідає всім цим критеріям, у природі не існує.

Теплоносій AQUA TRUST -30C пропіленгліколь 20кг

Різні рідини, що використовуються для опалення, мають неповний набір перерахованих вище властивостей і характеристик, причому посилення одних часто вдається домогтися за рахунок погіршення інших. Через це проблему придбання рідинного теплоносія вважають непростим завданням. Грамотний вибір оптимального для конкретних об’єктів теплоносія обов’язково враховує і нюанси конструкції системи та особливості режиму майбутньої експлуатації. Відштовхуються при цьому пріоритетного для об’єкта параметра, який стає вирішальним фактором.

Розглянемо проблему вибору на конкретних прикладах. Якщо теплоносій потрібний опалювальній системі з твердопаливним котлом у приватному будинку, в якому господарі проживають постійно, не залишаючи його ні на день, доцільно вибрати воду. Ті ж вступні, але електричний котел, і нерідкі перебої з електроенергією? Варто подумати про зміну теплоносія або генератора теплової енергії, оскільки в сильний мороз навіть кілька годин простою електрокотла можуть спричинити поломку системи через замерзання води. Якщо житло використовується наїздами у вихідні або свята, то систему опалення краще заповнити незамерзаючою рідкою субстанцією, але це вимагає наявності додаткового обладнання та внесення змін до конструкції системи, а також надійної герметизації всіх її елементів.

Потрібно також розуміти, що поки що не придумали теплоносіїв, які можна експлуатувати вічно. Згодом будь-який наповнювач системи опалення потребує заміни. Тому вартість теплоносія — один із вирішальних аргументів вибору. Іноді проблему вибору вирішують виробники котлів, вказуючи в інструкції тип, а часом і марку складу, що рекомендується. Відступ від таких рекомендацій призводить до припинення гарантійного терміну, що також слід враховувати.

Вода: плюси та мінуси традиційного теплоносія

За статистикою, водою заповнено понад дві третини опалювальних систем. Така поширеність традиційного теплоносія пояснюється такими перевагами:

  • Доступність води та її економічність – обходиться цей теплоносій господарям дуже дешево, а частіше просто безкоштовно, і замінити його в автономній системі можна у будь-який час, що дозволяє без проблем проводити будь-які ремонтні роботи.

  • Високі теплотехнічні характеристики – досі з усіх застосовуваних в опалювальних системах рідин не знайшлося рівних воді теплоємності при аналогічній щільності носія. Літр води при охолодженні передає через теплообмінники близько 23,26 Вт теплової енергії. Цей показник недосяжний для жодної рідини-теплоносія;

  • Абсолютна безпека води для людини — якщо й відбувається протікання системи, вона не несе ризиків хімічних отруєнь, загорянь чи утворення критичної вибухонебезпечної концентрації пари.

При безперечних перевагах вода не позбавлена ​​і недоліків, що обмежують її застосування як теплоносій без певної підготовки. До них відносяться:

  • Високий поріг замерзання та переходу в твердий стан — це відбувається при перетині стовпчиком термометра нульової позначки, а якщо врахувати, що ми живемо в холодній країні, де на більшій частині зими досить суворі, цей недолік стає великою проблемою.

  • Корозійна агресивність води є потужним окислювачем.

  • Наявність у хімічному складі води високої концентрації солей, заліза, сірководню та інших сполук, деякі з яких здатні переходити в нерозчинну фракцію та осідати в елементах системи, знижуючи її ефективність та виводячи опалювальне обладнання з ладу.

З основним недоліком — високою температурою кристалізації — впоратися поки що неможливо. Інші мінуси води цілком переборні. Наприклад, пом’якшити її, а значить, позбавити солей, можна звичайним кип’ятінням або пропусканням через спеціальні фільтри для очищення котлової води.

Незамерзаючі теплоносія

В якості альтернативи воді, що швидко замерзає, використовують рідини зі зниженим температурним порогом кристалізації. Вони називаються антифризами, чи просто незамерзайками.

Чим хороші та погані незамерзайки

Головна перевага антифризів – низька температура замерзання – повністю виключає ризик розриву труб та теплообмінників. Адже навіть перетворюючись на кристали, незамерзайки не збільшують об’єм, як вода, що переходить у стан льоду. Вони просто стають в’язкою гелеподібною субстанцією, яка при підвищенні температурних значень швидко розріджується, відновлюючи плинність і приходячи до робочого стану без втрати експлуатаційних властивостей.

При високій концентрації теплоносіїв, що незамерзають, некритично навіть охолодження до -60—65 ºС. Такий екстремальний холод навіть рідко, тому в більшості регіонів антифризи розводять дистильованою водою, отримуючи склад з порогом замерзання в 30-35 º морозу. Цього майже завжди достатньо для виключення ризику аварій опалювальної системи через її перемерзання.

Сучасні антифризи відрізняє висока стабільність хімічного складу, якісні теплоносії, що незамерзають, без заміни можна використовувати близько 5 років. Але обійтися без повного оновлення вмісту опалювальної системи не можна.

Тепер зупинимося на негативних моментах застосування незамерзання. Ось основні з них:

  • Антифризи не придатні для використання в опалювальних системах з природною циркуляцією, вони по контурах проганяються за допомогою потужного насоса.

  • Теплоємність будь-якого антифризу набагато (до 15%) нижча, ніж у води, тому для забезпечення такого ж рівня обігріву потрібно більше радіаторів, а отже, збільшується витрата теплоносіїв.

  • При використанні в опаленні антифризів важче досягти герметичності системи – вони здатні просочитися і через якісно виконані ущільнення.

  • Багато антифриз містять надзвичайно токсичні сполуки, їх протікання або випаровування можуть завдати великої шкоди мешканцям опалювального об’єкта. Не можна використовувати подібні антифризи у двоконтурних котлах, де є ризик потрапляння токсичного теплоносія до системи постачання гарячої води. Температурне розширення антифризів значно більше ніж у води, тому при їх застосуванні необхідна установка розширювача більшого об’єму.

Всі теплоносії, що незамерзають, використовуються в автономних системах опалення, в залежності від хімічного складу можна розділити на виготовлені на основі етиленгліколю, пропіленгліколю і гліцерину.

Етиленгліколеві антифризи

Ця група набула найбільш широкого поширення, оскільки виробляти незамерзайку на етиленгліколевій основі нескладно і не надто затратно. Реалізують антифризи цього як у вигляді концентрату, так і готовим до використання розчином з порогом замерзання -30 С.

При сильному нагріванні етиленгліколеві антифризи можуть спінюватись, утворюючи газові пробки. Вирішити проблему допомагають присадки, що надають антифризу інгібіторних властивостей, знижуючи ризик корозії. Але оцинковані елементи опалення швидко руйнуються під дією антифризів цього типу, тому не можна допускати їхньої взаємодії.

При високих значеннях температури, наближених до точки його кипіння, етиленгліколевий антифриз починає розкладатися, осідаючи твердим осадом, що закупорює вузькі канали елементів системи, а рідина, що залишилася, перетворюється на вкрай агресивні кислоти, що провокують утворення вогнищ іржі. Якщо котел не оснащений терморегулятором, використання в системі етиленгліколевих антифризів пов’язане з високими ризиками аварій.

Теплоносій THERMO TRUST-65C етиленгліколь 20кг

Етиленгліколь – це отрута, тому необхідно забезпечити надійну герметизацію опалювальної системи. Навіть заливаючи цей склад у систему, треба працювати в рукавичках, тому що навіть просте влучення рідини на шкіру становить небезпеку.

Як бачите, мінусів у антифризів цього достатньо. Але багатьох підкуповує низька вартість такої незамерзання. Випускають ці розчини в червоних тонах, що закликає до особливої ​​обережності в процесі використання.

Антифризи на базі пропіленгліколю

Цей вид антифризів є безпечним для здоров’я. Пропіленгліколеві незамерзайки придатні для використання в опалювальних системах із двоконтурними котлами. До того ж за теплоємністю подібні антифризи значно перевершують етиленгліколеві склади. Обволікаюча дія пропіленгліколю дає ефект мастила труб, тим самим знижується загальний гідравлічний опір і зростає ККД системи. Але з оцинкованими елементами у пропіленгліколевих складів теж складні відносини, тому їх не можна використовувати в системі з цим теплоносієм. Реалізуються антифризи цього вже готовими розчинами і коштують дорого.

Теплоносій AQUA TRUST -30C пропіленгліколь 10кг

Теплоносії на гліцериновій основі

Цей вид антифризу має і шанувальників, і супротивників. Перші знаходять чимало аргументів на користь його використання. Ось основні з них:

  • гліцерин абсолютно безпечний у використанні;

  • він має широкий діапазон робочих температур, не збільшує об’єм при кристалізації, після відновлення рідкого стану зберігає всі властивості та характеристики;

  • “лояльний” до оцинкованих деталей опалювальних систем;

  • не роз’їдає прокладки ущільнення та не підтікає у місцях з’єднань;

  • негорючий та вибухобезпечний;

  • може використовуватися по 7-10 років за дотримання рекомендованих правил експлуатації;

  • за теплотехнічними властивостями практично дорівнює пропіленгліколю, а коштує набагато нижче.

Противники застосування гліцеринових антифризів наводять свої аргументи:

  • їхня висока щільність дає зайве навантаження на систему опалення;

  • підвищена в’язкість ускладнює роботу насоса та прискорює його зношування;

  • по теплоємності поступаються пропіленгліколю.

Заперечують вони і високу термостійкість гліцеринових антифризів, стверджуючи, що цей теплоносій при нагріванні до 90 градусів посилює піноутворення. Щоправда, впоратися з ним можна, ввівши присадки. Сумнів у противників використання гліцеринових теплоносіїв викликає й твердження про екологічну безпеку. При тих же 90 градусах нагрівання дуже висока ймовірність розпаду гліцерину на твердий осад і газоподібну субстанцію під назвою акролеїн, що має вкрай неприємний запах і є слабким канцерогеном.

Читайте також: