Как выбрать и какие бывают теплоносители для систем отопления?

Ольга Степанова

Вода – доступный теплоноситель

Большинство потребителей используют в качестве теплоносителя простую воду. Это обусловлено ее низкой ценой, абсолютной доступностью, и хорошими показателями теплоотдачи. Большое преимущество воды – ее безопасность для людей и окружающей среды. Если по каким либо причинам произойдет утечка воды, ее уровень можно легко восполнить, а вытекшую жидкость устранить привычным способом.

Особенность воды состоит в том, что она расширяется при замерзании, и может повредить радиаторы и трубы. Если вы не знаете, какой выбрать теплоноситель для системы отопления в доме, учтите ситуации, связанные с отсутствием отопления. Воду в качестве теплоносителя можно выбирать только в том случае, когда система отопления работает бесперебойно и постоянно.

Не стоит производить заполнение системы отопления теплоносителем из-под крана. Водопроводная вода содержит слишком много примесей, которые со временем осядут в трубах и могут стать причиной их поломки. Особенно опасны для систем отопления примеси солей и водород. Соли вступают в реакцию с металлическими поверхностями и провоцируют процесс коррозии. Для того чтоб повысить качество воды, необходимо сделать ее более «мягкой», устранив примеси. Этого можно достигнуть двумя способами: температурным воздействием, или с помощью химической реакции.

Температурное воздействие предполагает обычное кипячение. Кипятить воду нужно в металлической емкости без крышки, желательно с большой поверхностью дна. В процессе нагрева углекислый газ будет выделяться в воздух, а соли осядут на дно. Химическое устранение примесей происходит за счет реакции с кальцинированной содой и гашеной известью. Эти вещества делают соли нерастворимыми в воде, и они выпадают в виде осадка. Перед тем, как залить в систему отопления теплоноситель, его необходимо профильтровать, чтоб осадок не препятствовал ее нормальной работе.

Идеально подходит для систем отопления дистиллированная вода. Дистиллят лишен всяких примесей и не нуждается в дополнительной обработке. Такую воду необходимо покупать в магазине, так как она производится только промышленным способом.

Свойства теплоносителя

Хороший теплоноситель для систем отопления должен обеспечивать максимальную эффективность работы отопительного котла, и переносить за определенное количество времени как можно большее количество тепла.

Основные характеристики теплоносителя:

  • эффективность поставки тепла; этот показатель определяет КПД системы;
  • защита от коррозии и смазка элементов системы отопления;
  • температура замерзания;
  • вязкость теплоносителя;
  • безопасность жидкости в эксплуатации.

На выбор вида теплоносителя влияет также стоимость продукта. Даже идеальный по всем показателям теплоноситель для системы отопления цена которого очень высока, не будет востребован у потребителей, так как не обеспечит быструю окупаемость системы.

Основные виды теплоносителей, которые используются в нашей стране – вода и антифриз.

От того, какой вы решите купить теплоноситель для систем отопления в своем доме, зависит конструкция всей системы и ее эффективность. Например, для частного дома может использоваться отопление с насосной циркуляцией. Рассмотрим подробнее, какие преимущества и недостатки имеет антифриз или вода в системе отопления, и что следует выбирать для частного домовладения.

Какой выбрать теплоноситель для отопления

Как было сказано выше, преимущественно на сегодняшнее время в качестве теплоносителя для систем отопления используется либо обычная вода, либо антифриз. Гораздо реже применяется для этих целей тосол, поскольку из-за своей большой вязкости он плохо подходит.

Чаще всего, конечно же, теплоносителем в трубах выступает вода. Она бесплатна, слить её можно в любой момент, не боясь разлить и т. д. Но в некоторых случаях, вода может пагубно повлиять на конструктивные элементы отопительной системы, не говоря уже о коррозии её металлических частей.

Антифриз для отопления

Какой выбрать теплоноситель для отопления

Антифриз же известен каждому автовладельцу, ведь его часто приходится подливать или заменять в системе охлаждения автомобиля перед началом зимнего периода. У антифриза для систем отопления имеется одно явное преимущество по сравнению с обычной водой — он не замерзает при температуре до -68 градусов.

Кроме того, у антифриза достаточно низкая степень вязкости, что не влияет отрицательным образом на циркуляционные насосы установленные в системе отопления, как это происходит при использовании тосола. Так же, в пользу антифриза в качестве теплоносителя для систем отопления, говорит следующее:

  1.  Антифриз имеет способность защитить внутренние стенки труб и других металлических элементов системы отопления от зловредной коррозии;
  2.  Имеет способность растворять и выводить осадки из отопительной системы, что является большим плюсом;
  3.  Он не влияет пагубным образом на силиконовые и резиновые уплотнители фитингов, а также на герметики резьбовых швов и т. д.

Наверное, достаточно сказано о преимуществах использования антифриза в отопительной системе. Настала пора поговорить о том, как выбрать этот теплоноситель правильно и о возможном его вреде.

Как выбрать антифриз

Какой выбрать теплоноситель для отопления

Стоит сразу сказать о том, что использовать тот или иной вид теплоносителя для каждой конкретной ситуации нужно с умом. Так, например, многие производители настенных котлов не рекомендуют использование антифриза.

В любом случае, стоит посоветоваться со специалистами в данной области, посмотреть паспорт к отопительному оборудованию, поскольку именно в нём даются конкретные рекомендации по использованию того или иного теплоносителя.

Что же касательно антифризов для отопления, то они бывают следующих типов:

  1.  Этиленгликолевые;
  2.  Пропиленгликолевые;
  3.  Триэтиленгликоленовые.
Читайте также:  10 лучших инструментов Мастера отделочника по гипсокартону

Этиленгликолевые антифризы широко представлены на рынке различными отечественными производителями. Их цена не слишком высока, температура замерзания колеблется в районе минус 30 — 60 градусов. Из недостатков этого теплоносителя для труб следует отметить его высокую токсичность при испарении.

Какой выбрать теплоноситель для отопления

Пропиленгликолевый антифриз не имеет такой высокой токсичности, он полностью безвредный при использовании человеком. Как раз этот тип антифриза допускается использовать в двухконтурных отопительных сетях. Однако здесь есть некоторые ограничения по температуре использования, поскольку в большинстве случаев она не может быть ниже чем минус 35 градусов.

Триэтиленгликолевый антифриз используется чаще всего в отопительных системах, где температура теплоносителя поднимается свыше + 150 градусов. Как правило, в индивидуальных системах отопления, данный вид антифриза не применяется.

Оценить статью и поделиться ссылкой:

Теплоноситель для гелиосистемы.

Теплоноситель для гелиосистемы выполняет очень важную роль. Он обеспечивает транспортировку тепловой энергии от солнечного коллектора в бак аккумулятор. В трубках абсорбера коллектора теплоноситель нагревается, а затем отдает тепло водонагревателю через теплообменник.

Очень важно использовать в гелиосистемах качественный теплоноситель, поскольку он продлит срок службы всей гелиоустановки.

Принцип работы теплоносителя в гелиосистеме.

Гелиосистема (система солнечного горячего водоснабжения) включает в себя основные компоненты:

1. солнечные коллекторы;

2. насосный модуль с группой безопасности;

3. контроллер;

4. бак аккумулятор;

5. дублирующий источник энергии.

В солнечных коллекторах циркулирует теплоноситель или вода (циркуляция в контуре гелиосистемы обеспечивается за счет насоса или за счет естественной циркуляции возникающей при разнице температуры). Нагреваясь в солнечном коллекторе, теплоноситель передает тепловую энергию баку аккумулятору по средствам теплообменника (теплообменник может быть встроен в бак в виде змеевика или может использоваться наружный теплообменник). Вода в баке накапливает тепловую энергию. Этот процесс происходит автоматически благодаря контроллеру, регулирующему работу насоса в гелиосистеме. В случае необходимости автоматика запускает дублирующий источник энергии.

Свойства пропиленгликоля как теплоносителя для гелиосистем

Наиболее подходящим теплоносителем для гелиосистем является вода. Она имеет высокую теплоёмкость и общедоступность. Однако использование воды в чистом виде ограничено климатическими зонами, в которых не бывает отрицательных температур. В других же климатических условиях необходимо предусмотреть предотвращения замерзания воды, поскольку это может разгерметизировать гелиоконтур и привести к поломки солнечных коллекторов. Для этого воду смешивают с пропиленгликолем. В центральной Европе обычно используют 40%-ю концентрацию пропиленгликоля. Эта концентрация соответствует температуре -30˚ С как температура начала кристаллизации теплоносителя для гелиосистем.

Пропиленгликоль представляет собой трудновоспламеняемую, нетоксичную жидкость. Его безопасность свидетельствует применение пропиленгликоля в кондитерской и косметической промышленности. Температура кипения около 188˚ С, плотность – 1,04 г/см³. Пропиленгликоль – это органическая жидкость имеющая обычные свойства. Поэтому из-за воздействия высоких температур, которые возникают во время перегрева (стагнации), теплоноситель подвержен окислению. Это может вызвать появление коррозии на некоторых узлах гелиосистемы тем самым вывести ее из строя. Так же, если в жидкости содержится кислород, то это способствует разложению теплоносителя и образованию твердых отложений. Исследования показали, что в негерметичных системах с постоянным поступлением кислорода этот процесс возникает гораздо чаще, чем вследствие стагнации при высоких температурах. Для увеличения срока службы теплоносителя, а как следствие всей гелиосистемы в жидкость добавляют специальные антиокислительные присадки. Это обеспечивает поддержание pH-среды в щелочном диапазоне (≥ 7,0). Это гарантирует длительную защиту от коррозии. Однако слишком большое количество добавок в теплоноситель гелиосистемы приводит к ухудшению теплоемкости, поэтому основной задачей производителей является достижения оптимального баланса физических свойств жидкости.>

На изображении показан начальный вид теплоносителя с (pH 8,2) и после эксплуатации (pH 6,7), а так же твердые отложения.

Теплоноситель для гелиосистем, подвергающийся незначительным термическим нагрузкам, может прослужить до 10 лет. В солнечных системах с возможными длительными периодами стагнации (например, если гелиосистема спроектирована с возможностью поддержки отопления) теплоноситель может прослужить значительно меньше. Рекомендуется после первых двух-трех лет эксплуатации гелиосистемы проверять показатели кислотности и темперературу замерзания при помощи рефрактометра теплоносителя каждый год.

Вода как теплоноситель для системы отопления

Вода является наиболее доступным, понятным и недорогим теплоносителем. Жидкость обладает высокой теплоемкостью, термической стабильностью. Она абсолютно безопасна для человека и окружающей среды. Но при всех достоинствах такой теплоноситель имеет множество недостатков.

Высокая температура замерзания. Если зимой хотя бы на 1 день отключить систему отопления, вода в трубах превращается в лед. Избежать повреждений практически невозможно.

Чтобы повторно запустить систему, придется локально отогревать трубы и создавать просвет для прохода нагретой воды.

Вода как теплоноситель для системы отопления

Коррозионная активность. Вода окисляет сталь, алюминий, чугун с высокой скоростью. Металлические трубы и радиаторы в контакте с теплоносителем быстро коррозируют и требуют замены.

Необходимость фильтров и автоматики. Если все же решено использовать в системе воду, необходимо установить качественную автоматику, чтобы не пришлось отключать котел на время отъезда. Также потребуется многоступенчатый фильтр. В воде растворено множество солей, газов, присутствуют химически активные ионы. Примеси не только ускоряют коррозию, но и образуют твердый налет на внутренних поверхностях труб и радиаторов. Со временем это приводит к сужению просвета, снижению эффективности системы. С учетом всех нюансов специалисты рекомендуют выбирать антифризы – незамерзающие жидкости. Это более дорогой вариант, но он оправдывает себя многолетней эксплуатацией без крупных вложений в оборудование.

Этиленгликоль

В некоторых условиях существует необходимость использовать теплоноситель с довольно низким порогом замерзания. Такие вещества называются антифризы. Антифриз на основе этиленгликоля составляет примерно 25% всех теплоносителей.

В состав антифриза на основе этиленгликоля вводят специальные добавки – ингибиторы, замедляющие скорость протекания нежелательных химических процессов под воздействием этиленгликоля.

Читайте также:  Что делать, когда тухнет, не зажигается газовый котел

Температура замерзания может достигать -60 °С.

Для использования этиленгликоля надо принимать в расчёт следующие факторы:

Этиленгликоль
  1. Вязкость. В чистом виде этиленгликоль не применяют, его смешивают с водой. В зависимости от концентрации, меняется и вязкость вещества. С повышением вязкости уменьшается и скорость движения теплоносителя по трубам. Из-за этого приходиться увеличивать производительность насоса, что ведёт к увеличению расходов на выработку тепла.
  2. Тепловое расширение. Коэффициент теплового расширения у данного вещества в среднем на 50% выше, чем у воды. Поэтому при нагреве, для предотвращения роста давления в отопительных приборах, необходимо установить расширительный бак. Этот же бак должен служить и для подпита теплоносителем при снижении температуры.
  3. Химические свойства. По своим свойствам, этиленгликоль агрессивен к некоторым видам материалов. К примеру, при его использовании необходимо отказаться от резиновых уплотнителей. Потребуется заменить их на паронитовые. Также, использование оцинкованных труб невозможно. Этиленгликоль растворяет цинк. При принятии решения использовать этиленгликоль в виде теплоносителя, необходимо внимательно изучить паспорта всех установленных тепловых приборов на возможность его применения.
  4. Заполнение системы. Заполнение системы водно-гликолевой смесью возможно только с помощью подпиточного насоса. Учитывая повышенную вязкость смеси, необходимо правильно подобрать параметры насоса. Также, необходимо выбрать материал для бака, из которого насос будет заполнять контур отопления раствором. При выборе насоса, обязательно нужно учесть параметры жидкости, которую он будет перекачивать.
  5. Токсичность.Из-за высокой токсичности этиленгликоль не нашёл широкого применения. Для человека смертельная доза может составить 50–500 мг. В открытых системах, этиленгликоль применять категорически запрещено. Материалы, на которые попал этиленгликоль, необходимо заменить.

Положительные стороны:

  1. Размораживание системы практически невозможно.
  2. Хорошая теплоёмкость.
  3. Низкая вероятность образования накипи.
  4. Довольно привлекательная цена.

Отрицательные стороны – токсичность! Вот что не даёт этиленгликолю постепенно вытеснить воду с лидирующей позиции. Этиленгликоль – смертельно опасен.

Какой теплоноситель для теплого пола лучше выбрать?

Если вы решили своими руками произвести укладку в доме водяной тёплый пол, важно не только грамотно подобрать комплектующие для будущей системы, но и правильно подобрать жидкость, которая будет выступать в качестве теплоносителя. Свой выбор надо начинать ещё при проектировании водяного тёплого пола.

Все стандартные проекты рассчитаны на воду. Если используется антифриз, то в расчёт надо внести изменения, с учётом технических характеристик оборудования.

Использование воды оптимально для помещений, где тёплые полы работают постоянно — квартиры или загородные дома с постоянным проживанием. Этот теплоноситель дешёвый, и является экологически безопасным.

Для домов дачного типа, балконов и гаражей, теплоноситель в виде воды не подходит, так как там пол работает не постоянно, а она обладает свойствами замерзать при минусовой температуре. Для таких помещений рекомендовано использование антифриза, который не замерзает даже при очень низких температурах.

В тёплые полы обустроенные на балконе или в гараже, возможно, заливать антифриз на основе этиленгликоля. Он стоит меньше пропиленгликолевого, а его повышенная химическая опасность в таких помещениях, где человек находится ограниченное время, не нанесёт вреда здоровью.

Какой теплоноситель для теплого пола лучше выбрать?

Часто задают вопрос — что залить в систему отопления дачи? Наше мнение, что лучше в этом случае заливать антифриз пропиленгликоль. Он хоть и дороже, но отличается отсутствием вредных химических веществ.

Если позволяют средства, то для жилых коттеджей, так же рекомендована эта марка антифриза, с ней тёплый пол будет работать более эффективно, и у вас в будущем возникнет меньше проблем с функционированием отопительной системы.

Если в доме или коттедже установлен твёрдотопливный котёл, то антифриз использовать нельзя, так как при перегревании, он теряет свои свойства.

Выбирая теплоноситель для отопительного водяного контура, нужно учитывать не только свои предпочтения и финансовые возможности, но и в каких условиях будет эксплуатироваться устройство.

Если вы проживаете в местности с суровым климатом, то лучше залить антифриз, тогда тёплый пол будет работать эффективней, и конечно лучше выбрать безопасный вид на основе пропиленгликоля.

Антифризы и перегрев

Не менее важен и факт выдержки рекомендуемых диапазонов температур, т.е. режима эксплуатации. Антифризы, независимо от основы, не любят перегрева. Как правило, кипение разрушает их структуру. Средние температуры кипения находятся в диапазоне от 106 до 116 градусов по Цельсию и зависят от разбавленности водой при начальной подготовке к использованию. В результате перегрева антифриза, разрушаются антикоррозионные присадки, происходит выкипание и разложение гликолей, образуются кислотные соединения, на нагревательных элементах откладывается нагар, ухудшающий их работу.

Для предупреждения такой опасности требуется обеспечение усиленной циркуляции, не допускающей перегрева носителя, полное покрытие нагревателей антифризом с целью исключения их перегрева. В общем, можно отметить, что особенности применения антифризов, связанные с их меньшей теплоёмкостью, теплопроводностью и большей вязкостью, должны быть учтены путём выбора более производительных радиаторов и циркуляционных насосов.

Кстати, любой антифриз легко находит мельчайшие неплотности и трещинки, образуя неприятные протечки. Поскольку в среде антифризов разбухание прокладок и уплотнителей исчезает, то и тут образуются потёки. Причиной является их меньший коэффициент поверхностного натяжения. Устраняются «неприятности» необходимой затяжкой соединений, возможно, такие действия придётся повторить ещё раз. Зато улучшится качество уплотнений системы.

Это тем более важно, если учесть, что этиленгликоли подвержены окислению при открытом воздушном контакте. С повышением температуры вещества, процесс окисления ускоряется примерно вдвое на каждую декаду температурной шкалы. А дальше – уже знакомый, по описанию выше, процесс. Продукт окисления разрушает присадки, растёт скорость коррозии и т.д. Так что система должна быть герметичной, включая и расширительные бачки.

Следует учитывать специфику физики свойств антифризов, запуская отопление в условиях низких температур, например, приехав на дачу зимним вечером в пятницу. Как известно, вода переходит из жидкого в твёрдое состояние в промежутке температур от 0 до -1 градуса по Цельсию. Все антифризы меняют своё состояние постепенно, плавно переходя из жидкого и текучего в более вязкое состояние, с образованием отдельных кристаллов, приближаясь к замерзанию постепенно. Поэтому в не разогретой системе антифриз может быть весьма загустевшим и чтобы его «разогнать», привести в рабочее состояние, режимы работы нагревательного котла нужно увеличивать очень медленно.

Читайте также:  Комбинированные котлы отопления для частного дома, универсальные котлы

Даже полностью загустевший состав антифриза увеличивает свой объём только около 0,5% и это нисколько не может повредить элементам отопления. С повышением температуры состав возвращает свои свойства. Приготовление к применению антифриза заключается в добавлении к концентрату определённого количества воды. При этом все необходимые присадки и основа уже имеются. Важно применять водный дистиллят или фильтрат, следуя рекомендациям производителя концентрата антифриза. В случае если приобретённая жидкость уже готова к использованию, нет смысла снижать её эффективность добавлением воды. Как уже было сказано, важным фактором является наличие определённой концентрации присадок в составе жидкости. Именно он определяет защиту от коррозии, накипи, пенообразования, кавитации и т.п.

Антифризы на основе этиленгликоля

В нашей стране популярностью пользуются составы на базе водного раствора этиленгликоля. Во многом такая любовь потребителей к подобному виду антифриза вызвана его доступностью. Ведь на деле такой состав является вредным для здоровья, поэтому нужно исключать его попадание на кожу, тем более в организм. Токсичными являются даже пары смеси. Смертельная доза этиленгликоля для человека – до 5 мл на один килограмм массы тела. Как правило, такой антифриз реализуется в двух видах, отличающихся температурой замерзания:

  • -65°С
  • -30°С

Чтобы получить требуемую температуру кристаллизации, состав разбавляется водой, желательно, конечно, дистиллированной. Самые часто встречающиеся бренды в России — Hot Blood, Dixis, Nort. Добавляя определенное количество воды, температура замерзания может находиться в диапазоне от -10°С до -65°С. И нужно понимать, что даже при наступлении температуры кристаллизации есть еще немалый температурный диапазон, при котором сохраняется и жидкость, и лед. Подобное состояние именуется шуга. При таких условиях исключается разрыв системы.

Расчет объема системы отопления

Расчет объема системы отопления необходим для определения объема расширительного бака, подбора котла отопления или определения необходимого количества теплоносителя.

Рассчитать объем системы отопления достаточно просто, для этого необходимо просуммировать внутренний объем всех элементов системы. Проблема возникает именно в определении объема внутренних элементов, для того чтобы не перечитывать ГОСТы и паспорта на приборы отопления в этой статье собраны вся необходимая информация. Она значительно упростит расчет Вашей системы отопления.

Расчет объема системы отопления

Порядок проведения расчета объема системы отопления

Расчет объема теплоносителя в радиаторах отопления

По мимо того, что радиаторы отопления бывают разного типа, они еще имеют различную высоту. Для определения объема теплоносителя в радиаторах отопления удобно сначала подсчитать количество одинаковых по размеру и типу секций и умножить их на внутренний объем одной секции.

Таблица объем 1 секции радиатора отопления в литрах, в зависимости от размера и материала радиатора.

Расчет объема системы отопления
Материал радиатора отопления Межцентровое расстояние подключения радиаторов отопления, мм
300 350 500
Объем, л
Алюминевые 0,36 0,44
Биметалические 0,16 0,2
Чугунные 1,11 1,45

Для упрощения расчетов данные по объему одной секции сведены в таблицу в зависимости от типа и высоты радиатора отопления.

Пример.

Имеется 5 алюминиевых радиаторов по 7 секций, межцентровое расстояние подключения 500мм. Необходимо найти объем.

Расчет объема системы отопления

Считаем. 5х7х0,44=15,4 л.

Расчет объема теплоносителя в трубах отопления

Для расчета объема теплоносителя в трубах отопления необходимо определить суммарную длину всех однотипных труб и умножить ее на внутренний объем 1 м.п. трубы соответствующего диаметра.

Следует учесть, что внутренний объем труб из полипропилена, металлопласта и стали отличаются. В таблице 2 приведены характеристики стальных труб отопления.

Расчет объема системы отопления

Таблица объем 1 метра стальной трубы.

Диаметр, дюймы Наружный диаметр, мм Внутренний диаметр, мм Объем, м3 Объем, л
1/2» 21,3 15 0,00018 0,177
3/4» 26,8 20 0,00031 0,314
33,5 25 0,00049 0,491
1 1/4» 42,3 32 0,00080 0,804
1 1/2» 48 40 0,00126 1,257
60 50 0,00196 1,963
2 1/2» 75,5 70 0,00385 3,848
88,5 80 0,00503 5,027
3 1/2» 101,3 90 0,00636 6,362
114 100 0,00785 7,854

В таблице 3 характеристики полипропиленовых труб усиленных, чаще всего применяемых для отопления PN20.

Таблица объем 1 метра полипропиленовой трубы.

Расчет объема системы отопления
Наружный диаметр, мм Внутренний диаметр, мм Объем, м3 Объем, л
20 13,2 0,00014 0,137
25 16,4 0,00022 0,216
32 21,2 0,00035 0,353
40 26,6 0,00056 0,556
50 33,4 0,00088 0,876
63 42 0,00139 0,139
75 50 0,00196 1,963
90 60 0,00283 2,827
110 73,4 0,00423 4,231

Таблица объем 1 метра металлопластиковой трубы.

Наружный диаметр, мм Внутренний диаметр, мм Объем, м3 Объем, л
16 12 0,00011 0,113
20 16 0,00020 0,201
26 20 0,00031 0,314
32 26 0,00053 0,531
40 33 0,00086 0,855

Пример расчета объема системы отопления

Расчет объема системы отопления

Трубы отопления стальные причем стояки выполнены из труб 1/2’’, подача и обратка из трубы 1’’. Общая длина стояков 12 м, длина обратки и подачи 20м.

Считаем. 12х0,177+20х0,491=11,944 л.

Теперь остается сложить объем теплоносителя в радиаторах, в трубах отопления, в котле (объем указан в паспорте), расширительного бачка и в результате объем системы отопления.

Расчет объема системы отопления

Таким образом, объем системы отопления — это сумма объемов всех ее элементов. Зная объем системы отопления можно приступить к выбору расширительного бака или котла.

Вся эта информация присутствует в паспорте на котел.