Що залити в систему опалення приватного будинку, воду або антифриз

Індивідуальна система опалення в зимовий час повинна функціонувати безперервно, навіть при відсутності мешканців, в економічному режимі роботи. Але якщо господарі на довгий час покинули заміський котедж або дачний будинок, можуть виникнути непередбачені ситуації, що призводять до замерзання води в трубах, і в цьому випадку стає актуальним питання – що залити в систему опалення приватного будинку.

Завдання ускладнюється тим, що існує кілька варіантів заміни води морозостійкими рідинами, що мають різні хімічні властивості і фізичні характеристики. Також необхідний точний розрахунок обсягу теплоносія в системі – це дозволить правильно визначити потрібну кількість незамерзаючої рідини для функціонування в системі опалення, і відповідно заощадити фінансові кошти і час.

Мал. 1 Система опалення в приватному будинку

Що таке теплоносій і які бувають види

Теплоносієм називають рідка або газоподібна речовина, призначене для передачі теплової енергії, в індивідуальній опалювальній системі будинку використовується тільки рідке робоче тіло.

У домашню систему опалення заливаються наступні види теплоносіїв:

  • Вода. Найдоступніший і універсальний теплоносій, який не потребує фінансових витрат на його придбання і використовуваний в більшості систем опалення, володіє найбільшою теплоємністю серед рідких речовин.
  • Антифризи. Для передачі теплової енергії використовуються два види антифризів – етиленгліколь і пропіленгліколь. Вони мають низьку температуру кристалізації і розлучаються з водою в певному співвідношенні – це дозволяє змінювати точку замерзання рідини.
  • суміші антифризів. Найбільш популярні антифризи етиленгліколь і пропіленгліколь володіють різними хімічними і фізичними властивостями. Деякі виробники додають в їх склад гликоли для отримання рідин, що поєднує в собі переваги двох компонентів.
  • автомобільні антифризи. Етиленгліколь є одним з основних компонентів автомобільних охолоджуючих рідин, тому можна використовувати загальновідомий Тосол для опалення будинку. У його марках цифри 40 (блакитний колір) і 65 (червоний колір) означають температуру замерзання. При експлуатації розчин тосола змінює колір на синьо-зелений, потім зелений, жовтий і в кінці знебарвлюється (точніше стає брудно-коричневим через відкладення іржі). Це говорить про зниження її експлуатаційних якостей і необхідності заміни. Нормальною робочою температурою експлуатації Тосола вважається показник до 95? С, при перевищенні цього порога термін служби рідини різко падає.

Рис.2 Антифризи – види

  • інші речовини. Щоб знизити точку замерзання води, можна використовувати будь-які сольові розчини (хлористі натрій, калій, кальцій), спирти, гліцерин, гліколі, анілін і багато інших хімічні компоненти. Дуже хорошим антифризом вважається вода з 40% вмістом етилового спирту, але його використання досить дорого і обмежена високу летючість і воспламеняемостью. Аналогічними властивостями володіє і дешевший метиловий спирт, який небезпечно використовувати в якості теплоносія внаслідок його високої отруйності.

На ринку зустрічаються антифризи на основі гліцерину – ні в якому разі не слід використовувати ці склади в опалювальній системі, вони мають температурної нестійкістю, розкладаються з утворенням шкідливих для матеріалів компонентів, ускладнюють настройку котла опалення.

Основні вимоги до теплоносія для опалення заміських будинків

Теплоносій, який слід заливати в систему опалення заміського будинку, повинен мати наступні властивості:

  • Мати високу теплоємність. Даний показник характеризує властивість речовини накопичувати теплову енергію – чим більше робоча рідина вбере в себе енергії, тим більше її буде подано на радіатори опалення.
  • В’язкість. Робоче тіло повинно мати низьку в’язкість – в цьому випадку електронасоса для подачі рідини потрібно менше електроенергії.
  • Екологічність. Багато рідини, що володіють відповідними фізичними параметрами для застосування в ролі теплоносія, не використовуються як робоче тіло через високу небезпеку нанесення шкоди здоров’ю людини.
  • Безпека. Провідна тепло рідина не повинна бути вибухо- і пожежонебезпечної.

Мал. 3 однотрубну контур опалювальної системи з відкритим розширювальним баком

  • Нейтральність. Теплоносій не повинен мати шкідливого впливу на труби, котли, опалювальне обладнання, радіатори, що приводить до їх корозії, хімічного пошкодження і відповідно швидкому виходу з ладу.
  • Вартість. Ціна теплопроводящей рідини є найбільш важливим параметром при виборі відповідних матеріалів, багато з них з хорошими фізичними характеристиками не використовуються в системах з тієї причини, що занадто дорогі.
  • Температура. Подає тепло рідина повинна витримувати максимальну і мінімальну робочі температури, а також їх нижня і верхня межа з урахуванням екстрених ситуацій (відключення електроенергії, поломка обладнання, пошкодження магістралі).
  • Термін експлуатації. Все антифризи в процесі експлуатації змінюють свої хімічні властивості з погіршенням технічних параметрів. При використанні в автомобільній техніці їх рекомендується міняти раз в 3 – 5 років, цей параметр необхідно враховувати і при використанні в якості незамерзаючої рідини, вибираючи склад з найбільш тривалим терміном служби.

Мал. 4 Однотрубна система опалення з герметичним контуром

Вода як теплоносій

Застосування води в опалювальній системі оптимально в тому випадку, якщо в будинку постійно проживають люди – навіть при якісь неполадки або тривалому відключенні електроенергії в зимовий час, якщо не вдасться швидко усунути несправність і підключити електрику, можна просто злити воду із системи.

Ідеальним варіантом для заповнення магістралі опалення є дистильована вода, але її отримання або придбання у великих кількостях обходиться занадто дорого. Виходом з ситуації може бути збір дощової води і її подальше використання після фільтрації, також воду можна пом’якшити шляхом кип’ятіння або використовувати для цього хімічні реагенти.

Плюси і мінуси води в ролі теплоносія

Вода є найпоширенішим елементом серед використовуваних рідин для перенесення тепла, вона має такі властивості:

  • Доступність. Вода є скрізь, вона практично нічого не коштує, в екстрених ситуаціях її завжди можна злити і знову наповнити систему.
  • Висока питома теплоємність. Серед всіх рідин вода має найвищу теплоємність із середнім значенням 4200 Дж. / Кг. * К. (4,2 кДж. / Кг. * К.) – це означає, що вона повільно нагрівається, і повільно остигає.
  • Низька в’язкість. Вода має низьку кінетичну в’язкість 1,006 м.кв. / с. (10-6) при температурі 20? З, зі збільшенням в’язкість падає і при робочій температурі котла близько 70 С. даний показник має значення близько 0,4 м.кв. / с. (10-6). Це означає, що вода менше піддається опору при русі під час проштовхування її в систему робочим колесом електронасоса.
  • Низький коефіцієнт об’ємного розширення. При нагріванні вода незначно збільшується в об’ємі, в порівнянні з нульовою температурою при 80 градусах її обсяг збільшується на 2,8%.
  • Екологічність. Застосування води нешкідливо для здоров’я, при аварійних витоках вона не завдасть шкоди здоров’ю людини.
  • Нейтральність. Вода хімічно нейтральна по відношенню до всіх синтетичних матеріалів, вона не має шкідливого впливу на широко використовувані в даний час трубопроводи із зшитого поліетилену (металопластик), що застосовуються для систем опалення.

Мал. 5 Фізичні властивості води

До недоліків відносяться наступні властивості води:

  • Висока температура замерзання. Це основний недолік, що не дозволяє експлуатувати систему опалення будинку взимку в відключеному стані.
  • Корозійний вплив на сталь. Використання води не дозволяє застосовувати в якості матеріалу трубопроводів дешеву сталь тривалий час, доводиться експлуатувати труби з більш дорогих матеріалів і сантехнічну арматуру з кольорових або нержавіючих сплавів.
  • Накип. При підвищенні температури, солі, що містяться у воді, осідають на трубах, в радіаторах і сантехнічних приладах – це призводить до зменшення перерізу робочого каналу і порушення роботи запірної і регулюючої арматури.

Що таке антифриз і його види

Антифризами називається клас рідин, що не піддаються кристалізації при низьких температурах, їх основне призначення – охолодження автомобільних двигунів і робота в низькотемпературних установках.

Відомі два основних види антифризів: пропіленгліколь і етиленгліколь (також у продажу є склади на основі гліцерину), вони володіють різними хімічними і фізичними властивостями і сферами застосування.

Використання незамерзаючої рідини в опалювальних системах виправдане в тих випадках, якщо господарі індивідуальних будинків відсутні в них взимку деякий час – при виникненні екстреної ситуації (поломки, відключення електроенергії) може відбутися розморожування опалювальної системи. Як тільки температура води в трубах впаде до нуля градусів, відбудеться її замерзання і розширення на 10%, пов’язане з меншою щільністю льоду в порівнянні з водою на аналогічну величину. При цьому доведеться міняти весь трубопровід, повністю заповнений водою, радіатори опалення і нагрівальний котел – збитки будуть величезні.

Мал. 6 Фізичні властивості гліколів та температури замерзання антифризів

Плюси використання антифризу

Крім запобігання розморожування трубопровідної системи застосування антифризів має такі переваги:

  • Температурний діапазон роботи незамерзающих складів для опалювальних систем, що лежить в діапазоні від -70? до +110? З забезпечує збереження трубопроводу при будь-яких існуючих в природі низьких температурах і ефективну роботу в якості теплоносія.
  • При температурі охолодження гликолей нижче кристалізації, вони стають желеподібними, незначно розширюючись в обсязі – це не призводить до розморожування системи і виходу її з ладу. Після відтавання труб рідина можна розморозити і використовувати повторно без втрати якості.
  • Наявність спеціальних присадок (інгібітори корозії та інші) в складі гликолей запобігають появі накипу, іржі, піни, завоздушіваніе, збільшуючи тим самим термін служби системи.
  • Використання барвників дозволяє легко виявити протікання, а зміна кольору рідини говорить про необхідність її заміни.

Мінуси використання антифризів

Використання антифризів має такі недоліки:

  • При застосуванні незамерзающих складів необхідно пам’ятати, що Етіленгліколевие антифризи отруйні, смертельна доза для людини при вживанні складає 2 мг. на 1 кілограм маси тіла. У зв’язку з цим був розроблений екологічно чистий і абсолютно безпечний пропіленгліколь.
  • Великий мінус незамерзаючих рідин – їх занадто висока ціна, стандартна 20-літрова ємність етиленгліколю з граничною температурою – 65? З коштує в середньому близько 30 у.о. Таку ж вартість має 20-літрова каністра пропіленгліколю з максимальною температурою -30? З – фактично це говорить про те, що пропіленгліколевої складу варто в 2 рази дорожче.
  • Застосування щодо недорогого отруйного етиленгліколю неможливо в будинку з відкритим розширювальним баком.
  • Незамерзаючі рідини мають обмежений термін служби, в середньому він становить 5 років або 10 опалювальних сезонів, після чого рідину необхідно зливати, промивати трубопровід і заливати новий склад, а при використанні отруйного етиленгліколю доведеться додатково вирішувати питання про його утилізації. Дана процедура призводить до суттєвих фінансових витрат і втрат часу.

Мал. 7 Вплив процентного вмісту етиленгліколю в розчині на температуру його кристалізації

  • Застосування неякісного антифризу або використання його після закінчення терміну служби може стати причиною пошкодження водопровідної арматури, засмічення труб і фітингів – в інтернеті є чимала кількість подібних прикладів.
  • Один з критичних недоліків застосування незамерзаючих складів полягає в тому, що багато виробників котлів відмовляють споживачеві в їх надалі гарантійному обслуговуванні після заливки в систему антифризу.
  • При використанні гликолей доведеться встановлювати більш потужний циркуляційний насос, пропіленгліколь вимагатиме збільшення його напору на 10% і продуктивності на 60%, аналогічно знадобиться більш об’ємний розширювальний бак.
  • Не рекомендується використовувати пропіленгліколевої склади в електролізних котлах (Галан) і опалювальних системах з оцинкованими трубами.

Порівняння антифризу з водою

Використовувані в системах обігріву незамерзаючі склади поступаються воді по всіх параметрах:

  • Мають на 10% меншу теплопровідність – це говорить про те, що для передачі однакового з водою кількості тепла швидкість їх руху по трубах повинна бути більше на 10%.
  • В’язкість деяких антифризів в 5 -10 разів перевищує аналогічний показник води, тому насосу знадобиться докласти більше кінетичної енергії (зростуть витрати електроенергії) для просування рідини по трубах.
  • Антифризи володіють високою плинністю, тобто будуть проникати через дрібні щілини, в яких раніше затримувалася вода – це може привести до додаткових протечкам, даний недолік усувають застосуванням високоякісних з’єднань і ущільнювачів (паронітові або тефлонові прокладки).
  • Коефіцієнт теплового розширення етиленгліколю в 1,5 рази більше, ніж у води, тобто при температурі + 80? З він може досягати 4,5% від загального обсягу і в деяких випадках знадобиться установка розширювального бака великих розмірів.

Мал. 8 Порівняння характеристик антифризу і води

Основні види антифризів і їх властивості

Антифризи застосовують для того, щоб не розморозилася опалювальна система, їх основні види – водні пропіленгліколевої і Етіленгліколевие розчини, поріг замерзання яких залежить від співвідношення гліколю і води.

склад антифризів

Низкозамерзающие рідини складаються з активної речовини (антифриз 60 – 65%) дистильований або деионизированной води (близько 30 – 35% від загального обсягу) і 3 – 4% спеціальних присадок (інгібіторів корозії), які поставляються великими закордонними хімічними концернами (BASF). Іноді виробник постачає на ринок дешеві низкозамерзающие рідини, до складу яких входить діетиленгліколь, що володіє низькою хімічною стабільністю і відповідно малим терміном служби.

Етіленгліколевие антифриз – коли варто вибрати

На ринок поставляються дві основні різновиди етіленгліколевой незамерзаючої рідини (червоний колір), температура кристалізації яких становить -30 і -65? С, незважаючи на токсичність використовувати його можна без сильних побоювань в закритих опалювальних системах. Великої загрози в закритому контурі він здоров’ю дітей і тварин не представляє, на відміну від лікарських препаратів і побутової хімії, які перебувають вдома в доступних місцях.

Етиленгліколь шкідливий тільки при попаданні всередину організму (дітей може залучити його солодкий смак), довгий вдихання його парів викликає короткочасний розлад здоров’я, при попаданні на шкіру рук в разі ліквідації протікання або прориву трубопроводу потрібно буде їх просто промити водою.

Мал. 9 Порівняння температури замерзання антифризів

Пропіленгліколевої антифриз коли варто вибрати

Позитивні якості пропиленгликоля – малий коефіцієнт теплового розширення і абсолютна нешкідливість для людини (він є харчовою добавкою), тому використовувати його можна в контурах з відкритими розширювальними баками. На ринок поставляється пропіленгліколевої складу зеленого кольору (в назву часто додають ЕКО) з температурою замерзання до -30? С, для отримання стандартної температури замерзання в межах 20 градусів його слід розбавити водою приблизно на 40%. До недоліків відносять низьку теплопровідність (на 30% менше, ніж у води), тому при використанні низькотемпературної рідини продуктивність насоса доведеться підвищувати.

Тріетіленгліколевий антифриз – коли варто вибрати

Основна відмінність триетиленгліколя від інших теплоносіїв – здатність витримувати робочу температуру до 170 – 180? З, і висока в’язкість (в 2 рази більше етиленгліколю), що робить проблематичним його використання в якості антифризу в високих концентраціях. Триетиленгліколь використовують в якості добавок в суміші з іншими незамерзаючими рідинами в антифризних складах для підвищення верхнього температурного порогу.

Плюси використання антифризів з присадками

Відмінні риси антифризу різних виробників – наявність присадок різного хімічного складу і призначення, в більшості випадків вони призначені для боротьби з іржею в металевих трубах і містять інгібітори корозії. При використанні незамерзаючих рідин в системах зі сталевими трубами і елементами опалювальної системи, чавунними радіаторами користь від таких присадок безсумнівна – вони сповільнюють корозійні процеси в 100 разів.

При застосуванні незамерзаючої рідини в сучасних пластикових трубах і алюмінієвих радіаторах антикорозійні присадки марні (за винятком речовин, що розчиняють накип) і не роблять позитивного впливу на роботу системи.

Мал. 10 Об’єм теплоносія, який заливають в труби для опалення

Розрахунок рідини в системі опалення

Визначити обсяг рідини можна двома способами: шляхом розрахунків і експериментів, в останньому випадку магістраль заповнюють водою і потім її зливають, вимірюючи отримане кількість відрами або іншими ємностями з відомими параметрами.

Для розрахунку за формулами складають обсяги наступних складових (окрім розширювального бака):

  • V (об’єм) = V (труб) + V (радіаторів) + V (котла)

Для розрахунку обсягу рідини в трубах використовується наступне рівняння:

  • V (об’єм) = S (площа перерізу труби) х L (довжина труби)

Площа перетину можна обчислити вручну за формулою площі круга:

  • S = 3,14 (число пі) х R2 (радіус в квадраті)

або визначити за таблицями об’єму рідини в одному погонному метрі труби заданого внутрішнього діаметра (Рис. 10) – такий варіант набагато простіше і точніше.

Обсяг води в радіаторах зазвичай вказується в паспорті, при його втраті можна скористатися таблицями із зазначенням даних для однієї секції батарей різного зразка і матеріалу виготовлення (рис. 11), параметри котла беруть з паспортних даних.

Мал. 11 Таблиця розрахунку обсягу радіаторів

Обсяг розширювального бака беруть не менше 10% від загального обсягу системи – цього повинно вистачити для будь-якого теплоносія, найбільший коефіцієнт теплового розширення має етиленгліколь, і даний показник не перевищує 5% при температурі до 80? С.

Що залити в систему опалення приватного будинку – вибір виробника антифризу

При покупці антифризів слід вибирати склади від вітчизняного виробника – їх вартість значно нижче імпортних при однакових показниках (багато рідини виготовляються на основі імпортного фармакологічного пропиленгликоля, звідси їх висока вартість).

Найбільш відомими постачальниками своєю продукцією вважаються фірми Форвард груп (торгові марки Dixis, Теплий дім), ВінтХім (марка Hot Blood), Primoclima, Обнінскоргсінтез (марки Thermagent, Sintec, Sintoil), при виборі товару складно віддати перевагу якому-небудь виробникові – все гликоли мають практично однаковий склад, приблизно рівну вартість і високий термін служби в 5 років.

Мал. 12 Популярні марки гликолей

Як самостійно приготувати антифриз

Єдиним прийнятним варіантом самостійного виготовлення антифризу є використання 40% спиртового розчину з досить низькою температурою замерзання (близько -28,9 ° С).

Якщо розглядати витрати на виготовлення даної суміші, то вартість 5-літрової каністри 95% етилового спирту становить близько 20 у.о., 20-літрова ємність буде коштувати 80 у.о., а 40% розчин такого ж обсягу обійдеться споживачеві в 33, 7 у.о. – це близько до ціни пропиленгликоля, який заливається як теплоносій.

Якщо замість високоякісного етилового спирту використовувати денатурат (метанол не варто розглядати – він дуже отруйний), то за витратами можна отримати вартість щодо недорогого етиленгліколю.

Застосування самостійного приготованого спиртового розчину в якості теплоносія має незаперечні переваги в порівнянні з складами промислового виготовлення, основні з них:

  • Тривале використання. Через 10 років, а то й раніше, антифриз доведеться зливати і заливати в систему новий склад. Спиртовий розчин в закритій системі можна використовувати дуже довгий час – це зменшення витрат мінімум в 2 рази.
  • Економія електроенергії. Спиртосодержащий розчин має значно меншу в’язкість, ніж незамерзаючі рідини, тому електронасос буде працювати в такому ж режимі, як і при використанні води.
  • Водно-спиртовий розчин має аналогічне з водою поверхневий натяг – це зменшує ризик протікання на відміну від незамерзаючих рідин.
  • Якщо воду зі спиртом порівнювати з промисловим антифризом, то склад робить корисний вплив на трубопровідну магістраль, розчиняючи накип і перешкоджаючи корозії.
  • Перевірити якість теплоносія на відміну від антифризів набагато простіше – для цього знадобиться найпростіший спиртометр. А при зниженні процентного вмісту спирту його легко підвищити доливанням основного компонента і використовувати розчин далі.
  • У виробника буде занадто мало підстав відмовити в гарантійному обслуговуванні котла при застосуванні даного розчину.
  • Неякісні антифризи засмічують систему осадом і навіть здатні пошкодити сантехнічну арматуру, викликаючи її прискорену корозію продуктами розпаду – з водно-спиртовим розчином цього можна уникнути.

Мал. 13 Характеристики деяких марок гликолей

Як заливати рідину, що не в систему опалення самостійно

Перед застосуванням складу, його розводять водою для отримання необхідної точки замерзання. При використанні пропиленгликолей оптимальним вважається розчин з температурою кристалізації -25? З для котлів на рідкому та твердому паливі, при застосуванні нагрівачів газового або електричного типу, вибирають нижній температурний поріг – 20? С.

При використанні поліпропіленгліколевого складу з температурою -30? С, для отримання необхідних температурних значень зазвичай додають 10% і 20% води (для температур -25? С і -20 ° С відповідно). Якщо використовують розчини етиленгліколю з граничною температурою в -30? або -65? С, то кількість доданої води розраховують з урахуванням процентного вмісту гликолей для різних температур за таблицями (Рис. 7).

Наприклад, якщо ми маємо склад об’ємом 20 л. з температурою кристалізації -30? З з 46% вмістом гліколю, то для отримання рідини з температурою замерзання -20? С. необхідна його 36% концентрація, множимо 20 на 46, ділимо на 36 і отримуємо шукане значення 25,55.

Для отримання складу з температурою кристалізації -20? С. необхідно долити 5,5 літра води – для розведення використовують пом’якшену або дистильовану воду.

Мал. 14 Щільність етиленгліколю в залежності від температури

При самостійної заливці рідини в систему надходять у такий спосіб:

  • Зливають теплоносій через кран спорожнення і заповнення, розташований в області водогрійного котла, також мінімум один раз промивають систему.
  • Це роблять за допомогою електронасоса будь-якого типу (можна використовувати недорогі вібраційні моделі Малюк). Промивають трубопровід і елементи опалювальної системи, подаючи в магістраль воду з ємності під тиском близько 2 бар.
  • Після наповнення магістралі припиняє подачу води, перекривають кран подачі і включають котел на деякий час (від однієї години) до нагрівання води. Не обов’язково проводити нагрівання до 80 градусів, слід лише домогтися чистого стану грязьового фільтра, який до і в процесі промивання періодично очищають. Промивання магістралі вважають закінченою, якщо протягом 30 хвилин роботи на фільтрі чи не з’явиться бруд.
  • По завершенні промивної процедури зливають воду, і приступають до заповнення радіаторної системи. Для цього накачують насосом (можна використовувати ручні гідравлічні насоси) глюколов до двох атмосфер і починають стравлювати повітря з радіаторів, при цьому важливо врахувати, що роботу слід починати з нижніх поверхів.
  • Повітря в радіаторах випускають через крани Маєвського, відкриваючи їх шліцьовій викруткою або спеціальним сантехнічним ключем до появи рідини. При цьому тиск в магістралі трохи падає, і його знову піднімають до необхідного порога підкачкою гліколю в систему.
  • Процедуру стравлювання і підкачки виробляють повторно, після чого теплоносій нагрівають до температури приблизно 65? З і перевіряють радіатори на нагрів з двох протилежних сторін. Якщо одна половина більш холодна, значить повітря стравлен в повному обсязі і процедуру необхідно повторити.
  • Якщо при стравлювання повітря з радіатора йде піна (вона утворюється при проходженні гліколю через крильчатку компресійного насоса), обладнання та насос відключають, даючи рідини можливість відстоятися.

Мал. 15 Як рідину, що не залити в систему

Вирішуючи, що залити в опалювальну систему для запобігання її розморожування, можна прийти до висновку, що найкращим варіантом є спиртовий 40% розчин, виготовлений самостійно. Його вартість порівнянна з випускаються промисловістю гликолями для теплоносіїв, а сукупні фізичні характеристики складу (в’язкість, теплоємність, екологічність, термін служби і інші) на порядок вище широко розрекламованих незамерзаек.

Ссылка на основную публикацию