Что лучше заливать в систему отопления
Что залить в систему отопления частного дома и как рассчитать объем жидкости
Индивидуальная система отопления в зимнее время должна функционировать непрерывно, даже при отсутствии жильцов, в экономичном режиме работы. Но если хозяева на долгое время покинули загородный коттедж или дачный дом, могут возникнуть непредвиденные ситуации, приводящие к замерзанию воды в трубах отопления, и в этом случае становится актуальным вопрос — что залить в систему отопления частного дома.
Задача усложняется тем, что существует несколько вариантов замены воды морозоустойчивыми жидкостями, имеющими различные химические свойства и физические характеристики. Также необходим точный расчет объема теплоносителя в системе — это позволит правильно определить нужное количество незамерзающей жидкости для функционирования в системе отопления, и соответственно сэкономить финансовые средства и время.
Рис. 1 Система отопления в частном доме
Что такое теплоноситель и какие бывают виды
Теплоносителем называют жидкое или газообразное вещество, предназначенное для передачи тепловой энергии, в индивидуальной отопительной системе дома используется только жидкое рабочее тело.
В домашнюю систему отопления заливаются следующие виды теплоносителей:
Рис.2 Антифризы — виды
На рынке встречаются антифризы на основе глицерина — ни в коем случае не следует использовать эти составы в отопительной системе, они обладают температурной неустойчивостью, разлагаются с образованием вредных для материалов компонентов, затрудняют настройку котла отопления.
Основные требования к теплоносителю для отопления загородных домов
Теплоноситель, который следует заливать в систему отопления загородного дома, должен обладать следующими свойствами:
Рис. 3 Однотрубный контур отопительной системы с открытым расширительным баком
Рис. 4 Однотрубная система отопления с герметичным контуром
Вода в качестве теплоносителя
Применение воды в отопительной системе оптимально в том случае, если в доме постоянно проживают люди — даже при каких-то неполадках или длительном отключении электроэнергии в зимнее время, если не удастся быстро устранить неисправность и подключить электричество, можно просто слить воду из системы.
Идеальным вариантом для заполнения магистрали отопления является дистиллированная вода, но ее получение или приобретение в больших количествах обходится слишком дорого. Выходом из положения может быть сбор дождевой воды и ее дальнейшее использование после фильтрации, также воду можно умягчить кипячением или использовать для этого химические реагенты.
Плюсы и минусы воды в роли теплоносителя
Вода является самым распространенным элементом среди используемых жидкостей для переноса тепла, она обладает следующими свойствами:
Рис. 5 Физические свойства воды
К недостаткам относятся следующие свойства воды:
Что такое антифриз и его виды
Антифризами называется класс жидкостей, не поддающихся кристаллизации при низких температурах, их основное назначение — охлаждение автомобильных двигателей и работа в низкотемпературных установках.
Известны два основных вида антифризов: пропиленгликоль и этиленгликоль (также в продаже есть составы на основе глицерина), они обладают разными химическими и физическими свойствами и сферами применения.
Использование незамерзающей жидкости в отопительных системах оправдано в тех случаях, если хозяева индивидуальных домов отсутствуют в них зимой некоторое время — при возникновении экстренной ситуации (поломки, отключение электроэнергии) может произойти размораживание отопительной системы. Как только температура воды в трубах упадет до нуля градусов, произойдет ее замерзание и расширение на 10%, связанное с меньшей плотностью льда по сравнению с водой на аналогичную величину. При этом придется менять весь трубопровод, полностью заполненный водой, радиаторы отопления и нагревательный котел — убытки будут огромны.
Рис. 6 Физические свойства гликолей и температуры замерзания антифризов
Плюсы использования антифриза
Помимо предотвращения размораживания трубопроводной системы применение антифризов имеет следующие преимущества:
Минусы использования антифризов
Использование антифризов имеет следующие недостатки:
Рис. 7 Влияние процентного содержания этиленгликоля в растворе на температуру его кристаллизации
Сравнение антифриза с водой
Используемые в системах обогрева незамерзающие составы уступают воде по всем параметрам:
Рис. 8 Сравнение характеристик антифриза и воды
Основные виды антифризов и их свойства
Антифризы применяют для того, чтобы не разморозилась отопительная система, их основные виды — водные пропиленгликолевые и этиленгликолевые растворы, порог замерзания которых зависит от соотношения гликоля и воды.
Состав антифризов
Низкозамерзающие жидкости состоят из активного вещества (антифриз 60 — 65%) дистиллированный или деионизированной воды (около 30 — 35% от общего объема) и 3 — 4% специальных присадок (ингибиторов коррозии), которые поставляются крупными зарубежными химическими концернами (BASF). Иногда производитель поставляет на рынок дешевые низкозамерзающие жидкости, в состав которых входит диэтиленгликоль, обладающий низкой химической стабильностью и соответственно малым сроком службы.
Этиленгликолевый антифриз — когда стоит выбрать
Этиленгликоль вреден только при попадании внутрь организма (детей может привлечь его сладкий вкус), долгое вдыхание его паров вызывает кратковременное расстройство здоровья, при попадании на кожу рук в случае ликвидации протечки или прорыва трубопровода нужно будет их просто промыть водой.
Рис. 9 Сравнение температуры замерзания антифризов
Пропиленгликолевый антифриз когда стоит выбрать
Триэтиленгликолевый антифриз — когда стоит выбрать
Основное отличие триэтиленгликоля от других теплоносителей — способность выдерживать рабочую температуру до 170 — 180º С, и высокая вязкость (в 2 раза больше этиленгликоля), что делает проблематичным его использование в качестве антифриза в высоких концентрациях. Триэтиленгликоль используют в качестве добавок в смеси с другими незамерзающими жидкостями в антифризных составах для повышения верхнего температурного порога.
Плюсы использования антифризов с присадками
Отличительные особенности антифриза различных производителей — наличие присадок разного химического состава и назначения, в большинстве случаев они предназначены для борьбы с ржавчиной в металлических трубах и содержат ингибиторы коррозии. При использовании незамерзающих жидкостей в системах со стальными трубами и элементами отопительной системы, чугунными радиаторами польза от таких присадок несомненна — они замедляют коррозионные процессы в 100 раз.
При применении незамерзающей жидкости в современных пластиковых трубах и алюминиевых радиаторах антикоррозионные присадки бесполезны (за исключением веществ, растворяющих накипь) и не оказывают положительного влияния на работу системы.
Рис. 10 Объем теплоносителя, который заливают в трубы для отопления
Расчет жидкости в системе отопления
Определить объем жидкости можно двумя способами: путем расчетов и экспериментов, в последнем случае магистраль заполняют водой и затем ее сливают, измеряя полученное количество ведрами или другими емкостями с известными параметрами.
Для расчета по формулам складывают объемы следующих составляющих (кроме расширительного бака):
Для расчета объема жидкости в трубах используется следующее уравнение:
Площадь сечения можно вычислить вручную по формуле площади круга:
или определить по таблицам объема жидкости в одном погонном метре трубы заданного внутреннего диаметра (Рис. 10) – такой вариант намного проще и точнее.
Объем воды в радиаторах обычно указывается в паспорте, при его утере можно воспользоваться таблицами с указанием данных для одной секции батарей различного образца и материала изготовления (рис. 11), параметры котла берут из паспортных данных.
Рис. 11 Таблица расчета объема радиаторов
Объем расширительного бака берут не менее 10% от общего объема системы — этого должно хватить для любого теплоносителя, наибольший коэффициент теплового расширения имеет этиленгликоль, и данный показатель не превышает 5% при температуре до 80º С.
Что залить в систему отопления частного дома — выбор производителя антифриза
При покупке антифризов следует выбирать составы от отечественного производителя — их стоимость значительно ниже импортных при одинаковых показателях (многие жидкости изготавливаются на основе импортного фармакологического пропиленгликоля, отсюда их высокая стоимость).
Наиболее известными поставщиками своей продукцией считаются фирмы Форвард групп (торговые марки Dixis, Теплый дом), ВинтХим (марка Hot Blood), Primoclima, Обнинскоргсинтез (марки Thermagent, Sintec, Sintoil), при выборе товара сложно отдать предпочтение какому-либо производителю — все гликоли имеют практически одинаковый состав, приблизительно равную стоимость и высокий срок службы в 5 лет.
Рис. 12 Популярные марки гликолей
Как самостоятельно приготовить антифриз
Если рассматривать затраты на изготовление данной смеси, то стоимость 5-литровой канистры 95% этилового спирта составляет около 20 у.е., 20-литровая емкость будет стоить 80 у.е., а 40% раствор такого же объема обойдется потребителю в 33,7 у.е. — это близко к цене пропиленгликоля, который заливается как теплоноситель.
Если вместо высококачественного этилового спирта использовать денатурат (метанол не стоит рассматривать — он очень ядовит), то по затратам можно получить стоимость относительно недорогого этиленгликоля.
Применение самостоятельного приготовленного спиртового раствора в качестве теплоносителя имеет неоспоримые преимущества по сравнению с составами промышленного изготовления, основные из них:
Рис. 13 Характеристики некоторых марок гликолей
Как заливать незамерзающую жидкость в систему отопления самостоятельно
Рис. 14 Плотность этиленгликоля в зависимости от температуры
При самостоятельной заливке жидкости в систему поступают следующим образом:
Рис. 15 Как незамерзающую жидкость залить в систему
Решая, что залить в отопительную систему для предотвращения ее размораживания, можно прийти к выводу, что наилучшим вариантом является спиртовой 40% раствор, изготовленный самостоятельно. Его стоимость сопоставима с выпускаемыми промышленностью гликолями для теплоносителей, а совокупные физические характеристики состава (вязкость, теплоемкость, экологичность, срок службы и другие) на порядок выше широко разрекламированных незамерзаек.
Выбор незамерзающей жидкости в качестве теплоносителя. Особенности использования
На правах рекламы
Появились двухконтурное котельное оборудование, гелиосистемы и тепловые насосы, в качестве материалов начали применяться пластиковые трубы, краны и соединения. Монтаж системы стал проще, удобнее и более досягаемым для «непрофессионалов», ее легче конфигурировать и ремонтировать. Обычным решением стало применение «теплых полов» на основе циркуляционных трубопроводов.
Применение теплоносителей вызывает множество вопросов, домыслов и споров. Некоторые стереотипы уже сформировали практику применения, которая иногда выглядит комично. Поэтому в данной статье специалисты компании ОБНИНСКОРГСИНТЕЗ, отдел «Теплоносители», ответят на самые распространенные вопросы.
1. Применять или не применять незамерзающую жидкость в качестве теплоносителя?
Ответ на этот вопрос можно получить, принимая во внимание совокупность многих факторов: это и модель оборудования, и тип строения, режим его использования, материал и утепление стен, вид системы, регион местонахождения. Но самым важным фактором является степень защищенности системы в непредвиденных, экстренных случаях.
Ни для кого не секрет, что главная задача теплоносителя – уберечь систему от размораживания и повреждения в случае непредвиденных ситуаций. А таких ситуаций, когда дом может надолго остаться без отопления, достаточно много:
В таких условиях применение незамерзающей жидкости является абсолютно оправданным решением.
2. Какой выбрать, чем они отличаются?
На эту тему написано-переписано много, но так и не увидел четкого ответа (а желательно и от пользователя с опытом). В связи с этим если позволите вопросы. Так, все-таки, что заливать? (какую незамерзающую жидкость). Электро-котел, система двухтрубная, трубы металлопластик.
Непосвященному человеку разобраться в изобилии предложений и диапазоне цен бывает весьма непросто.
Ключевым фактором выбора теплоносителя является его основа, т.е. базовое химическое сырье. В качестве основы традиционно применяются:
Второй критерий выбора – это присадки, применяемые в теплоносителе. Различают органические присадки (карбоксилатные) и неорганические. Присадки влияют на срок и качество эксплуатации теплоносителя. Теплоноситель с органическими присадками имеет более долгий срок службы, и в процессе эксплуатации надежнее защищает систему от воздействия коррозии.
Рейтинг теплоносителей по совокупности качественных характеристик:
3. Как узнать необходимое количество?
Распространенный, но несложный вопрос. После завершения монтажа системы необходимо проводить пуско-наладочные работы. Регламенты предусматриваю необходимость контрольной проверки – опрессовки системы водой. После проведения опрессовки полученная из системы вода укажет точное количество теплоносителя, необходимого для системы.
4. Разбавлять водой или нет?
Происхождение этого вопроса связано с тем, что производители оборудования устанавливают одни требования, беспокоясь о максимально безопасной и эффективной эксплуатации. Покупатели придерживаются своей линии, обусловленной необходимостью экономии средств. А производители теплоносителей лавируют между требованиями производителей, покупателей и практикой продаж. Как всегда – истина где-то посередине.
Производители незамерзающих жидкостей, в основном, предлагают на рынок теплоносители «-65С» или «-30С». Во-первых, это обусловлено сформировавшимся спросом, во-вторых, такой теплоноситель гарантировано не будет в замерзшем состоянии на момент продажи.
У производителей оборудования «своя правда». Так, плотность незамерзающей жидкости с маркировкой «-25С», в основном рекомендуемой производителями оборудования из соображений оптимальной текучести, составляет 1,03 г/см3, а у жидкости «-30С» – 1,04 г/см3.
5. Как взаимодействуют теплоносители с алюминиевыми, стальными радиаторами, полипропиленовыми кранами и трубами?
Если мы имеем дело не с «гаражным производством», и производитель соблюдает требования и методики испытаний по ГОСТу 28084 – беспокоиться не о чем, ведь для нейтрализации агрессивных факторов незамерзающих жидкостей в их состав входят присадки. Если в теплоносителе применены органические (карбоксилатные) присадки – это дополнительный плюс. Главное – это уровень доверия к производителю, потому что потребитель в бытовых условиях самостоятельно проверить показатели не сможет, а в условиях лаборатории – эти испытания достаточно дорогостоящие.
6. Какой срок службы, как узнать: когда заменить?
Вопрос довольно распространенный.
Знатоки, проясните ситуацию: сегодня подрядчики заявили, что антифриз имеет срок действия 5-7 лет. Потом он теряет свои свойства, начинает выпадать как бы осадком и вообще не идет по системе отопления так, как должно быть. Правда или нет?
7. В каких системах можно применять незамерзающую жидкость?
Существуют ряд ограничений на использование антифризов:
Три сезона использую пропиленгликоль в качестве антифриза в системе с естественной циркуляцией. Все работает отлично. Батареи нагреваются уже через 10 минут. Пропиленгликоль использую не концентрированный, а разбавленный до точки замерзания минус 30 град. С. Залит однажды три года назад.
С другой стороны, незамерзающие жидкости с температурой минус 10, 15 и даже 20С, применять не следовало бы по ряду причин:
Пришло время принимать решение, чем заполнить систему отопления в загородном доме: дистиллированной водой или антифризом.
Против антифриза основной довод, что он разъедает соединения, возможны протечки и нужно часто менять узлы.
Действительно, незамерзающие жидкости более текучие, чем вода. И текучесть увеличивается с повышением температуры. В них нет химических соединений, которые, образуя кальциевые отложения, смогут закупорить микрозазоры. Даже если микрозазоры чем-то забьются, присадки теплоносителя «почистят» закупорившие образования и восстановят течь. Поэтому сборке стыков в системе, где планируется применять антифриз – необходимо уделять больше внимания. И, как говорилось ранее, перед запуском необходимо обязательно проводить пуско-наладочные работы, включающие в себя опрессовку системы.
Вода или антифриз: какой теплоноситель лучше для автономной системы отопления?
Для стабильной работы автономной системы отопления качество теплоносителя имеет определяющее значение. Жалко дорогое оборудование, которое ломается из-за известковых отложений, некомфортно жить в доме с вечно непрогретыми радиаторами. Грамотно подобранный теплоноситель позволит избежать этих проблем; но, парадокс – иногда вода из-под крана справляется с доставкой тепла от котла к радиаторам лучше, чем дорогой антифриз. А иногда экономия на антифризе оборачивается лопнувшими трубами. Что выбрать и когда, разбираемся в девяти карточках.
Самый распространенный теплоноситель – это дистиллированная, подготовленная или обычная вода теплоемкостью 4,18 Дж/Кг. ¾ домовладельцев используют в системах отопления обычную воду. Главный недостаток воды, как теплоносителя – она расширяется при замерзании, разрывая радиаторы, трубы и теплообменники котлов. Во избежание этого в систему отопления заливают не воду, а один из видов антифризов. Если дом зимой постоянно отапливается, вода вполне справится с задачей теплоносителя – доставлять тепло из котла к радиаторам.
Вода должна соответствовать следующим требованиям: содержать растворенного кислорода не более 0,05 мг/куб.м; уровень кислотности должен быть в диапазоне 8-9,5, показатель жесткости рекомендован 7-9 мг экв/л, концентрация железа не более 0,5-1 мг/л.
Самый важный здесь показатель жесткости: если он превышен, это приведет к известковым отложениям в элементах СО. Можно использовать специальные умягчители воды для системы отопления. Также воду кипятят, это тоже работает на умягчение и снижение концентрации солей до безопасных величин, и перегоняют через реагентные, ионообменные или электромагнитные фильтры-смягчители. Часто в воду добавляют кальцированную соду или ортофосфат натрия или заливают в систему отопления дистиллированную воду.
Многие владельцы вообще никак не готовят воду, берут просто водопроводную – обычно этого достаточно для использования в закрытых системах отопления частного коттеджа.
Doobik, модератор FORUMHOUSE: «Практически на всех настенных котлах, а именно они особенно чувствительны к качеству воды, штатно стоят подпиточные и заливочные краны, которые позволяют пополнять систему отопления из водопровода. Если бы это мешало жизни котла, то этих кранов не существовало бы, а в инструкции был бы рассказ, как и чем заливать. Но, разумеется, можно заполнять систему и росой с орхидей».
Самая распространенная основа для теплоносителей – этиленгликоль и пропиленгликоль, в которые добавляют стабилизирующие присадки, позволяющие теплоносителям выдерживать до 10 отопительных сезонов. Присадки могут защищать от грибков, плесени, водорослей, от образования пены и очагов коррозии, они позволяют антифризам работать при температуре выше +100 градусов. Антифриз с органическими присадками, не содержащими амины, нитриты и буру, предпочтительнее для СО частного дома.
Многие специалисты рекомендуют не использовать антифризы в системах отопления со стальными радиаторами и другими элементами. Сталь не совместима с активными компонентами антифризов. Также антифризы не используют в системах отопления открытого типа, контурах с естественной циркуляцией. Недопустимы при использовании антифриза и уплотнители из пакли с масляной краской.
Да. Этиленгликоль не рекомендуют использовать в открытых системах отопления и двухконтурных котлах, которые работают и на отопление дома, и на подогрев водопроводной воды – он не является экологически безопасным и применяется только в СО с одноконтурным котлом. Зато этиленгликоль не такой вязкий, как пропиленгликоль, быстрее циркулирует по системе, быстрее разносит тепло, у него высокая теплоемкость и он хорошо работает в небольших радиаторах. И он дешевле, чем пропиленгликоль.
Пропиленгликоль не токсичен, безопасен даже для людей с аллергиями – если в результате протечки он выльется на пол, ничего страшного не произойдет. Поэтому его применяют в двухконтурных котлах. Вязкость пропиленгликоля здесь даже скорее преимущество, потому что благодаря ей теплоноситель убирает отложения с элементов системы отопления.
У теплоносителя должна быть максимально высокая теплоемкость, чтобы эффективно собирать и быстро переносить по дому тепловую энергию (по этому показателю незамерзайки уступают воде примерно на 15%); у него должен быть широкий диапазон от замерзания до закипания; в нем не должны содержаться соли, которые будут откладываться в теплообменнике или трубах; он должен быть безопасным.
Да. Все антифризы обладают гораздо большей вязкостью, чем вода, поэтому, чтобы обеспечить их движение по контуру, нужны более мощные насосы. Также при использовании антифризов в системе отопления лучше предусмотреть мембранный бак большего объема, потому что температурное расширение антифриза выше, чем у воды. Открытый расширительный бачок в СО с антифризом применять нельзя, потому что незамерзайки быстро испаряются.