Теплоноситель для системы отопления загородного дома: критерии выбора

Индивидуальная система отопления в зимнее время должна функционировать непрерывно, даже при отсутствии жильцов, в экономичном режиме работы. Но если хозяева на долгое время покинули загородный коттедж или дачный дом, могут возникнуть непредвиденные ситуации, приводящие к замерзанию воды в трубах отопления, и в этом случае становится актуальным вопрос — что залить в систему отопления частного дома.

Задача усложняется тем, что существует несколько вариантов замены воды морозоустойчивыми жидкостями, имеющими различные химические свойства и физические характеристики. Также необходим точный расчет объема теплоносителя в системе — это позволит правильно определить нужное количество незамерзающей жидкости для функционирования в системе отопления, и соответственно сэкономить финансовые средства и время.

Рис. 1 Система отопления в частном доме

Что такое теплоноситель и какие бывают виды

Теплоносителем называют жидкое или газообразное вещество, предназначенное для передачи тепловой энергии, в индивидуальной отопительной системе дома используется только жидкое рабочее тело.

В домашнюю систему отопления заливаются следующие виды теплоносителей:

Вода. Самый доступный и универсальный теплоноситель, не требующий финансовых затрат на его приобретение и используемый в большинстве систем отопления, обладает наибольшей теплоемкостью среди жидких веществ.
Антифризы. Для передачи тепловой энергии используются два вида антифризов — этиленгликоль и пропиленгликоль. Они имеют низкую температуру кристаллизации и разводятся с водой в определенном соотношении — это позволяет изменять точку замерзания жидкости.
Смеси антифризов. Наиболее популярные антифризы этиленгликоль и пропиленгликоль обладают разными химическими и физическими свойствами. Некоторые производители добавляют в их состав гликоли для получения жидкостей, сочетающий в себе преимущества двух компонентов.
Автомобильные антифризы. Этиленгликоль является одним из основных компонентов автомобильных охлаждающих жидкостей, поэтому можно использовать общеизвестный Тосол для отопления дома. В его марках цифры 40 (голубой цвет) и 65 (красный цвет) означают температуру замерзания. При эксплуатации раствор тосола меняет цвет на сине-зеленый, затем зеленый, желтый и в конце обесцвечивается (точнее становится грязно-коричневым из-за отложений ржавчины). Это говорит о снижении ее эксплуатационных качеств и необходимости замены. Нормальной рабочей температурой эксплуатации Тосола считается показатель до 95º С, при превышении этого порога срок службы жидкости резко падает.

Рис.2 Антифризы — виды

Другие вещества. Чтобы понизить точку замерзания воды, можно использовать любые солевые растворы (хлористые натрий, калий, кальций), спирты, глицерин, гликоли, анилин и многие другие химические компоненты. Очень хорошим антифризом считается вода с 40% содержанием этилового спирта, но его использование довольно дорого и ограничено высокой летучестью и воспламеняемостью. Аналогичными свойствами обладает и более дешевый метиловый спирт, который опасно использовать в качестве теплоносителя вследствие его высокой ядовитости.

На рынке встречаются антифризы на основе глицерина — ни в коем случае не следует использовать эти составы в отопительной системе, они обладают температурной неустойчивостью, разлагаются с образованием вредных для материалов компонентов, затрудняют настройку котла отопления.

Основные требования к теплоносителю для отопления загородных домов

Теплоноситель, который следует заливать в систему отопления загородного дома, должен обладать следующими свойствами:

Иметь высокую теплоемкость. Данный показатель характеризует свойство вещества накапливать тепловую энергию — чем больше рабочая жидкость впитает в себя энергии, тем больше ее будет подано на радиаторы отопления.
Вязкость. Рабочее тело должно иметь низкую вязкость — в этом случае электронасосу для подачи жидкости потребуется меньше электроэнергии.
Экологичность. Многие жидкости, обладающие подходящими физическими параметрами для применения в роли теплоносителя, не используются в качестве рабочего тела из-за высокой опасности нанесения вреда здоровью человека.
Безопасность. Проводящая тепло жидкость не должна быть взрыво- и пожароопасной.

Рис. 3 Однотрубный контур отопительной системы с открытым расширительным баком

Возможно будет интересно: Однотрубная система отопления — плюсы и минусы, популярные схемы

Нейтральность. Теплоноситель не должен оказывать вредного воздействия на трубы, котлы, отопительное оборудование, радиаторы, приводящего к их коррозии, химическому повреждению и соответственно быстрому выходу из строя.
Стоимость. Цена теплопроводящей жидкости является наиболее важным параметром при выборе подходящих материалов, многие из них с хорошими физическими характеристиками не используются в системах по той причине, что слишком дороги.
Температура. Подающая тепло жидкость должна выдерживать максимальную и минимальную рабочие температуры, а также их нижний и верхний предел с учетом экстренных ситуаций (отключение электроэнергии, поломка оборудования, повреждение магистрали).
Срок эксплуатации. Все антифризы в процессе эксплуатации меняют свои химические свойства с ухудшением технических параметров. При использовании в автомобильной технике их рекомендуется менять раз в 3 — 5 лет, этот параметр необходимо учитывать и при использовании в качестве незамерзающей жидкости, выбирая состав с наиболее длительным сроком службы.

Рис. 4 Однотрубная система отопления с герметичным контуром

Идеальный теплоноситель – мифы и разочарования

Начнем с того, что идеальный теплоноситель для отопления частного дома в природе не существует, как не существует ничего идеального. Один будет дорогим, другой – малоэффективным, а третий быстро разъест все прокладки, в то время как четвертый разорвет при замерзании пару участков домашнего трубопровода. А в загородных домах, которые нередко используются для временного проживания, разрывы труб становятся довольно распространенным явлением.

Хороший теплоноситель для отопления должен обладать следующими качествами:

Коррозийная безопасность – залитая в систему жидкость не должна приводить к образованию коррозии. Многие теплоносители действительно безопасны практически для всех узлов, как металлических, так и пластиковых, только они обладают уже другими недостатками. Та же вода может быть сравнительно безопасной или агрессивной, разъедая железо или не оказывая на него никакого воздействия;
Текучесть в большом диапазоне температур – очень важное свойство для систем отопления загородных домов. Хороший теплоноситель должен оставаться жидким при любых температурах. Вода здесь уже не подходит – она замерзает при 0 градусов и даже вызывает разрывы труб, так как имеет свойство расширяться при охлаждении. Этиленгликоль становится при минусовых температурах более вязким, чего нельзя сказать о пропиленгликоле;
Доступная цена – согласитесь, фактор немаловажный, но очень уж расплывчатый. Например, вода может быть бесплатной или очень дорогой. Набрав ее из колодца, мы получим самый простой теплоноситель почти бесплатно, а вот дистиллированная вода в нужных количествах ударит по карману. Но мы расскажем вам, как нормализовать воду для ее использования в качестве теплоносителя в системах отопления загородных домов;
Минимальное количество солей – чем меньше солей, тем меньше отложений на стенках труб и радиаторов. Например, дистиллированная вода славится отсутствием солевого содержимого, в то время как в обычной воде может содержаться гигантское количество невидимых невооруженным взглядом солевых соединений. В процессе нагрева в теплоносителе происходят химические реакции, в результате чего часть солей становится нерастворимой, выпадая в осадок в виде жуткого нароста;
Минимальная токсичность – очень важное свойство, так как некоторые теплоносители очень токсичны. Их не то что внутрь принимать опасно – опасны их пары и даже попадание на кожу. Типичным тому примером является недорогой этиленгликоль, ядовитый для человека. Альтернативой ему является пропиленгликоль, но он дороже;
Температурная стойкость – хороший теплоноситель для системы отопления загородного дома должен при любой температуре оставаться собой. Например, вода должна оставаться водой, а не превращаться в щелочь или какое-нибудь другое агрессивное вещество. Но если с водой уж точно ничего не случится, то органические соединения, к которым относятся глицерин, этиленгликоль и пропиленгликоль, при нагреве могут распадаться.

Самым важным параметром теплоносителя является его стоимость. Вода из-под крана, из ближайшей речки или колодца почти бесплатная или предельно дешевая, в то время как на дистиллированную придется разориться.

Идеальный теплоноситель для отопления не существует. Смотрите сами – вода при 0 градусов замерзает и расширяется, грозя разорвать систему отопления. От этого эффекта избавит этиленгликоль, но он ядовитый. Пропиленгликоль не отличается токсичностью, он безвреден, но дорог. Глицерин вроде и не очень дорогой, зато он разрушительно влияет на резиновые прокладки. Иными словами, везде есть какое-то «но». Вроде как под идеальный теплоноситель попадает вода, но из-за нее система отопления загородного дома может зарасти солевыми отложениями.

Солевой нарост в отопительной системе можно смыть, но это дорого или неэффективно, ведь иногда слой бывает настолько толстый, что бороться с ним бесполезно.

Вода в качестве теплоносителя

Применение воды в отопительной системе оптимально в том случае, если в доме постоянно проживают люди — даже при каких-то неполадках или длительном отключении электроэнергии в зимнее время, если не удастся быстро устранить неисправность и подключить электричество, можно просто слить воду из системы.

Идеальным вариантом для заполнения магистрали отопления является дистиллированная вода, но ее получение или приобретение в больших количествах обходится слишком дорого. Выходом из положения может быть сбор дождевой воды и ее дальнейшее использование после фильтрации, также воду можно умягчить кипячением или использовать для этого химические реагенты.

Плюсы и минусы воды в роли теплоносителя

Вода является самым распространенным элементом среди используемых жидкостей для переноса тепла, она обладает следующими свойствами:

Доступность. Вода есть везде, она практически ничего не стоит, в экстренных ситуациях ее всегда можно слить и снова наполнить систему.
Высокая удельная теплоемкость. Среди всех жидкостей вода обладает наивысшей теплоемкостью со средним значением 4200 Дж./кг.*К. (4,2 КДж./кг.*К.) — это означает, что она медленно нагревается, и медленно остывает.
Низкая вязкость. Вода имеет низкую кинетическую вязкость 1,006 м.кв./с.(10-6) при температуре 20º С, с увеличением вязкость падает и при рабочей температуре котла около 70 С. данный показатель имеет значение около 0,4 м.кв./с.(10-6). Это означает, что вода меньше поддается сопротивлению при движении во время проталкивания ее в систему рабочим колесом электронасоса.
Низкий коэффициент объемного расширения. При нагреве вода незначительно увеличивается в объеме, по сравнению с нулевой температурой при 80 градусах ее объем увеличивается на 2,8%.
Экологичность. Применение воды безвредно для здоровья, при аварийных утечках она не нанесет ущерба здоровью человека.
Нейтральность. Вода химически нейтральна по отношению ко всем синтетическим материалам, она не оказывает вредного воздействия на широко используемые в настоящее время трубопроводы из сшитого полиэтилена (металлопластик), применяемые для систем отопления.

Рис. 5 Физические свойства воды

К недостаткам относятся следующие свойства воды:

Высокая температура замерзания. Это основной недостаток, не позволяющий эксплуатировать систему отопления дома зимой в отключенном состоянии.
Коррозионное воздействие на сталь. Использование воды не позволяет применять в качестве материала трубопроводов дешевую сталь длительное время, приходится эксплуатировать трубы из более дорогих материалов и сантехническую арматуру из цветных или нержавеющих сплавов.
Накипь. При повышении температуры, соли, содержащиеся в воде, оседают на трубах, в радиаторах и сантехнических приборах — это приводит к уменьшению сечения рабочего канала и нарушению работы запорной и регулирующей арматуры.

Какой теплоноситель лучше использовать в системе отопления: особенности использования воды

Если говорить о воде, как о жидкости, используемой для переноса тепла от источника к радиаторам, то этот вариант с уверенностью можно назвать идеальным. Ее теплоемкость и текучесть чрезвычайно высоки, так что тепло может без проблем быть доставлено в радиатор в необходимом количестве.

Многих интересует вопрос, какую воду лучше всего заливать в систему отопления. В данном случае ответ прост – для закрытых отопительных систем подойдет обычная вода из-под крана. Конечно, ее состав сложно назвать идеальным, и так или иначе, она содержит соли, а также определенное количество механических примесей, способных оседать на оборудовании. Однако, этот процесс произойдет всего один раз, а учитывая то, что обычная вода способна годами исправно циркулировать по отопительной системе и не требует замены, вред будет нанесен незначительный. Проще говоря, то количество осадков, которое появится в системе, просто не сможет хоть как-то повлиять на ее работу.

При использовании отопительной системы закрытого типа необходимо контролировать уровень теплоносителя

Внимательнее нужно отнестись к выбору воды для систем закрытого типа, так как в процессе работы системы происходит частичное испарение жидкости, и воду приходится периодически доливать. В результате этого концентрация солей и примесей будет постоянно возрастать, что, соответственно, приведет к скоплению большего количества осадков на внутренней поверхности оборудования. Поэтому для систем, в которых предусмотрен расширительный бачок, нужно использовать дистиллированную или очищенную воду.

Конечно, постоянно доливать в систему дистиллированную воду – довольно дорогостоящие удовольствие, да и далеко не всегда она имеется под рукой в требуемом объеме. Поэтому в качестве альтернативы допускается использование отфильтрованной воды.

Важно! Наиболее негативное воздействие на отопительную систему оказывают соли жесткости, а также железо, содержащееся в воде. Не полезны и всевозможные механические примеси. Поэтому в процессе очистки стоит уделить этому особое внимание.

Для автономной системы отопления рекомендуется использовать только чистую воду без примесей

Что нужно сделать, перед тем как залить воду в систему отопления

Подготовить воду к использованию можно и самостоятельно. Это займет некоторое время, но зато избавит вас от необходимости тратить средства на покупку дистиллированной воды. Вот несколько простых рекомендаций:

в первую очередь, необходимое количество воды нужно набрать в емкость подходящего объема и отстоять. Это позволит большей части железа осесть на дно;
после того как вода отстоялась, ее нужно аккуратно перелить в другую емкость и прокипятить, не накрывая крышкой. Таким образом, устраняются соли магния и калия.

Вода, подготовленная с учетом этих простых советов, уже может считаться достаточно подготовленной к использованию. Конечно, каждый раз проводить подобные процедуры довольно утомительно, так что доливать можно уже дистиллированную или отфильтрованную воду, но как первоначальная заливка, этот вариант отлично подходит.

Воду для заполнения отопительной системы закрытого типа необходимо предварительно очистить

Что такое антифриз и его виды

Антифризами называется класс жидкостей, не поддающихся кристаллизации при низких температурах, их основное назначение — охлаждение автомобильных двигателей и работа в низкотемпературных установках.

Известны два основных вида антифризов: пропиленгликоль и этиленгликоль (также в продаже есть составы на основе глицерина), они обладают разными химическими и физическими свойствами и сферами применения.

Использование незамерзающей жидкости в отопительных системах оправдано в тех случаях, если хозяева индивидуальных домов отсутствуют в них зимой некоторое время — при возникновении экстренной ситуации (поломки, отключение электроэнергии) может произойти размораживание отопительной системы. Как только температура воды в трубах упадет до нуля градусов, произойдет ее замерзание и расширение на 10%, связанное с меньшей плотностью льда по сравнению с водой на аналогичную величину. При этом придется менять весь трубопровод, полностью заполненный водой, радиаторы отопления и нагревательный котел — убытки будут огромны.

Рис. 6 Физические свойства гликолей и температуры замерзания антифризов

Плюсы использования антифриза

Помимо предотвращения размораживания трубопроводной системы применение антифризов имеет следующие преимущества:

Температурный диапазон работы незамерзающих составов для отопительных систем, лежащий в диапазоне от -70º до +110º С обеспечивает сохранение трубопровода при любых существующих в природе низких температурах и эффективную работу в качестве теплоносителя.
При температуре охлаждения гликолей ниже кристаллизации, они становятся желеобразными, незначительно расширяясь в объеме — это не приводит к размораживанию системы и выходу ее из строя. После оттаивания труб жидкость можно разморозить и использовать повторно без потери качества.
Наличие специальных присадок (ингибиторы коррозии и другие) в составе гликолей предотвращают появление накипи, ржавчины, пены, завоздушивание, увеличивая тем самым срок службы системы.
Использование красителей позволяет легко обнаружить протечки, а изменение цвета жидкости говорит о необходимости ее замены.

Минусы использования антифризов

Использование антифризов имеет следующие недостатки:

При применении незамерзающих составов необходимо помнить, что этиленгликолевые антифризы ядовиты, смертельная доза для человека при приеме внутрь составляет 2 мг. на 1 килограмм массы тела. В связи с этим был разработан экологически чистый и абсолютно безопасный пропиленгликоль.
Большой минус незамерзающих жидкостей — их слишком высокая цена, стандартная 20-литровая емкость этиленгликоля с предельной температурой — 65º С стоит в среднем около 30 у.е. Такую же стоимость имеет 20-литровая канистра пропиленгликоля с максимальной температурой -30º С — фактически это говорит о том, что пропиленгликолевый состав стоит в 2 раза дороже.
Применение относительно недорогого ядовитого этиленгликоля невозможно в доме с открытым расширительным баком.
Незамерзающие жидкости имеют ограниченный срок службы, в среднем он составляет 5 лет или 10 отопительных сезонов, после чего жидкость необходимо сливать, промывать трубопровод и заливать новый состав, а при использовании ядовитого этиленгликоля придется дополнительно решать вопрос о его утилизации. Данная процедура приводит к существенным финансовым затратам и потерям времени.

Рис. 7 Влияние процентного содержания этиленгликоля в растворе на температуру его кристаллизации

Применение некачественного антифриза или использование его после истечения срока службы может стать причиной повреждения водопроводной арматуры, засорения труб и фитингов — в интернете есть немалое количество подобных примеров.
Один из критических недостатков применения незамерзающих составов заключается в том, что многие производители котлов отказывают потребителю в их в дальнейшем гарантийном обслуживании после заливки в систему антифриза.
При использовании гликолей придется устанавливать более мощный циркуляционный насос, пропиленгликоль потребует увеличения его напора на 10% и производительности на 60%, аналогично понадобится более объемный расширительный бак.
Не рекомендуется использовать пропиленгликолевые составы в электролизных котлах (Галан) и отопительных системах с оцинкованными трубами.

Фильтры и системы очистки, для подготовки воды в системе отопления

Если не получается по каким-либо причинам купить очищенную и дистиллированную воду для системы отопления, то ее можно подготовить с помощью специальных фильтров и систем. В данном списке представлены наиболее простые и доступные системы фильтрации, которые будут стоять стационарно и очищать воду непрерывно и с минимальным контролем со стороны хозяина дома.

Полифосфатный фильтр

Простое и удобное средство защиты Вашего котла от образования накипи и известковых отложений. Средняя цена — 3 500 руб. Расходный материал — полифосфат — 1 500 руб/пакетик. Нельзя использоваться для системы водоснабжения, только для контура отопления, полифосфат — токсичен!

Электромагнитный фильтр умягчитель воды «АкваЩит»

Устройство электромагнитной (электронной) обработки воды и солей жесткости для предотвращения образования накипи, извести и ржавчины в контуре системы отопления и котле. Простой монтаж без «врезок», низкая цена, никакого обслуживания и контроля со стороны владельца, абсолютная безопасность и экологичность. работа от сети 220 V.

Механический фильтр «Honeywell»

Устранения из воды крупных примесей окалины, ржавчины, железа и песка. Высочайшее немецкое качество, надежные комплектующие. Стойкий к гидроударам сменных фильтрующий элемент. Минус — высокая цена.

Обязательно посмотрите это видео, где профессиональным языком поясняется как и какую воду лучше использовать для системы отопления — незамерзайку, дистиллят или простую водопроводную воду, а также чем опасна не подготовленная вода для котла отопления и его элементов.

Особенности оборудования

В бытовых системах данной категории основную функцию выполняет нагревательный аппарат. Как правило, применяют две принципиальные схемы. Первая — это специальное устройство из трубок с пластинами которое отбирает тепло из нагретого открытым пламенем воздуха. Здесь следует отметить небольшой диаметр рабочих протоков. Они засоряются механическими примесями, удаление которых будет сопровождаться значительными трудностями.

Вторая распространенная конструкция — бойлер. Здесь для нагрева используют крупный бак, в котором установлены ТЭНы. Их работой управляют датчики, регистрирующие изменение температуры.

При выборе такого оборудования необходимо уделить особое внимание тому, какую воду залить в систему отопления частного дома. Дело в том, что при наличии растворенных соединений кальция, на поверхности нагревательных элементов образуется накипь. Этот слой отличается прочной структурой с большим количеством пор. Его сложно удалить даже с применением значительных усилий. Постепенно будет ухудшаться отвод тепла вплоть до разрушения металлического корпуса ТЭНа. Вода проникнет внутрь, вызовет короткое замыкание.

Для перемещения жидкости в системах принудительного типа устанавливают один или несколько насосов. Эти устройства не являются дренажными модификациями, поэтому их могут повредить механические примеси. Такие же загрязнения способны блокировать работу кранов Маевского и автоматических клапанов, удаляющих воздух. Газовые пузыри препятствуют нормальной работе оборудования, ухудшают производительность. Подобные проблемы сопровождаются увеличением эксплуатационных расходов.

Небольшие по сравнению с промышленными аналогами размеры протоков радиаторов и труб засоряются не только накипью. Достаточно большие неприятности создают различные формы органического железа. Песок и другие абразивные составляющие царапают стенки алюминиевых приборов отопления. Это провоцирует развитие коррозии. Все это необходимо для того, чтобы понять, какую воду заливают в систему отопления, а также какое давление там должно быть.

Недостатки профилактических мероприятий

Стоит ли размышлять о том, какую воду залить в систему отопления частного дома? Не проще ли время от времени проверять состояние отдельных компонентов оборудования, удалять загрязнения по мере необходимость? Попробуем ответить на вопрос, какая вода лучше для отопления с помощью детального изучения типовых регламентных мероприятий:

Для осмотра внутренних поверхностей технический эндоскоп не подойдет. Приборы этого типа недостаточно малы, чтобы проникнуть в тонкие трубки теплообменников, других частей бытовых устройств.
Кальциевые отложения удаляют с применением кислот. Слабые составы действуют слишком медленно, поэтому их нагревают. В атмосферу помещений попадают неприятные и вредные вещества.
Сильные кислоты разрушают сварные соединения, металлические детали. Тут, как и на стадии осмотра, визуальный контроль затруднен. Рабочие операции выполняются с низкой точностью, провоцируют возникновение различных дефектов.
В некоторых случаях приходится демонтировать изделия для погружения в очищающий раствор.

Перечисленные факторы позволяют понять сложность проблемы. Профессионалы, применяющие специализированное оборудование и тщательно подобранные смеси, тратят несколько часов на промывку системы отопления частного и загородного дома. Даже им не удается так рассчитать свои действия, чтобы предотвратить повреждение отдельных деталей. Именно по этой причине в оснащении профильных бригад есть паяльники, другие ремонтные инструменты и расходные материалы.

Ремонт: что надо учесть для правильных выводов?

Опасным является медленный рост накипи. Расход электроэнергии (топлива) увеличивается незаметно. Поэтому аварийные ситуации возникают неожиданно для пользователей. Следует отметить, что восстановление работоспособности в зимний период стоит дорого. Все необходимые операции надо выполнить, как можно быстрее и именно перед вопросом, какую воду лучше залить в систему отопления частного дома и какую температуру там выдержать. Затраты возрастут значительно, если придется извлекать часть трубопровода из бетонной стяжки. Его может повредить замерзшая внутри вода.

Современные котлы Бакси — сложные агрегаты. С помощью встроенной автоматики контролируется процесс горения. Для минимального потребления топливных ресурсов анализируются данные о комнатной и наружной температуре, иные рабочие параметры. Качественную настройку с надежными гарантиями способны сделать опытные специалисты. Об этом не надо забывать при расчете общих затрат!

Стоит отметить отдельно особенности новых котлов отопления. Для снижения себестоимости и улучшения собственных экономических показателей, некоторые производители делают не разборными отдельные узлы. Это значит, что приходится их менять полностью, вместо ремонта. Такой подход сокращает время на ремонт и восстановление функциональности оборудования, но повышает температуру и общие расходы заказчика соответствующих услуг. Чтобы клиенты обращались только в профильные мастерские, создают уникальные крепления, нестандартные детали.

Сравнение антифриза с водой

Используемые в системах обогрева незамерзающие составы уступают воде по всем параметрам:

Имеют на 10% меньшую теплопроводность — это говорит о том, что для передачи одинакового с водой количества тепла скорость их движения по трубам должна быть больше на 10%.
Вязкость некоторых антифризов в 5 -10 раз превышает аналогичный показатель воды, поэтому насосу понадобится приложить больше кинетической энергии (возрастут затраты электроэнергии) для продвижения жидкости по трубам.
Антифризы обладают высокой текучестью, то есть будут проникать через мелкие щели, в которых ранее задерживалась вода — это может привести к дополнительным протечкам, данный недостаток устраняют применением высококачественных соединений и уплотнителей (паронитовые или тефлоновые прокладки).
Коэффициент теплового расширения этиленгликоля в 1,5 раза больше, чем у воды, то есть при температуре + 80º С он может достигать 4,5% от общего объема и в некоторых случаях понадобится установка расширительного бака больших размеров.

Рис. 8 Сравнение характеристик антифриза и воды

Основные виды антифризов и их свойства

Антифризы применяют для того, чтобы не разморозилась отопительная система, их основные виды — водные пропиленгликолевые и этиленгликолевые растворы, порог замерзания которых зависит от соотношения гликоля и воды.

Состав антифризов

Низкозамерзающие жидкости состоят из активного вещества (антифриз 60 — 65%) дистиллированный или деионизированной воды (около 30 — 35% от общего объема) и 3 — 4% специальных присадок (ингибиторов коррозии), которые поставляются крупными зарубежными химическими концернами (BASF). Иногда производитель поставляет на рынок дешевые низкозамерзающие жидкости, в состав которых входит диэтиленгликоль, обладающий низкой химической стабильностью и соответственно малым сроком службы.

Этиленгликолевый антифриз — когда стоит выбрать

На рынок поставляются две основные разновидности этиленгликолевой незамерзающей жидкости (красный цвет), температура кристаллизации которых составляет -30 и -65º С, несмотря на токсичность использовать его можно без сильных опасений в закрытых отопительных системах. Большой угрозы в закрытом контуре он здоровью детей и животных не представляет, в отличие от лекарственных препаратов и бытовой химии, находящихся дома в доступных местах.

Этиленгликоль вреден только при попадании внутрь организма (детей может привлечь его сладкий вкус), долгое вдыхание его паров вызывает кратковременное расстройство здоровья, при попадании на кожу рук в случае ликвидации протечки или прорыва трубопровода нужно будет их просто промыть водой.

Рис. 9 Сравнение температуры замерзания антифризов

Пропиленгликолевый антифриз когда стоит выбрать

Положительные качества пропиленгликоля — малый коэффициент теплового расширения и абсолютная безвредность для человека (он является пищевой добавкой), поэтому использовать его можно в контурах с открытыми расширительными баками. На рынок поставляется пропиленгликолевый состав зеленого цвета (в название часто добавляют ЭКО) с температурой замерзания до -30º С, для получения стандартной температуры замерзания в пределах 20 градусов его следует разбавить водой приблизительно на 40%. К недостаткам относят низкую теплопроводность (на 30% меньше, чем у воды), поэтому при использовании низкотемпературной жидкости производительность насоса придется повышать.

Триэтиленгликолевый антифриз — когда стоит выбрать

Основное отличие триэтиленгликоля от других теплоносителей — способность выдерживать рабочую температуру до 170 — 180º С, и высокая вязкость (в 2 раза больше этиленгликоля), что делает проблематичным его использование в качестве антифриза в высоких концентрациях. Триэтиленгликоль используют в качестве добавок в смеси с другими незамерзающими жидкостями в антифризных составах для повышения верхнего температурного порога.

О плюсах и минусах гликолевых антифризов

Главное достоинство искусственных теплоносителей на основе гликолей – сохранение жидкой фазы при отрицательных температурах. Перечислим другие позитивные моменты от использования антифризов в замкнутых системах водяного отопления:

теплоносители не содержат солей кальция и магния, образующие накипь внутри теплообменников;
благодаря проникающей способности гликолей возникает эффект смазки движущихся деталей, шаровые краны и термостатические клапаны не закисают, арматура служит дольше;
точка кипения антифриза 103—106 °С отодвигает момент парообразования и завоздушивания в случае перегрева твердотопливного котла;
когда температура опускается ниже порога замерзания, гликолевые растворы превращаются в гелевую массу.

Примечание. В пункте про накипь подразумевается, что «незамерзайка» разбавлена обессоленной дистиллированной водой.

При замерзании гликолевые смеси образуют кашицу, не способную разорвать трубы и теплообменники
Разъясним 2 последних пункта. Обычная вода, часто заливаемая в систему теплоснабжения загородных домов, начинает закипать при 96—98 °С, активно выделяя пар. Если циркуляционный насос стоит на подаче ТТ-котла, паровая фаза проникает в камеру с крыльчаткой, перекачивание воды останавливается, котел перегревается окончательно. Более высокая точка кипения антифриза позволит отодвинуть момент аварии.

В отличие от воды, затвердевший на морозе гликоль не расширяется и не разрушает стенки труб. В случае замерзания пострадает единственный агрегат – насос принудительной циркуляции. Кристаллизующийся гель заклинит рабочее колесо и мотор перегорит.

К сожалению, минусов у незамерзающих веществ предостаточно:

Этиленгликоль ядовит — требует осторожного обращения и мероприятий по утилизации раствора. Глицерин и полипропиленгликоль безвреден.
Теплоемкость «незамерзайки» меньше на 15%. Для доставки к батареям нужного количества теплоты расход жидкости придется увеличить.
Вязкость антифриза создает дополнительное гидравлическое сопротивление. Понадобится более мощный и дорогой циркуляционный насос.
Хорошая текучесть – палка о двух концах. Гликоли проникают сквозь малейшие неплотности, откуда не потечет простая вода.
Теплоносители и присадки разлагаются в процессе эксплуатации, теряя морозостойкие свойства и выпадая хлопьями осадка. Максимальный срок службы 1 заправки – 5 лет, потом делается промывка отопления и замена.
При использовании антифризов многие производители газовых котлов лишают купленное изделие гарантии.

Гликолевые жидкости плохо совместимы с электрокотлами. Инструкции по применению различных антифризов категорически не рекомендуют заполнять «незамерзайкой» системы, работающие совместно с электролизными нагревателями. То есть, для электродных котлов типа «Галан» нужен специальный теплоноситель, разработанный указанной фирмой.

При редком стечении обстоятельств антифриз способен выделять горючий газ, прорывающийся через автоматический воздухоотводчик. Пример: источником тепла выступает электрокотел, обогревателями – алюминиевые радиаторы китайского производства. Нагрев гликоля вызывает сложную химическую реакцию и образование газа. Факт демонстрируется на видео:

Расчет жидкости в системе отопления

Определить объем жидкости можно двумя способами: путем расчетов и экспериментов, в последнем случае магистраль заполняют водой и затем ее сливают, измеряя полученное количество ведрами или другими емкостями с известными параметрами.

Для расчета по формулам складывают объемы следующих составляющих (кроме расширительного бака):

V(объем) = V(труб) + V(радиаторов) + V(котла)

Для расчета объема жидкости в трубах используется следующее уравнение:

V(объем) = S(площадь сечения трубы) х L(длина трубы)

Площадь сечения можно вычислить вручную по формуле площади круга:

S = 3,14(число пи) х R2(радиус в квадрате)

или определить по таблицам объема жидкости в одном погонном метре трубы заданного внутреннего диаметра (Рис. 10) – такой вариант намного проще и точнее.

Объем воды в радиаторах обычно указывается в паспорте, при его утере можно воспользоваться таблицами с указанием данных для одной секции батарей различного образца и материала изготовления (рис. 11), параметры котла берут из паспортных данных.

Рис. 11 Таблица расчета объема радиаторов

Объем расширительного бака берут не менее 10% от общего объема системы — этого должно хватить для любого теплоносителя, наибольший коэффициент теплового расширения имеет этиленгликоль, и данный показатель не превышает 5% при температуре до 80º С.

Что залить в систему отопления частного дома — выбор производителя антифриза

При покупке антифризов следует выбирать составы от отечественного производителя — их стоимость значительно ниже импортных при одинаковых показателях (многие жидкости изготавливаются на основе импортного фармакологического пропиленгликоля, отсюда их высокая стоимость).

Наиболее известными поставщиками своей продукцией считаются фирмы Форвард групп (торговые марки Dixis, Теплый дом), ВинтХим (марка Hot Blood), Primoclima, Обнинскоргсинтез (марки Thermagent, Sintec, Sintoil), при выборе товара сложно отдать предпочтение какому-либо производителю — все гликоли имеют практически одинаковый состав, приблизительно равную стоимость и высокий срок службы в 5 лет.

Рис. 12 Популярные марки гликолей

Выбираем «незамерзайку» для отопления

Совет номер один: покупайте и заливайте антифризы только в крайних случаях – для периодического обогрева отдаленных дачных домиков, гаражей либо зданий на стадии строительства. Старайтесь использовать воду – обычную и дистиллированную, это наименее хлопотный вариант.

При выборе морозостойкого теплоносителя соблюдайте следующие рекомендации:

Если ваш бюджет ограничен, берите этиленгликоль любого известного бренда – «Теплый Дом», Dixis, Spektrogen Teplo ОЖ, Bautherm, Termo Tactic или «Термагент». Стоимость концентрата —65 °С фирмы Dixis – всего 1.3 у. е. (90 руб) за 1 кг.
Если существует опасность попадания антифриза в хозяйственную воду (например, через бойлер косвенного нагрева, двухконтурный котел), либо вы сильно переживаете за экологию и безопасность, покупайте безвредный пропиленгликоль. Но учтите: цена химиката выше, готовый раствор Dixis (минус 30 градусов) обойдется в 100 руб (1. 45 у. е.) за килограмм.
Для крупных отопительных систем рекомендуем использовать теплоноситель ХНТ класса «премиум». Жидкость изготавливается на основе пропиленгликоля, но при этом имеет повышенный срок службы – 15 лет.
Глицериновые растворы не покупайте вовсе. Причины: выпадение осадка в системе, слишком высокая вязкость, склонность к образованию пены, большое количество некачественных изделий, сварганенных из технического глицерина.

В свете фонаря заметны мельчайшие белые хлопья — осадок технического глицерина
Для электродных котлов нужна специальная жидкость, например, ХНТ–35. Перед использованием обязательно консультируйтесь с представителем завода–изготовителя.
Не путайте автомобильные антифризы с химикатами, применяющимися в тепловых сетях. Да, оба состава изготавливаются на основе гликоля, но пакеты присадок абсолютно разные. Охлаждающая жидкость двигателя несовместима с водяным отоплением жилого дома.
Для открытых и самотечных отопительных систем лучше применять воду, в крайнем случае – разбавленный на минус 20 °С пропиленгликоль.
Если разводка отопления сделана оцинкованными трубами, приобретать гликолевые смеси бессмысленно. Вещество расправится с цинком, потеряет пакет добавок и быстро деградирует.

Уточнение. Применять морозостойкую жидкость для открытой системы отопления невыгодно. Горячий антифриз станет испаряться в атмосферу через расширительный бак, «незамерзайку» придется постоянно доливать, тратить деньги. Этиленгликоль закачивать недопустимо, поскольку его пары токсичны.

На тему вредности этиленгликолевых составов ведется немало споров, в том числе на страницах строительных форумов. Не отрицая пагубного воздействия химиката на здоровье человека, обратим внимание на убедительный факт.

Домовладельцы, чьи закрытые системы смонтированы качественно, годами пользуются недорогим гликолем без малейших проблем. Послушаем мнение эксперта на видео:

Как самостоятельно приготовить антифриз

Единственным приемлемым вариантом самостоятельного изготовления антифриза является использование 40% спиртового раствора с достаточно низкой температурой замерзания (около -28,9º С).

Если рассматривать затраты на изготовление данной смеси, то стоимость 5-литровой канистры 95% этилового спирта составляет около 20 у.е., 20-литровая емкость будет стоить 80 у.е., а 40% раствор такого же объема обойдется потребителю в 33,7 у.е. — это близко к цене пропиленгликоля, который заливается как теплоноситель.

Если вместо высококачественного этилового спирта использовать денатурат (метанол не стоит рассматривать — он очень ядовит), то по затратам можно получить стоимость относительно недорогого этиленгликоля.

Применение самостоятельного приготовленного спиртового раствора в качестве теплоносителя имеет неоспоримые преимущества по сравнению с составами промышленного изготовления, основные из них:

Длительное использование. Через 10 лет, если не раньше, антифриз придется сливать и заливать в систему новый состав. Спиртовой раствор в закрытой системе можно использовать очень долгое время — это уменьшение затрат минимум в 2 раза.
Экономия электроэнергии. Спиртосодержащий раствор имеет значительно меньшую вязкость, чем незамерзающие жидкости, поэтому электронасос будет работать в таком же режиме, как и при использовании воды.
Водно-спиртовой раствор имеет аналогичное с водой поверхностное натяжение — это уменьшает риск протечек в отличие от незамерзающих жидкостей.
Если воду со спиртом сравнивать с промышленным антифризом, то состав оказывает полезное влияние на трубопроводную магистраль, растворяя накипь и препятствуя коррозии.
Проверить качество теплоносителя в отличие от антифризов намного проще — для этого понадобится простейший спиртометр. А при понижении процентного содержания спирта его легко повысить доливанием основного компонента и использовать раствор дальше.
У производителя будет слишком мало оснований отказать в гарантийном обслуживании котла при применении данного раствора.
Некачественные антифризы засоряют систему осадком и даже способны повредить сантехническую арматуру, вызывая ее ускоренную коррозию продуктами распада — с водно-спиртовым раствором этого можно избежать.

Рис. 13 Характеристики некоторых марок гликолей