Особенности пропиленгликолевых антифризов
Пропиленгликолевый антифриз для системы отопления загородного дома не является токсичным. Он стал доступен для широкого круга потребителей в конце прошлого века. Преимуществом выступает полная безвредность. Это качество позволяет использовать материал в условиях двухконтурных систем.
Ознакомившись с инструкцией, вы сможете понять, что вещество может быть использовано при температуре до -35 °C. Для идентификации состав окрашивается в зелёный цвет. В подтверждение безопасности можно отметить, что пропиленгликоль выступает в качестве пищевой добавки, ее используют при приготовлении кондитерских изделий в роли агента, который удерживает влагу и смягчает структуру.
Характеристики незамерзающих жидкостей для отопления
На то, как низкозамерзающая жидкость для систем отопления ведет себя в контуре, в первую очередь, влияет качество пакета присадок и, конечно же, условия эксплуатации. В независимости от того, какой основной активный элемент добавлен в гликолевую основу, все составы обладают антикоррозийными и антивспенивающими свойствами.
Без этих добавок жидкость для отопления очень агрессивна. Пенятся все незамерзайки, но глицериновые незамерзающие жидкости для систем отопления домов особенно. Пена – это воздухсодержащее вещество, а воздух приводит к нарушению циркуляции, образованию воздушных карманов, а также к гидроударам в системе отопления.
При этом образуется осадок и выделяется кислота. Получается, что уже ничего не сглаживает агрессивность охлаждающей жидкости для отопления дома, к тому же все усугубляется выделением кислоты. Срок службы незамерзающей жидкости:
- на основе этиленгликоля – пять лет;
- на основе пропиленгликоля – пять лет;
- на глицериновой основе – до десяти лет.
Это срок службы состава при благоприятных условиях эксплуатации. Основное требование – это, конечно же, температура. При повышении температуры теплоносителя до 90 градусов незамерзающая жидкость начинает распадаться и теряет свои свойства. Такое происходит только в случае неправильного запуска котла после долгого времени простоя, или же ошибкам при монтаже.
Прямой контакт теплообменника с пламенем нежелателен, если в контур залит антифриз
Например, когда теплообменник встраивают в обычную печь. Некоторые устанавливают его так, что он контактирует с открытым пламенем. Эсли планируете использовать антифриз для печного отопления, то так делать нельзя. Нужно чтобы между теплообменником и пламенем был слой кирпича. Он и теплоноситель защитит от слишком горячих языков пламени, и тепло распределит равномерно. В этом случае жидкость для печного отопления незамерзающая не будет перегреваться.
Характеристики, на которые влияет качество пакета присадок:
- теплопроводность;
- плотность;
- вязкость;
- текучесть;
- тепловое расширение.
Чем качественнее присадки, тем характеристики будут выше. То есть максимально приближенные к характеристикам воды. В случае же с коэффициентом теплового расширения, то он должен быть как можно меньше.
Теплопроводность незамерзайки ниже, чем у воды. Самая низкая теплопроводность у глицериновых незамерзающих жидкостей. По отношению к воде она составляет всего 85%, у других незамерзаек показатель может достигать 90%. Как видите, разница не так уж велика.
Выбираем какой лучше антифриз заливать в форд фокус 2
Незамерзающие жидкости вполовину более плотные и вязкие, нежели вода. Эти качества затрудняют циркуляцию. Чтобы прокачать теплоноситель по контуру потребуется насос большей мощности, также неплохо бы собрать схему отопления из труб с сечением, большим на один шаг. Например, если речь идет о полипропиленовых трубах, то вместо 25 диаметра, лучше взять 32.
Несмотря на то, что незамерзающая жидкость плотнее и более вязкая, она имеет меньший коэффициент поверхностного натяжения, то есть более текучая. Вы знаете о том, что воду в стакан можно набрать «с горкой»? Горка, конечно, будет маленькая, но даже визуально видно, что жидкость возвышается над краем сосуда. С незамерзайкой так не получится. Благодаря такой высокой текучести она вытекает там, где вода за счёт поверхностного натяжения не проникает. Иными словами, если есть микротрещины и даже очень маленькие дырочки, то незамерзающая жидкость найдет там себе выход наружу.
Поэтому часто, после того как в контуре была вода и в него решили залить незамерзайку, появляются утечки. Основные места течи:
- стыки труб;
- соединения между секциями радиаторов;
- места подключения дополнительных элементов;
- в самом котле.
Выбор теплоносителя для загородного дома
Точно так же, как и в случае с отопительной системой, выбор теплоносителя в большинстве случаев заканчивается самым простым и очевидным вариантом – в систему заливается обычная вода. Такой вариант отличается минимальной стоимостью и достаточной эффективностью, чем и обуславливается подобный выбор.
Впрочем, вода не является единственным возможным вариантом теплоносителя. В качестве наиболее известной альтернативы выступают антифризы – специальные жидкости, разработанные для эксплуатации в условиях низких температур. Вся проблема в том, что вода при наступлении холодов имеет свойство замерзать и увеличиваться в объеме, тем самым провоцируя повреждение и выход из строя элементов отопительной системы.
В домах, где отопление работает постоянно, такая проблема неактуальна, а вот в отапливаемых периодически гаражах, дачах и загородных домах, система, заполненная водой, будет подвержена воздействию морозов. Именно поэтому для системы отопления загородного дома антифриз считается лучшим решением.
Зачастую при проектировании отопления в первую очередь подбирается мощность котла. В таком случае рассчитывать все остальные элементы системы (радиаторы, насосы и пр.) придется в зависимости от используемого теплоносителя. С водой, используемой в большинстве случаев, все просто и понятно, поэтому каких-то особенных проблем из-за такого выбора не будет.
Совсем другое дело, если есть следующие причины, не позволяющие заполнять отопительный контур водой:
- Постройка отапливается только при приезде хозяев, а на время их отсутствия вода из системы не сливается;
- Регион характеризуется постоянными перебоями или отключениями электричества/газа, в результате чего отопление может отключаться на неопределенный срок.
Виды теплоносителей
Перечисленные ниже варианты будут рассматриваться с учетом перечисленных выше критериев. Следует отметить сразу, что некоего «идеального рецепта» не существует. Каждое вещество (смесь ингредиентов) обладает преимуществами и недостатками.
Вода
Этот «классический»теплоноситель для системы отопления загородного дома отличается следующими положительными характеристиками:
- Он обладает наиболее высокой теплоемкостью по сравнению с иными аналогами. Один литр воды при остывании на 10°Cспособен передать 11,63 Вт энергии. Эффективность нагрева воздуха в комнате будет зависеть от параметров радиаторов. Но надо подчеркнуть, что с помощью такого теплоносителя правильно настроенная система будет работать рационально.
- К небольшому расходу энергетических ресурсов следует добавить безвредность воды для жильцов, домашних растений, животных.
Иногда упоминается также дешевизна воды. Однако необходимо понимать, что необходима предварительная подготовка жидкости для такого целевого использования. Технический дистиллят можно приобрести в магазине. Также допустимо использование домашней системы фильтрации с применением технологий обратного осмоса. Добавление специальных «умягчителей» не рекомендуется. Эти вещества сами являются загрязнителями.
Кипячение воды удалит соли жесткости, но эта методика сопряжена с большими затратами энергетических ресурсов
Вода и находящийся в ней кислород активизирует процессы коррозии. Чтобы исключить их, добавляют специальные блокирующие химические соединения, ингибиторы. Для удаления накипи и других отложений в протоках в состав включают поверхностно-активные вещества. В итоге – получается жидкость с нужными техническими характеристиками. Но даже она не способна сохранять исходный объем текучесть при понижении температуры ниже 0°C. Именно этот главный недостаток устраняют с помощью перечисленных далее методов.
Этиленгликоль
Многие производители такие теплоносители для системы отопления загородного дома выпускают с добавлением красных пигментов. Яркий цвет предупреждает будущих пользователей о том, что в составе содержится ядовитое вещество. Следует исключить попадание этиленгликоля в окружающую среду.
Антифризы этого типа при нагреве выше определенного порога активно выделяют газ, разлагаются на простейшие химические компоненты. Этот процесс необратим. Если разводите концентрированную незамерзайку для отопления своими руками, надо запомнить уровень 63-64%. С такой объемной концентрацией этиленгликоль обеспечивает текучесть жидкости при самой низкой температуре (-65°С). Дальнейшее повышение содержания активного вещества вызывает обратный процесс. При 95% жидкость замерзает на уровне -19°С.
Концентрированный этиленгликоль
Пропиленгликоль
Средства на основе данного соединения не являются токсичными. Их теплоемкость выше по сравнению с этиленгликолевой «незамерзайкой». Дополнительным преимуществом является способность пропиленгликоля ликвидировать микроскопические дефекты внутри труб. Это снижает сопротивление при движении жидкости и несколько улучшает энергетические параметры системы отопления.
Безопасность средства подчеркивают специфическими надписями на упаковке
Применение теплоносителя на основе глицерина: недостатки и преимущества
К применению составов на основе такой добавки следует относиться с осторожностью. Сам по себе глицерин безвреден
Он не вступает в химические реакции с цинком, отличается долговечностью и вполне разумной стоимостью.
Но эти смеси более плотные по сравнению с этилен- и пропиленгликолевыми. Их применение ускоряет износ насосного оборудования. В некоторых случаях приходится использовать более мощные силовые агрегаты. В глицериновых теплоносителях – самая низкая теплоемкость, поэтому для получения нужного результата придется перекачивать большие объемы. Примерно на уровне от +90°C до +92°C образуется активная пена и происходит химический распад. Образованные вещества выпадают в виде твердых и желеобразных осадков.
Нет государственных стандартов на такие теплоносители. С применением глицерина чаще всего выпускают подделки сомнительного качества
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.
Недостатки использования в качестве теплоносителя
Несмотря на внушительный список плюсов, есть у данной жидкости и минусы:
- при нагреве свыше 170 градусов, антифриз начнет разлагаться, выделяя при этом вредные для организма вещества;
- из-за своей тягучести он более медленно движется по трубопроводу, а это значит, что владельцу частной загородной недвижимости придется подобрать насос помощнее;
- пользователям систем, теплоносителем которых выступает антифриз, придется выбрать более мощный котел и радиаторы, ну, и расширительный бачок тоже должен быть вместительней;
- если сравнивать с водой, то стоимость антифриза будет намного выше.
Реакция антифриза к перегреву
Одной из характеристик всех антифризов является рабочий диапазон температур. Этот фактор очень важен – данный вид теплоносителей очень негативно относится к перегреву, в результате которого материал начинает разрушаться. Температура кипения антифриза, в зависимости от вида, может варьироваться в пределах от 106 до 116 градусов по Цельсию. Такая разница в немалой степени зависит от количества воды в составе теплоносителя.
Превышение максимально допустимой температуры приводит к очевидным последствиям – в первую очередь прекращают работу антикоррозионные присадки, потом кипящие гликоли начинают разлагаться на мельчайшие частицы, которые оседают на внутренних стенках отопительной системы в виде накипи, закупоривающей рабочие каналы.
Чтобы предотвратить перегрев теплоносителя, необходимо повысить скорость его циркуляции – в таком случае элементы системы будут защищены от высокой температуры. Учитывая то, что большинство антифризов отличается сравнительно небольшой теплоемкостью, теплопроводностью и большой вязкостью, для их нормального движения нужно подбирать достаточно мощные циркуляционные насосы и отопительные приборы.
Все виды антифризов очень текучие и легко находят себе различные микротрещины, в которых со временем образуются протечки. К тому же, отопление антифризом в частном доме не позволяет возникнуть эффекту разбухания уплотнителей, поэтому мельчайшие присутствующие под ними зазоры для теплоносителя выглядят как широчайшие каналы для протекания. Чтобы избавиться от данного фактора, а заодно и увеличить качество отопительной системы, придется хорошо затянуть все имеющиеся соединения.
Герметичность отопления – это очень важный пункт, особенно при использовании в качестве теплоносителей антифризов. Все дело в подверженности этиленгликолей окислению при контакте с воздухом. Интенсивность окисления многократно возрастает при увеличении температуры теплоносителя. Отсутствие герметичности даже на единственном участке отопительной системы всегда приводит к существенному снижению срока ее службы.
Эксплуатация антифризов имеет некоторые особенности, связанные с их физическими свойствами. В отличие от воды, которая при падении температуры начинает очень быстро кристаллизоваться, антифризы меняют состояние очень плавно, сначала становясь более вязкими, и только через некоторое время они начинают твердеть. Это правило работает в обе стороны – запуская замерзшую систему, заполненную антифризом, нужно повышать температуру котла постепенно, чтобы теплоноситель успел среагировать на изменение эксплуатационных условий.
Антифризы, пребывающие в замороженном состоянии, увеличиваются в объеме настолько незначительно, что о какой-то опасности для отопительной системы можно не переживать. При повышении температуры теплоноситель возвращается к исходным свойствам. Для нормальной работы заливаемый в систему отопления дома антифриз должен разбавляться водой в той пропорции, которая указана производителем конкретного вида теплоносителя. Кроме того, некоторые вещества могут работать и самостоятельно, без добавления воды.
Виды и особенности антифриза
Антифризы классифицируются по типу основы:
- пропиленгликолевые;
- этиленгликолевые;
- растворы на основе спирта и глицерина.
Разновидности отличаются между собой физико-техническими характеристиками
Выбирая одну из них, следует принять во внимание особенности системы отопления и условия, в которых она функционирует. Для заполнения систем производят специальные составы. Автомобильные антифризы, например тосол, для отопления не подходят
Они содержат массу токсичных веществ и негативно воздействуют на резиновые и металлические элементы магистрали, служат 1, максимум 2 года
Автомобильные антифризы, например тосол, для отопления не подходят. Они содержат массу токсичных веществ и негативно воздействуют на резиновые и металлические элементы магистрали, служат 1, максимум 2 года.
Пропиленгликолевые
Главное положительное свойство пропиленгликолевого состава – безвредность. Он не токсичен, может использоваться в открытых системах отопления и двухконтурных котлах, где осуществляется подогрев воды для водоснабжения. Даже при утечке пропиленгликоля в воду значительный вред здоровью не будет нанесен.
Технические свойства пропиленгликолевых антифризов также хороши. Они не оказывают агрессивного воздействия на внутреннюю поверхность элементов системы.
Недостатки тоже имеются:
- высокая вязкость, которая в два раза превышает по значению вязкость этиленгликоля;
- взаимодействие с цинком: происходит реакция с образованием белых нерастворимых хлопьев, металл разрушается;
- высокая стоимость.
Этиленгликолевые
Этиленгликолевые составы высокотоксичны. Это их главный недостаток. Об опасности этиленгликоля сигнализирует красный или желтый цвет жидкости. Благодаря яркой окраске легче обнаружить утечку теплоносителя. Он может нанести вред при попадании в легкие или на кожу. Смертельная концентрация при употреблении внутрь – 2 мг на 1 кг веса. В связи с этим утилизация антифриза этого типа составляет определенную проблему. В целях безопасности этиленгликолевый теплоноситель используют только в одноконтурных системах, где нет риска попадания в контур водоснабжения. Технические свойства этиленгликоля позволяют использовать жидкости на его основе при температурах до –65°C.
В некоторых странах этиленгликолевый теплоноситель запрещен к использованию.
Растворы на основе спирта и глицерина
По поводу глицериновых теплоносителей сложилось неоднозначное мнение. Одни говорят о том, что глицерин – лучший бытовой антифриз для отопительной системы, другие указывают на множество его недостатков:
- высокая вязкость вещества, из-за которой ускоряется износ оборудования – чтобы компенсировать высокую вязкость глицерина, состав разбавляют спиртом;
- более высокая плотность по сравнению с другими антифризами;
- превращение в яд при температуре выше 90°C;
- риск вспенивания;
- сравнительно низкая теплоемкость;
- химическое взаимодействие с резиной и пластмассой;
- после выпаривания воды становится твёрдым или желеобразным.
Однако у глицериновых теплоносителей много положительных свойств:
- пожаро- и взрывобезопасность;
- экологичность;
- химическая инертность к цинку;
- широкий разброс рабочих температур: от –30°C до 105°C;
- низкая стоимость;
- долгий срок службы – 10 лет;
- не расширяются при замораживании.
Глицериновые составы производят согласно ТУ, и это еще один недостаток, потому что производители сами устанавливают стандарты.
Можно также использовать в качестве теплоносителя растворы с содержанием 40-55% этилового спирта. Они экологичны, кристаллизуются при –30°C. Однако их применение ограничено герметичными закрытыми системами, потому что они отличаются повышенной летучестью. Температура кипения – 90°C, что является минимальным показателем среди всех типов теплоносителей.
Вместо заключения или несколько слов… о водке
Конечно, о том, чтобы заливать водку в систему отопления речь не идет, но использование этилового спирта, основы пищевого продукта, для изготовления «незамерзайки» вполне подойдет, чем и пользуются многие владельцы коттеджей.
Растворителем в этом случае служит вода (обычная из крана, подготовленная или дистиллированная), а концентрация состава в зависимости от климатических условий может достигать от 33 до 55%.
Но надо учитывать, что этиловый спирт – летучее вещество, имеет склонность к испарению. Поэтому для открытых систем это не совсем подходящий вариант: процентное соотношение необходимо будет постоянно поддерживать путем заливки нового объема спирта в расширительный бак.
Использование этила позволяет применение теплоносителя на водной основе, при этом точка замерзания сдвигается к -30°C, но при этом точкой кипения будет предел в 90°C, что потребует жесткого контроля рабочего состояния котла и системы. При превышении этого показателя возможны прорывы и разгерметизация системы.
Плюсы и минусы антифризов
Главное преимущество гликолевых антифризов состоит в их способности сохранять отопительную систему при отрицательных температурах (до -70 °С).
Однако недостатков у таких жидкостей достаточно много, что необходимо учитывать, применяя решение об их использовании.
Теплоемкость антифризов существенно ниже, чем у воды (примерно на 15 %). Таким образом, при разбавлении антифриза в соотношении 1:3 мы теряем около 200 Вт с 1 кВт тепловой энергии. В связи с этим размеры труб, радиаторов и котла необходимо увеличивать на 20 %.
Плотность «незамерзаек» выше, чем у воды, на 5-10 %, а вязкость – на 30-50 %. Это означает повышенное гидравлическое сопротивление при движении жидкости по трубопроводу и увеличенное потребление электроэнергии.
Тепловой коэффициент расширения антифризов на 30-40 % больше, чем у воды. При нагреве гликолевый теплоноситель возрастает в объеме несущественно (на 5 %), но иногда из-за этого может понадобиться гидробак чуть большего объема.
Из-за низкого поверхностного натяжения антифризы на 50 % более текучи, чем вода – это предъявляет повышенные требования к герметизации отопительных систем. Вместо обычных резиновых прокладок применяются паронитовые.
При эксплуатации антифризы весьма чувствительны к критическим температурам: перегрев, например, вызывает разложение присадок с образованием твердых нерастворимых осадков и кислот. Это приводит к появлению нагара на нагревательных элементах котла, коррозии металлов, разрушению уплотнительных элементов. Процесс сопровождается повышенным пенообразованием, что вызывает завоздушивание системы и нарушение ее функционирования.
Антифризы могут применяться далеко не во всех типах радиаторов. Так, из-за свойства разрушать эластомеры гликолевые жидкости нельзя использовать в секционных системах с резиновыми прокладками. Антифризы вымывают цинк, поэтому недопустимо их применение в радиаторах с оцинкованными трубами.
Одним из самых существенных недостатков дешевых незамерзающих жидкостей на основе этиленгликоля является их высокая токсичность, из-за которой их запрещено заливать в системы с открытым накопительным баком (контур должен быть замкнут).
Антифризы имеют сравнительно малый срок эксплуатации – около 10 сезонов. Далее антикоррозийные присадки начинают разлагаться, образуется твердый осадок, забивающий фитинги и разрушающий трубопроводную арматуру. Через 5-10 лет этиленгликоль и пропиленгликоль нужно сливать, правильно утилизировать и менять на новый.
Еще один существенный недостаток незамерзающих теплоносителей – относительно высокая стоимость: 20-литровая канистра этиленгликоля с кристаллизацией при -30 С стоит, в среднем, 15 долларов, цена такого же объема пропиленгликоля в два раза выше.
