Каковы требования к теплоносителю для отопительных систем: характеристики жидкости для радиаторов

Несмотря на рост популярности альтернативных способов обогрева, большинством случаев основным источником тепла остаётся вода, циркулирующая в тепловых системах. Это обусловлено её экономичностью и высокой эффективностью, что особенно актуально в условиях наших суровых зим.

Однако существует опасность замерзания воды, поэтому для систем отопления применяются различные незамерзающие жидкости, которые могут её заменять. В данной статье мы рассмотрим основные типы таких теплоносителей, их важные плюсы и минусы.

Кроме того, предоставим пошаговую инструкцию по определению нужного объёма теплоносителя для конкретной установки и рекомендации по выбору оптимальной жидкости для отопительных контуров.

Требования к теплоносителям

Основное предназначение жидкости в трубах — это передача тепловой энергии от котла к радиатору.

Чтобы обеспечить безопасность и эффективность работы системы отопления, теплоноситель должен соответствовать ряду ключевых требований:

• защита труб от коррозии;
• стабильность химического состава относительно уплотнителей;
• адекватный диапазон рабочих температур для труб, от замерзания до кипения;
• высокая теплоёмкость, позволяющая аккумулировать больше тепла;
• невозможность образования накипи;
• полная безопасность с точки зрения отсутствия токсичных паров и низкой взрывоопасности;
• неизменность состава под воздействием высоких температур.

И вот встает ключевой вопрос: какую жидкость можно считать подходящей для современных отопительных систем?

К сожалению, на сегодняшний день не существует идеального теплоносителя. Желание найти оптимальный вариант остаётся актуальным.

Галерея изображений

Теплоноситель — это средство, способное перемещаться в отопительной системе, чтобы транспортировать тепло, вырабатываемое котлом, к его конечному потребителю.

На территории СНГ наиболее распространённым теплоносителем является вода. В системах отопления она обычно прогревается до 60-70 градусов, а в однотрубных гравитационных системах температура может достигать 95-105 градусов на выходе из котла.

Вторым по популярности вариантом является пар с температурой нагрева до +130 градусов. Такие системы чаще всего встречаются в производственных или подсобных помещениях.

Что касается воздушного отопления, которое не так распространено в нашем регионе, то в этом случае теплоносителем служит воздух, нагретый до +60 градусов. Это вторичный теплоноситель, который разогревается с помощью пара, электроэнергии или воды.

В открытых водяных системах отопления теплоносителем может быть лишь вода.

В северных регионах, где есть риск замерзания, вместо воды в водяных системах применяют незамерзающие жидкости, замешанные с антифризом.

Однако растворы антифриза нельзя использовать в двухконтурных котлах, которые обеспечивают как отопление, так и горячее водоснабжение, так как они могут быть опасными в смешанных системах.

Вода остаётся наиболее доступным и низкозатратным вариантом теплоносителя, и именно поэтому она пользуется наибольшей популярностью. Вода отлично тёплая, и благодаря своей текучести она эффективно распространяет тепло.

Когда использовать антифриз?

Перед тем как рассмотреть альтернативу воде, важно помнить, что для постоянного жилья, где люди проводят много времени, она остаётся самым безопасным и надёжным выбором.

Вода, как теплоноситель, обладает оптимальными характеристиками для циркуляции в системах отопления.

Тем не менее, в условиях сильных зимних морозов даже небольшая кристаллизация воды может привести к серьёзным повреждениям трубопроводов и оборудования.

Если речь идёт о даче или загородном доме, где жильцы присутствуют периодически, теплоноситель должен быть устойчив к низким температурам, характерным для региона.

Использование химических составов в качестве теплоносителя требует предварительной проверки герметичности системы, так как жидкости могут быть токсичны и огнеопасны.

Важно помнить, что антифризы не должны использоваться в чистом виде, так как концентраты могут быть агрессивны для системы, и их следует разбавлять водой.

Также следует учитывать, что незамерзающие жидкости необходимо регулярно менять, что повлечёт дополнительные расходы.

Некоторые производители котлов рекомендуют использовать определённые марки теплоносителей. Использование жидкости с другим составом может привести к утрате гарантии на оборудование.

Обзор популярных теплоносителей

Для лучшего понимания ситуации давайте подробнее рассмотрим каждый из типов теплоносителей.

Вариант #1 — вода с добавками

Примерно 70% современных отопительных систем используют воду или её модифицированные варианты с добавлением различных компонентов.

Причины такой популярности:

• полная безопасность — утечка приведёт лишь к бытовым неудобствам;
• высокая теплоёмкость – около 1 кал/г*С (литр воды способен передать больше тепла, чем любая другая жидкость);
• низкая стоимость и доступность — вода намного дешевле различных незамерзающих составов и легко доступна в любое время.

Однако менять воду в системе не стоит без серьёзных причин, так как при нагреве она теряет соли и кислород.

Если вода закипела несколько раз, её состав изменится, и в новой порции станет меньше кислорода.

Не рекомендуется часто менять воду, чтобы не допустить образования накипи на поверхности труб и оборудования.

Среди недостатков:

• Высокая температура замерзания, поэтому системы нельзя оставлять без присмотра — это может привести к повреждениям при замерзании;
• Соли, содержащиеся в воде, могут вызывать отложения на трубах и нагревательных элементах, уменьшая их эффективность;
• Вода является хорошим окислителем, а растворённый в ней кислород провоцирует коррозию металла.

Хотя температура замерзания остаётся неизменной, другие недостатки можно минимизировать, используя методы умягчения или дистиллированную воду, которая отличается высокой чистотой.

Можно также использовать талую или дождевую воду, которая является естественно дистиллированной, хотя и не всегда абсолютно чистой.

Для поддержания технического состояния системы лучше использовать дистиллированную воду, особенно после её слива и работ по ремонту.

Производители также предлагают дистиллированную воду с присадками, которые значительно снижают вероятность коррозии.

К тому же такие жидкости содержат ПАВ, которые минимизируют образование отложений и способствуют более долговечному функционированию прокладок и сальников.

Вариант #2 — незамерзающий антифриз

Даже дистиллированная вода с присадками не лишена недостатка – замерзания при 0 градусах Цельсия. Специальные жидкости для отопительных систем не имеют этой проблемы и плохо кристаллизуются даже при низких температурах.

При понижении температуры антифриз не превращается в лёд, а приобретается гелеобразная консистенция, что защищает трубы от повреждений.

При повышении температуры такая жидкость становится более текучей, хотя и остаётся чуть менее вязкой, чем вода.

Теплоноситель доступен в двух вариантах: первый — с температурой замерзания в неразбавленном состоянии -65°C, и второй -30°C.

Концентрированный состав, который не замерзает, можно разбавлять в соответствии с указаниями производителя, учитывая климатические особенности региона. Для получения жидкости с температурой замерзания -30°C требуется разбавление водой в равных долях, а для достижения -20°C антифриз смешивается с двумя частями воды.

Составы многих производителей могут выдерживать температуры до -65°. В большинстве северных и центральных областей температура редко опускается ниже -35°; поэтому антифриз часто разбавляют дистиллированной водой, снижая порог замерзания до -40°.

Галерея изображений

При отрицательных температурах вода кристаллизуется и увеличивает свой объем. Получившийся лед может повредить трубы и соединения. Для предотвращения таких ситуаций в водные системы добавляют антифриз.

Антифриз можно применять исключительно в закрытых системах отопления, которые не имеют прямого контакта с атмосферой.

Концентрированную незамерзающую жидкость разбавляют водой. Соотношение выбирается так, чтобы кристаллизация начиналась при указанной температуре.

Незамерзающая жидкость подходит для всех типов водяных контуров: как радиаторных, так и конвекторных систем, а также для теплых полов.

Благодаря своей текучести, незамерзайка не подходит для использования обычных прокладок и уплотнителей; необходимы те, что специально предназначены для работы с антифризом.

Вязкость незамерзайки выше, чем у воды, поэтому для ее циркуляции понадобятся более мощные насосы.

В отопительных трубопроводах нельзя использовать оцинкованные трубы, так как контакт с цинком может изменить свойства и состав жидкости.

Для заливки в отопительных системах необходимо приобретать только тот антифриз, который предназначен непосредственно для этих целей. Использовать незамерзающую жидкость для автомобилей совершенно недопустимо.

Преимущества и недостатки антифризов

Особые условия для отопления с антифризом

Заполнение системы отопления антифризом

Использование антифриза в теплых полах

Ускоренный износ прокладок

Специфика выбора насоса

Отказ от оцинкованных труб

Разнообразие антифризов для отопительных систем

Качественные составы от производителей имеют очень стабильные характеристики и могут прослужить около 5 лет. После этого необходимо полностью заменить жидкость.

Для достижения этих свойств производителям пришлось отказаться от некоторых преимуществ, которые предоставляет вода:

• теплоотдача антифриза ниже на 15%, что может привести к необходимости установки дополнительных радиаторов или секций;
• в составе могут быть токсичные компоненты, что делает его неприемлемым для двухконтурных систем, где антифриз может попасть в контур горячей воды;
• большая текучесть по сравнению с водой требует использования специализированных уплотнителей для предотвращения утечек;
• повышенная вязкость требует более мощного насоса — о рекомендациях по выбору и обзоре лучших моделей можно прочитать здесь;
• более высокий коэффициент расширения делает необходимым установку расширительного бака увеличенного объема.

При использовании любых антифризов не следует выполнять разводку отопления из оцинкованных труб, поскольку контакт с ними может ухудшить свойства незамерзайки.

Важно помнить, что для заполнения отопительных контуров должен использоваться состав, специально предназначенный для этих систем. Жидкость для авто не подходит для этих целей.

Применение незамерзающих жидкостей в качестве теплоносителей требует корректировки схемы системы отопления. Из-за вязкости антифриза он требует больше времени для передачи тепла в отопительные приборы, поэтому стоит увеличить количество секций радиаторов или выбирать устройства с большей теплоемкостью.

Необходимо также снизить трение в трубопроводах путем замены фитингов на более крупные модели по сравнению с водяными контурами.

Современные незамерзающие жидкости могут быть разделены на три основных типа, в зависимости от состава:

• глицериновые;
• на основе пропиленгликоля;
• на основе этиленгликоля.

Рассмотрим каждый вид более подробно, чтобы выбрать наиболее подходящий под текущее оборудование и условия эксплуатации.

Вариант #3 — антифриз на основе этиленгликоля

Один из наиболее востребованных антифризов занимает свое место на прилавках благодаря своей доступной цене и простому производственному процессу.

В составе жидкости содержится около 4% добавок, которые предотвращают вспенивание этиленгликоля при высоких температурах. Это также включает ингибиторы, защищающие металлические поверхности от коррозии.

Из-за агрессивности этиленгликоля его используют только в разбавленном виде, чтобы защитить внутренние поверхности труб и радиаторов.

Этиленгликоль является агрессивным веществом к трубам, приборам и соединениям, обладает токсичностью, но его теплотехнические характеристики на высоком уровне.

Ключевым недостатком этиленгликоля является его токсичность. Даже минимальное количество этого вещества в организме человека может вызвать серьезные проблемы со здоровьем, поэтому вся система отопления должна быть надежно герметизирована.

Также в использовании этиленгликоля важен постоянный контроль температуры. Если котел будет нагревать жидкость до температуры, близкой к точке кипения, состав начнет разлагаться с образованием твердого осадка и выделением кислот, что может повредить оборудование.

Указанный антифриз подходит только для систем, в которых температурный режим можно точно контролировать, но не все котлы имеют такую возможность.

Вариант #4 — жидкость на основе пропиленгликоля

Этот более современный антифриз избавился от некоторых недостатков этиленгликоля.

• не токсичен — в составе имеются добавки, применяемые в пищевой промышленности;
• может использоваться в двухконтурных системах, так как случайное попадание в питьевой контур не представляет опасности для здоровья;
• обладает более высокими теплотехническими характеристиками;
• срок службы составляет 10 лет;
• действует в системе отопления по принципу смазки, что снижает гидравлическое сопротивление в трубопроводах и улучшает КПД.

Однако одно из существенных ограничений остается — это несовместимость с цинком. Специальные добавки теряют свои свойства при циркуляции по оцинкованным трубам. Еще одним относительным минусом является в два раза более высокая стоимость.

Вариант #5 — глицериновый антифриз

Глицериновый антифриз обладает рядом близких к идеальным свойств, но также подвержен критике. Мнения по этому поводу разнятся, поэтому стоит отметить все аспекты.

Сторонники глицеринового состава выделяют следующие преимущества:

• экологически чистый и безопасный для здоровья;
• широкий диапазон рабочих температур — от -30 до +100;
• при замерзании расширяется минимально;
• не агрессивен к оцинкованным трубам и радиаторам;
• стоит дешевле пропиленгликоля;
• срок службы составляет 7-10 лет.

Глицериновый противозамерзающий состав не взрывоопасен и не горит. Достоинство заключается в том, что он почти не разрушает уплотнения.

В состав антифриза на основе глицерина входят синтетические добавки, которые значительно снижают коррозионную активность жидкости.

Среди критиков данного теплоносителя можно встретить следующие аргументы:

• значительный вес, создающий дополнительную нагрузку на трубы;
• отсутствие стандартов качества для глицериновых смесей;
• при перегреве и испарении воды теряет свои свойства, превращаясь в гелеобразное вещество с твердыми включениями;
• повышенное пенообразование;
• при температуре более 90 градусов может начать разлагаться;
• по сравнению с пропиленгликолем обладает более низкой теплоемкостью;
• в связи с большей вязкостью способствует быстрому износу оборудования.

Стоит отметить, что в некоторых странах, где этиленгликоль запрещён, производство глицериновых теплоносителей также отсутствует. Из-за споров относительно использования глицериновой жидкости, ответственность за ее применение полностью ложится на владельца.

Глицериновый антифриз — это вариант с множеством плюсов, но его высокая цена и вязкость ставят под сомнение целесообразность покупки.

Вариант #6 — теплоноситель для электродного котла

Этот тип оборудования требует отдельного упоминания, потому что электродные котлы нуждаются в особом теплоносителе. Жидкость нагревается посредством ионизации, когда на нее воздействует переменный ток.

Антифриз должен обладать специфическим химическим составом, который обеспечит нужные значения электрического сопротивления, электропроводности и ионизации.

Производители электродных котлов предоставляют четкие рекомендации по использованию определенных марок теплоносителя. Поэтому важно осторожно выбирать антифриз, чтобы не утратить право на гарантию.

Каждая модель электродного котла имеет ограничения по маркам теплоносителей. При использовании неподходящего состава производитель оставляет за собой право не выполнять гарантийные обязательства.

Рекомендации по выбору средства

Важно учитывать как характеристики теплоносителей для отопительных систем, так и конфигурацию оборудования, чтобы обеспечить безопасный и эффективный обогрев.

Если вы решили использовать антифриз, следует рассмотреть условия, в которых его применение будет исключено:

• отсутствие температурного регулятора в котле;
• использование льняной подмотки с масляной пропиткой для уплотнений;
• применение труб, радиаторов и запорной арматуры с оцинкованным покрытием в отопительном контуре;
  -открытая система отопления

Испарения из незамерзающей жидкости могут негативно менять её характеристики, а пары этиленгликоля обладают токсичными свойствами.

Следование изложенным рекомендациям поможет владельцам избежать множества проблем, возникающих при неправильном использовании незамерзающих жидкостей:

• уплотнительные места следует обработать специальной пастой для уплотнений;
• радиаторы секционного типа необходимо разобрать и заменить уплотнители на тефлоновые или паронитовые прокладки;
• автоматические воздухоотводчики не стоит устанавливать (более эффективно использовать краны Маевского для ручного контроля);
• радиаторы и трубы должны быть увеличены в объеме и диаметре;
• необходимость в циркуляционном насосе с повышенной мощностью;
• установить мембранный расширительный бак большего объема.

Антифриз следует заливать в отопительную систему только после тщательной промывки контуров, для чего предпочтительно использовать специальные средства. В целях безопасности жильцов эксперты рекомендуют использовать пропиленгликоль.

Котел нельзя сразу переводить на максимальную мощность после заполнения системы теплоносителем. Температуру необходимо увеличивать постепенно, чтобы антифриз смог достичь необходимых рабочих характеристик и расшириться в допустимых пределах.

При выборе подходящего теплоносителя следует принять во внимание характеристики труб, котлового оборудования и другими факторами.

При разбавлении жидкости с водой нельзя превышать концентрацию -20 градусов. Избыток воды способен вызвать образование накипи и изменить свойства гликоля. Для разбавления лучше использовать только дистиллированную воду.

Как рассчитать объем теплоносителя?

Простейший способ — воспользоваться водомером или счетчиком расхода воды. Такой прибор почти всегда имеется в домах или квартирах с централизованным водоснабжением.

Перед тем как начать измерения, отопительный контур следует полностью освободить от жидкости. После этого нужно снять показания с счетчика и осуществить заполнение системы небольшим напором воды, чтобы избежать появления воздушных пробок, которые могут исказить результаты.

Как только отопительный трубопровод будет заполнен водой, следует снова сделать замеры на водомере. Важно помнить, что один кубометр равен 1000 литрам, чтобы закупить нужное количество жидкости.

Второй менее удобный, но все же эффективный способ пригодится, если нет счетчика. Заполненная система опустошается через мерную емкость (например, ведро или бак установленного объема). Главное — не ошибиться в количестве ведер.

Еще один метод — это математический расчет. Для этого берутся данные объемов радиаторов, расширительного бака, диаметров труб и объема теплообменника котла. Используя простые геометрические и арифметические формулы можно определить общий объем.

Примеры широкого спектра расчетов для каждого элемента системы отопления приведены в следующих статьях:

• Расчет объема труб: основные принципы и правила расчетов в литрах и кубометрах
• Расширительный бак для открытой отопительной системы: конструкция, назначение, основные виды + советы по расчету бачка

Заключение и полезное видео по теме

В этом ролике можно узнать мнение специалиста о целесообразности замены воды на незамерзающую жидкость:

Подробный разбор нюансов заполнения отопительной системы теплоносителем и советы по правильному запуску системы можно найти в следующем видео:

Приведенные сведения формируют полное понимание для каждого владельца, кто выбирает теплоноситель. Он сможет определить, какая жидкость ему необходима, какие требования для её использования и как их соблюсти.

Что за теплоноситель используется в вашем отоплении? Почему вы выбрали именно этот вариант и довольны ли его работой? Делитесь вашими мыслями в комментариях.

Если вы только начинаете выбирать тип теплоносителя и не нашли ответов на вопросы в этой статье, не стесняйтесь задавать их в комментариях — мы с радостью постараемся помочь.