Каким должен быть теплоноситель для систем отопления: параметры жидкости для радиаторов

В условиях, когда альтернативные методы отопления становятся более популярными, большинство домов по-прежнему используют жидкостные системы отопления как главный источник тепла. Это обусловлено их высокой эффективностью и экономичностью, что особенно актуально для наших длительных зим.

Однако следует учитывать, что вода может замерзнуть, поэтому для отопительных систем часто применяется незамерзающий теплоноситель, выступающий в роли замены воды. В этой статье мы рассмотрим основные виды таких жидкостей, их положительные и отрицательные стороны.

Также мы представим алгоритм для расчета необходимого объема теплоносителя, который потребуется для вашей системы, и дадим советы по выбору типа жидкости для отопительных контуров.

Перечень требований к теплоносителю

Основная функция жидкости в трубах заключается в переносе тепловой энергии от котла к радиаторам.

Чтобы система отопления была надежной и экономичной, теплоноситель должен обладать рядом важных характеристик, к числу которых относятся:

• защита труб от коррозии;
• химическая нейтральность по отношению к уплотнителям в системе;
• соответствующий диапазон рабочих температур, от точки замерзания до кипения;
• высокая теплоемкость для эффективного накопления тепла;
• низкая склонность к образованию накипи;
• полная безопасность: отсутствие токсичных испарений и высокая взрывоустойчивость;
• стабильный химический состав, не подверженный разложению или изменениям под воздействием высоких температур.

Итак, возникает вопрос: какой антифриз подойдет для современных отопительных систем, соответствуя всем вышеперечисленным требованиям?

К сожалению, в настоящее время не существует идеального варианта, который бы отвечал всем критериям. Это делает выбор оптимального теплоносителя особенно актуальным.

Галерея изображений

Теплоноситель представляет собой среду, предназначенную для транспортировки тепла от котла к потребителю через систему отопления.

Наиболее распространенным теплоносителем в странах СНГ является вода. Температуры в системах отопления колеблются от 60 до 70°C, а в однотрубных гравитационных системах могут достигать 95-105°C на выходе из котла.

На втором месте по популярности находится пар, который может нагреваться до 130°C; такие сложные системы часто устанавливаются в вспомогательных помещениях.

В бесконечно распространенных системах воздушного отопления теплоносителем служит воздух, который разогревается до 60°C. Это фактически вторичный теплоноситель, нагреваемый паром, электричеством или водой.

В водяных системах отопления, имеющих контакт с внешней средой, теплоносителем может выступать исключительно вода.

В северных регионах, где температура может опускаться ниже нуля, вместо воды используют незамерзающую жидкость — раствор антифриза.

Несмотря на это, применение антифриза в домах с двухконтурными котлами, которые обеспечивают тепло и горячее водоснабжение, строго запрещено.

Вода остается самым дешевым и доступным теплоносителем, что делает ее наиболее популярным выбором. Она обладает отличной текучестью, что позволяет эффективно передавать тепло.

Для чего нужен теплоноситель

Водяная система отопления

Паровое отопление в вспомогательных помещениях

Теплоноситель для воздушного отопления

Открытая схема водяного отопления

Закрытая система отопления

Запрет на использование антифриза

Преимущества использования воды в качестве теплоносителя

Когда необходимо применять антифриз?

Перед тем как углубляться в изучение альтернативных теплоносителей, нельзя забывать и о воде. Если отопительная система устанавливается в доме, где постоянно проживают люди, вода считается одним из самых безопасных и надежных вариантов.

Она обладает подходящими характеристиками для циркуляции в отопительных системах.

Тем не менее, в условиях сильных морозов даже незначительная кристаллизация может привести к серьезным повреждениям трубопровода и оборудования.

Если речь идет о загородном доме, который посещают не так часто, теплоноситель должен быть устойчивым к низким температурам, характерным для данной местности.

Для использования химических составов в качестве теплоносителей система должна быть полностью герметичной, так как такие жидкости могут быть токсичными и огнеопасными.

В отопительных системах нежелательно применять антифризы без разбавления, так как концентрированные составы могут быть агрессивными и способствовать коррозии, их нужно разбавлять водой.

Важно помнить, что незамерзающую жидкость необходимо периодически заменять, что ведет к дополнительным затратам.

Некоторые модели котлов имеют четкие рекомендации по выбору теплоносителя определенной марки, а использование изделий другого состава может привести к потере гарантии на оборудование.

Обзор востребованных теплоносителей

Для избежания неприятных ситуаций давайте подробнее разберем каждый тип теплоносителя.

Вариант #1 — вода с добавлением различных средств

Около 70% современных отопительных систем используют воду, в том числе и ее модификации с добавлением специальных веществ.

Почему вода так популярна:

• полная безопасность — утечка не вызовет серьезных последствий;
• высокая теплоемкость – около 1кал/г*С (литр воды способен передать больше тепла, чем любая другая жидкость);
• доступность и низкая стоимость — вода является недорогим теплоносителем, ее всегда можно быстро добавить без больших затрат.

Но заменять воду в системе следует только при наличии веской причины, так как при нагреве она теряет соли и кислород.

Вода, перекипевшая несколько раз, теряет первоначальный состав, и количество солей в ней значительно снижается.

Частая замена воды может привести к образованию накипи на стенках труб и арматуры.

К недостаткам можно отнести:

• относительно высокая температура замерзания, поэтому оставлять систему без контроля крайне не рекомендуется, так как это может привести к разрыву труб;
• соли в воде могут осаждаться на трубах и нагревательных элементах, что снижает эффективность системы;
• вода является окислителем, поэтому растворенный кислород может вызывать коррозию

Хоть с температурой замерзания ничего не поделаешь, остальные негативные аспекты можно уменьшить. Для этого нужно сократить содержание солей, что можно осуществить с помощью умягчения воды или кипячения.

Использование натрий ортофосфата, доступного в магазинах, позволяет смягчить воду, но важно точно соблюдать дозировку, чтобы не ухудшить ее свойства.

Дистиллированная вода является отличным, хотя и более дорогим вариантом, так как избавляет от неполадок с накипью.

Можно использовать талую или дождевую воду, которая уже имеет некоторые свойства дистиллированной воды, но может быть не такой чистой и подвержена загрязнениям.

Для поддержания системы в хорошем техническом состоянии лучше применять дистиллированную воду, особенно после прокачки системы после аварий.

Некоторые производители предлагают дистиллированную воду с добавлением ингибиторов коррозии, что существенно повышает ее устойчивость к коррозии.

В такую воду могут быть добавлены поверхностно активные вещества (ПАВ), снижение их концентрации позволяет минимизировать образования осадков на поверхности радиаторов.

ПАВ способствует отслаиванию уже существующей накипи и улучшает химические показатели воды, что увеличивает срок службы прокладок и герметиков.

Вариант #2 — незамерзающий антифриз

Даже дистиллированная вода с добавками не застрахована от замерзания при 0°C. Специальный теплоноситель для металлических радиаторов отопления лишен этого недостатка, обладая более низкой температурой кристаллизации.

Температура влияет на антифриз иначе, чем на воду: даже при превышении базовых рабочих значений он не кристаллизуется и не расширяется, а превращается в гелеобразное вещество. Это обеспечивает защиту труб и радиаторов от повреждений.

При повышении температуры антикризисный раствор становится менее вязким, однако его текучесть все равно остается ниже на 15% по сравнению с водой.

Такие теплоносители изготавливаются в двух вариантах: один с температурой замерзания в неразбавленном виде -65°C, второй -30°C.

Разбавление концентрированного незамерзающего раствора осуществляется в соответствии с рекомендациями производителя, принимая во внимание климатические условия региона. Чтобы получить жидкость с температурой замерзания -30°C, необходимо смешать ее с водой в равных пропорциях. Для замерзания при -20°C антифриз сочетает одну часть с двумя частями воды.

Большинство таких жидкостей устойчиво к температурам до -65 градусов. На большинстве северных и центральных территориях температура не опускается ниже -35°C, поэтому для повышения морозостойкости часто используется дистиллированная вода, что позволяет снизить точку замерзания до -40°C.

Галерея изображений

При отрицательных температурах вода кристаллизуется и увеличивается в объеме. Образующийся лед может привести к повреждению труб и соединений. Чтобы предотвратить подобные ситуации, в водяные системы добавляется антифриз.

Антифриз необходимо использовать исключительно в закрытых системах отопления, которые не имеют прямой вентиляции с атмосферой.

Концентрированная незамерзающая жидкость смешивается с водой. Пропорции подбираются так, чтобы предотвращать кристаллизацию при нужной температуре.

Незамерзающая жидкость подходит для всех типов водяных систем: радиаторов, конвекторов и теплых полов.

По сравнению с обычной водой, незамерзающее средство обладает большей текучестью, поэтому стандартные прокладки и уплотнители для сборки контуров не подходят. Необходимы компоненты, специально разработанные для работы с антифризами.

Вязкость незамерзающих жидкостей выше, чем у воды, что требует использования более мощных циркуляционных насосов для обеспечения их движения по системе.

Трубопроводы для систем, использующих антифриз, нельзя изготавливать из оцинкованных труб, так как контакт с цинком ухудшает характеристики и состав жидкости.

Для заправки отопительных систем необходимо приобретать антифриз, специально предназначенный для этих целей. Применение автомобильного антифриза для отопительных систем строго запрещено.

Преимущества и недостатки антифризов

Особенности отопления с использованием антифризов

Заполнение системы отопления антифризом

Применение антифризов в теплых полах

Ускоренный износ уплотнителей

Специфика выбора насоса

Отказ от оцинкованных труб

Варианты антифризов для систем отопления

Производители качественных растворов разрабатывают свои составы таким образом, что срок службы может достигать до 5 лет, после чего требуется полная замена жидкости.

Для достижения таких характеристик пришлось отказаться от некоторых преимуществ, присущих воде:

• Теплоотдача антифриза на 15% ниже, что иногда приводит к необходимости установки дополнительных радиаторов или секций;
• Состав может содержать токсичные вещества, что делает использование антифриза в двухконтурных системах недопустимым, так как он может попасть в контур горячей воды;
• Высокая текучесть по сравнению с водой требует применения специальных уплотняющих материалов для предотвращения утечек;
• Увеличенная вязкость подразумевает использование более мощных насосов — мы рассмотрели рекомендации по выбору насосов и топ десяти лучших моделей здесь;
• Более высокий коэффициент теплового расширения подразумевает установку расширительного бака увеличенного объема.

При использовании любых антифризов запрещается осуществлять разводку отопления с использованием оцинкованных труб, так как контакт с ними приводит к ухудшению свойств незамерзающей жидкости.

Важно помнить, что для заправки отопительного контура следует применять раствор, созданный специально для этих систем. Жидкость, предназначенная для двигателей автомобилей, не подходит для этой цели.

Использование незамерзающих жидкостей в системе отопления требует изменения схемы. Из-за вязкости антифриз передает тепло приборам медленнее, что может потребовать увеличения числа секций радиаторов или выбора устройств с большей теплоемкостью.

Также следует уменьшить трение в трубопроводах, заменив фитинги на более крупные аналоги, чем те, что используются в водяных системах.

Современные незамерзающие жидкости можно условно разделить на три типа в зависимости от их состава:

• На основе глицерина;
• На основе пропиленгликоля;
• На основе этиленгликоля.

Углубимся в каждую категорию, чтобы определить подходящий вариант в зависимости от имеющегося оборудования и условий эксплуатации.

Вариант 1: незамерзающая жидкость на основе этиленгликоля

Этот антифриз распространён благодаря своей доступной цене, что связано с простотой процесса его производства.

Состав содержит около 4% добавок, предотвращающих вспенивание этиленгликоля при высоких температурах, а также ингибиторы, защищающие металл от коррозии.

Из-за агрессивности этиленгликоля используется только в разбавленном виде, чтобы специальным образом защитить внутренние поверхности труб и радиаторов.

Этиленгликоль обладает высокой агрессивностью к трубам и соединениям, токсичен, но демонстрирует высокие теплотехнические характеристики.

Громадный недостаток этиленгликоля — его токсичность. Даже в минимальных количествах он может вызывать серьёзные проблемы со здоровьем. Поэтому система отопления должна быть максимально герметичной.

Другим важным недостатком является необходимость регулярного контроля температуры. Если котел перегревает жидкость до температуры, близкой к кипению, это может вызвать разложение состава с появлением твердых осадков и кислот, что негативно скажется на всех элементах отопления.

Данный антифриз подходит только для систем, где возможно строгое соблюдение температурного режима, что не всегда гарантируется.

Вариант 2: пропиленгликолевый антифриз

Этот антифриз более современный и избавился от ряда недостатков этиленгликоля.

• Не содержит токсичных веществ — добавки, включенные в состав, безопасны и могут использоваться в пищевой промышленности;
• Подходит для двухконтурных систем, поскольку случайное смешивание с питьевой водой не вызывает угрозы для здоровья;
• Показатели теплопередачи выше;
• Срок службы до 10 лет;
• Снижает гидравлическое сопротивление в трубопроводе, действуя по принципу смазки и повышая эффективность системы.

Однако остался один недостаток — несовместимость с цинком. Специальные добавки теряют свои свойства при протекании через оцинкованные трубы. Кроме того, цена на пропиленгликоль в два раза выше.

Вариант 3: глицериновый антифриз

Глицериновый антифриз близок к идеалу из-за своих свойств, но всё равно вызывает споры. Рассмотрим все аспекты.

Сторонники глицеринового антифриза выделяют следующие преимущества:

• Экологически чистый и безопасный раствор;
• Широкий диапазон рабочих температур — от -30 до +100;
• При замерзании расширяется незначительно;
• Неопасен для оцинкованных труб и радиаторов;
• Стоит дешевле пропиленгликоля;
• Срок использования достигает 7-10 лет.

Этот антифриз не является взрывоопасным и не воспламеняется, что также является плюсом. Он почти не разлагает уплотнители.

При этом добавление синтетических присадок в состав глицериновых жидкостей значительно снижает коррозионную активность антифриза.

Противники данного теплоносителя отмечают такие недостатки:

• Высокая плотность, что может привести к дополнительной нагрузке на трубы;
• Отсутствие стандартизации качества для глицериновых составов;
• При перегреве и испарении воды теряет свои свойства, превращаясь в гелеобразную массу с затвердениями;
• Увеличенное пенообразование;
• При температуре выше 90 градусов может начать разложение;
• Низкая теплоемкость по сравнению с пропиленгликолем;
• Из-за повышенной вязкости может быть причиной быстрого износа оборудования.

Следует отметить, что в некоторых странах, где этиленгликоль под запретом, производство глицериновых теплоносителей вообще отсутствует. В связи с тем, что использование глицеринового антифриза является дискуссионным вопросом, вся ответственность за его применение лежит на владельце.

Глицериновый антифриз имеет много плюсов, но высокая цена и вязкость вызывают вопросы перед покупкой.

Вариант 4: теплоноситель для электродных котлов

Этот тип оборудования требует отдельно выделенного внимания, так как электродные котлы функционируют с использованием особого типа теплоносителя, поскольку в процессе работы жидкость нагревается за счет ионизации от воздействия переменного тока.

Антифриз должен обладать определенными характеристиками, чтобы он соответствовал трем критериям: правильные значения электрического сопротивления, проводимости и ионизации.

Производители электродных котлов предлагают строгие рекомендации по использованию конкретных марок теплоносителя. Поэтому выбор антифриза необходимо делать очень осторожно, чтобы сохранить гарантию.

Каждая модель электродного котла ограничена определенными марками теплоносителей. В случае применения другого состава производитель может не выполнять гарантийные обязательства.

Сравнение теплоносителей

Важно учитывать не только характеристики теплоносителей для отопительных систем, но и конфигурацию оборудования для обеспечения безопасного и эффективного обогрева.

Если вы решили воспользоваться антифризом, следует рассмотреть условия, при которых его применение нецелесообразно:

• Отсутствие в котле терморегулятора;
• Использование уплотнителей из льняной подмотки, обработанных маслом;

• В системе отопления используются трубы, радиаторы и запорная арматура с оцинкованным покрытием;
  — отопительная система имеет открытый тип

Испарение жидкости из антифриза может изменить его свойства, а пар этиленгликоля представляет собой токсичное вещество.

Соблюдение перечисленных ниже рекомендаций поможет владельцам избежать множества проблем, связанных с неправильным использованием незамерзающих жидкостей:

• Уплотнительные соединения следует обрабатывать льняной паклей с уплотнительной пастой;
• Секционные радиаторы рекомендуется разобрать для замены уплотнений на прокладки из тефлона или паронита;
• Автоматические воздухоотводчики не должны использоваться (для удаления лишнего воздуха лучше установить краны Маевского для ручной регулировки);
• Радиаторы и трубы должны иметь увеличенный объем и диаметр;
• Необходимость установки циркуляционного насоса с повышенной мощностью;
• Следует установить мембранный расширительный бак с большим объемом.

Заправка системы отопления антифризом должна проводиться только после тщательной промывки контура, для чего рекомендуется использовать специальные средства. В целях безопасности жильцов эксперты советуют применять пропиленгликоль.

Не следует выводить котел на максимальную мощность сразу после его заполнения теплоносителем. Температуру нужно повышать постепенно. Это позволит антифризу достичь оптимальных рабочих характеристик и расширяться в пределах допустимого.

При выборе теплоносителя необходимо учитывать характеристики труб, котельного оборудования и другие факторы.

При разбавлении жидкости водой следует избегать концентрации ниже -20 градусов. Избыточное количество воды может привести к образованию накипи и изменению рабочих свойств гликоля. Разбавление должно происходить только дистиллированной водой.

Как определить объем теплоносителя?

Наиболее простой способ измерения водоснабжения — это использование водомера или счетчика расхода воды. Такой прибор почти всегда есть в домах или квартирах с централизованным водоснабжением.

Перед началом измерений нужно полностью освободить отопительный контур. Затем снимаются показания на счетчике, и система начинает заполняться водой с небольшим напором. Это делается для предотвращения возникновения воздушных пробок, которые могут исказить показания.

Как только трубопровод отопления будет заполнен, необходимо повторно снять показания водомера. Важно помнить, что 1 кубометр соответствует 1000 литрам, и закупить необходимое количество жидкости.

Второй метод менее удобен, но все же результативен в отсутствии счетчика. Заполненная система опустошается с помощью мерной ёмкости (бака или ведра определенного объема). Главное — не ошибиться с количеством ведер.

Еще один вариант — математический. Для расчетов используются объемы радиаторов и расширительного бака, диаметры труб и объем теплообменника котла. С применением простых геометрических и арифметических формул можно вычислить общий объем.

В наших следующих статьях мы подробно рассмотрели примеры расчета каждого из элементов системы отопления:

• Расчет объема трубы: основные принципы и правила вычислений в литрах и кубических метрах
• Расширительный бак для систем открытого типа: устройство, назначение, основные виды, плюс советы по расчету бачка

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролик познакомит с мнением профессионала о том, следует ли заменять воду на незамерзающую жидкость:

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

Предоставленные факты формируют полное представление для каждого владельца, выбирающего теплоноситель. Он станет осведомлен по тому, какая жидкость необходима, какие условия для нее требуются и как их создать.

Что за жидкость циркулирует в вашем отопительном контуре? Почему вы остановили свой выбор именно на этом теплоносителе и удовлетворены ли его работой? Поделитесь своим мнением в комментариях.

Или вы еще только подбираете тип теплоносителя и не смогли найти ответы на свои вопросы в этой статье? Пишите свои вопросы в комментариях — мы постараемся оказать вам помощь.