Какой теплоноситель выбрать для периодического отопления частного дома

Отопительные сети загородных домов далеко не всегда заполняются чистой водой. В особых условиях эксплуатации практикуется закачка незамерзающих жидкостей – антифризов, плюс добавление присадок с определенным набором свойств (ингибиторов и солей). Предлагаем рассмотреть 2 вопроса – какой теплоноситель для системы отопления лучше и как правильно пользоваться различными химическими составами.

Виды и свойства теплонесущих жидкостей

Рабочее тело любой водяной системы — теплоноситель — это жидкость, отбирающая определенное количество энергии котла и переносящая ее по трубам к отопительным приборам – батареям либо контурам теплых полов. Вывод: эффективность работы отопления зависит от физических свойств жидкого посредника – теплоемкости, плотности, текучести и так далее.

В 95% частных домов используется обычная или подготовленная вода теплоемкостью 4.18 кДж/кг•°С (в других единицах — 1.16 Вт/кг•°С, 1 ккал/кг•°С), замерзающая при температуре около нуля градусов. Достоинства традиционного теплоносителя для отопления – доступность и низкая цена, главный недостаток – увеличение в объеме при замерзании.

Образующийся на морозе лед буквально раскалывает трубы, теплообменники котлов и радиаторы. Чтобы предотвратить разрушение дорогостоящего оборудования вследствие размораживания, в систему заливают 3 вида антифризов, изготавливаемых на основе многоатомных спиртов:

1. Глицериновый раствор – самая старая разновидность незамерзающего теплоносителя. Чистый глицерин – прозрачная жидкость повышенной вязкости, плотность вещества – 1261 кг/м³.
2. Водный раствор этиленгликоля – двухатомного спирта плотностью 1113 кг/м³. Исходная жидкость бесцветна, по вязкости уступает глицерину. Вещество токсично, смертельная доза растворенного гликоля при приеме внутрь – около 100 мл.
3. То же, на основе пропиленгликоля – прозрачной жидкости плотностью 1036 кг/м³.
4. Составы на основе природного минерала — бишофита.  Характеристики и особенности этого химиката мы разберем отдельно (ниже по тексту).

Справка. Любой незамерзающий теплоноситель для отопления содержит краситель, придающий химикату отличительный цвет. Ядовитый этиленгликоль обычно окрашивается красным или желтым, пропиленгликоль – зеленым (реже – синим). Глицериновому антифризу придают розовый оттенок либо оставляют прозрачным. Подобная классификация не является обязательной и соблюдается не всегда.

«Незамерзайки» продаются в двух видах: готовые растворы, рассчитанные на определенную минусовую температуру (как правило, —30 °С), либо концентраты, которые пользователь разбавляет водой собственноручно. Перечислим свойства гликолевых антифризов, влияющие на эксплуатацию отопительных сетей:

1. Низкая температура кристаллизации. В зависимости от концентрации многоатомного спирта в водном растворе жидкость начинает замерзать при температуре минус 10…40 градусов. Концентрат кристаллизуется при 65 °С ниже нуля.
2. Высокая кинематическая вязкость. Пример: у воды данный параметр составляет 0,01012 см²/с, пропиленгликоля — 0,054 см²/с, разница – в 5 раз.
3. Повышенная текучесть и проникающая способность.
4. Теплоемкость незамерзающих растворов лежит в пределах 0.8…0.9 ккал/кг °С (зависит от концентрации). В среднем указанный параметр на 15% ниже, чем у воды.
5. Агрессивность к некоторым металлам, например, цинку.
6. От нагрева вещество вспенивается, при кипении быстро разлагается.

Чтобы антифризы соответствовали эксплуатационным требованиям, производители добавляют к гликолевым растворам пакеты присадок — ингибиторы коррозии и другие элементы, поддерживающие стабильность «незамерзайки» и снижающие пенообразование.

О плюсах и минусах гликолевых антифризов

Главное достоинство искусственных теплоносителей на основе гликолей – сохранение жидкой фазы при отрицательных температурах. Перечислим другие позитивные моменты от использования антифризов в замкнутых системах водяного отопления:

• теплоносители не содержат солей кальция и магния, образующие накипь внутри теплообменников;
• благодаря проникающей способности гликолей возникает эффект смазки движущихся деталей, шаровые краны и термостатические клапаны не закисают, арматура служит дольше;
• точка кипения антифриза 103—106 °С отодвигает момент парообразования и завоздушивания в случае перегрева твердотопливного котла;
• когда температура опускается ниже порога замерзания, гликолевые растворы превращаются в гелевую массу.

Примечание. В пункте про накипь подразумевается, что «незамерзайка» разбавлена обессоленной дистиллированной водой.

Разъясним 2 последних пункта. Обычная вода, часто заливаемая в систему теплоснабжения загородных домов, начинает закипать при 96—98 °С, активно выделяя пар. Если циркуляционный насос стоит на подаче ТТ-котла, паровая фаза проникает в камеру с крыльчаткой, перекачивание воды останавливается, котел перегревается окончательно. Более высокая точка кипения антифриза позволит отодвинуть момент аварии.

В отличие от воды, затвердевший на морозе гликоль не расширяется и не разрушает стенки труб. В случае замерзания пострадает единственный агрегат – насос принудительной циркуляции. Кристаллизующийся гель заклинит рабочее колесо и мотор перегорит.

К сожалению, минусов у незамерзающих веществ предостаточно:

1. Этиленгликоль ядовит — требует осторожного обращения и мероприятий по утилизации раствора. Глицерин и полипропиленгликоль безвреден.
2. Теплоемкость «незамерзайки» меньше на 15%. Для доставки к батареям нужного количества теплоты расход жидкости придется увеличить.
3. Вязкость антифриза создает дополнительное гидравлическое сопротивление. Понадобится более мощный и дорогой циркуляционный насос.
4. Хорошая текучесть – палка о двух концах. Гликоли проникают сквозь малейшие неплотности, откуда не потечет простая вода.
5. Теплоносители и присадки разлагаются в процессе эксплуатации, теряя морозостойкие свойства и выпадая хлопьями осадка. Максимальный срок службы 1 заправки – 5 лет, потом делается промывка отопления и замена.
6. При использовании антифризов многие производители газовых котлов лишают купленное изделие гарантии.

Гликолевые жидкости плохо совместимы с электрокотлами. Инструкции по применению различных антифризов категорически не рекомендуют заполнять «незамерзайкой» системы, работающие совместно с электролизными нагревателями. То есть, для электродных котлов типа «Галан» нужен специальный теплоноситель, разработанный указанной фирмой.

При редком стечении обстоятельств антифриз способен выделять горючий газ, прорывающийся через автоматический воздухоотводчик. Пример: источником тепла выступает электрокотел, обогревателями – алюминиевые радиаторы китайского производства. Нагрев гликоля вызывает сложную химическую реакцию и образование газа. Факт демонстрируется на видео:

Новые минеральные теплоносители

Мы решили выделить описание этих жидкостей, поскольку они изготавливаются на основе природного минерала — бишофита. Вещество представляет собой магниевую соль соляной кислоты, полное название — гексагидрат хлорида магния. Производитель заявляет следующие характеристики готового антифриза, рассчитанного на минимальную температуру минус 30 градусов:

• окрас водного раствора — светло-желтый, плотность составляет 1117…1250 кг/м³;
• порог кипения — 116 °С, точка замерзания — минус 30 °С;
• удельная теплоемкость — 0.77 ккал/кг •°С (3.23 кДж/кг•°С);
• благодаря добавкам отсутствует вспениваемость и агрессивное воздействие на разнообразные уплотнители — силиконовые, паронитовые, резину EPDM и BMS;
• вещество не токсично;
• по вязкости и текучести препарат очень близок к гликолевым химикатам.

Справка. Продукт появился на рынке после 2010 года. Цена жидкости по состоянию на 2018 год — около 1 у. е. за литр готового теплоносителя (—30 °С).

По сравнению с традиционными гликолевыми аналогами минеральный антифриз выигрывает за счет высокой температуры кипения, стоимости и безопасности для здоровья. Отрицательный момент — повышенная плотность и малая теплоемкость, на 23% хуже, чем у воды.

Практическое использование теплоносителя выявило ряд недостатков, о чем свидетельствуют отзывы домовладельцев:

1. Текучесть раствора чрезвычайно высока. Отмечены случаи, когда антифриз проникал сквозь паяный стык полипропиленовых труб.
2. При контакте с воздухом жидкая фракция быстро испаряется, оставляя заметный солевой нарост. Аналогичные явления наблюдаются в теплообменниках и трубопроводах, куда проникли воздушные пузырьки.
3. Вещество реагирует с голым металлом на сварных швах. Внутри системы образуются сталактиты из железа и соли, уменьшающие проходное сечение и засоряющие грязевики.
4. В случае перегрева антифриз превращается в жижу непонятного цвета, что и продемонстрировано на фото.

Отклики пользователей об этом виде «незамерзайки» можно прочитать на известном строительном форуме: https://www.stroimdom.com.ua/forum/showthread.php?t=157650

Учитывая опыт пользователей, мы не рискнем рекомендовать минеральные антифризы к применению в системах теплоснабжения частных домов. Возможно, с течением времени производители устранят вышеозначенные проблемы и раствор хлорида магния сможет на равных конкурировать с гликолями.

Выбираем «незамерзайку» для отопления

Совет номер один: покупайте и заливайте антифризы только в крайних случаях – для периодического обогрева отдаленных дачных домиков, гаражей либо зданий на стадии строительства. Старайтесь использовать воду – обычную и дистиллированную, это наименее хлопотный вариант.

При выборе морозостойкого теплоносителя соблюдайте следующие рекомендации:

1. Если ваш бюджет ограничен, берите этиленгликоль любого известного бренда – «Теплый Дом», Dixis, Spektrogen Teplo ОЖ, Bautherm, Termo Tactic или «Термагент». Стоимость концентрата —65 °С фирмы Dixis – всего 1.3 у. е. (90 руб) за 1 кг.
2. Если существует опасность попадания антифриза в хозяйственную воду (например, через бойлер косвенного нагрева, двухконтурный котел), либо вы сильно переживаете за экологию и безопасность, покупайте безвредный пропиленгликоль. Но учтите: цена химиката выше, готовый раствор Dixis (минус 30 градусов) обойдется в 100 руб (1. 45 у. е.) за килограмм.
3. Для крупных отопительных систем рекомендуем использовать теплоноситель ХНТ класса «премиум». Жидкость изготавливается на основе пропиленгликоля, но при этом имеет повышенный срок службы – 15 лет.
4. Глицериновые растворы не покупайте вовсе. Причины: выпадение осадка в системе, слишком высокая вязкость, склонность к образованию пены, большое количество некачественных изделий, сварганенных из технического глицерина.

   

5. Для электродных котлов нужна специальная жидкость, например, ХНТ–35. Перед использованием обязательно консультируйтесь с представителем завода–изготовителя.
6. Не путайте автомобильные антифризы с химикатами, применяющимися в тепловых сетях. Да, оба состава изготавливаются на основе гликоля, но пакеты присадок абсолютно разные. Охлаждающая жидкость двигателя несовместима с водяным отоплением жилого дома.
7. Для открытых и самотечных отопительных систем лучше применять воду, в крайнем случае – разбавленный на минус 20 °С пропиленгликоль.
8. Если разводка отопления сделана оцинкованными трубами, приобретать гликолевые смеси бессмысленно. Вещество расправится с цинком, потеряет пакет добавок и быстро деградирует.

Уточнение. Применять морозостойкую жидкость для открытой системы отопления невыгодно. Горячий антифриз станет испаряться в атмосферу через расширительный бак, «незамерзайку» придется постоянно доливать, тратить деньги. Этиленгликоль закачивать недопустимо, поскольку его пары токсичны.

На тему вредности этиленгликолевых составов ведется немало споров, в том числе на страницах строительных форумов. Не отрицая пагубного воздействия химиката на здоровье человека, обратим внимание на убедительный факт.

Домовладельцы, чьи закрытые системы смонтированы качественно, годами пользуются недорогим гликолем без малейших проблем. Послушаем мнение эксперта на видео:

Инструкция по использованию

Если ранее ваша система работала на воде, перейти на антифриз будет непросто. Теоретически радиаторы с котлом можно опорожнить и заполнить холодостойким теплоносителем, но на практике получится следующее:

• из-за меньшей теплоемкости снизится отдача батарей и эффективность обогрева комнат;
• из-за вязкости увеличится нагрузка на насос, расход теплоносителя упадет, к радиаторам придет меньше тепла;
• антифриз расширяется сильнее воды, поэтому вместительности старого бачка не хватит, в сети поднимется давление;
• для улучшения ситуации придется добавить температуру на котле, что приведет к перерасходу топлива и повышению давления.

Дополнение. После заливки жидкости гарантированно потекут старые соединения, уплотненные льном и краской.

Чтобы отопление нормально функционировало на химическом теплоносителе, нужно заранее рассчитать либо переделать существующую систему согласно новым требованиям:

1. Вместительность расширительного бака подобрать из расчета 15% от общего объема жидкости (на воде было 10%);
2. Производительность насоса принимается на 10% больше, а создаваемое давление – на 50%. Поясним на примере: если раньше стоял агрегат с рабочим напором 0.4 Бар (4 метра водного столба), то под антифриз берете насос 0.6 Бар.
3. Чтобы эксплуатировать котел в оптимальном режиме и не поднимать температуру теплоносителя, желательно добавить 1—3 (в зависимости от мощности) секции каждой батарее.
4. Все стыки пакуйте сухим льном либо используйте качественные пасты – герметики типа LOCTITE, ABRO или «Гермесил».
5. Покупая запорную и регулирующую арматуру, проконсультируйтесь с продавцом на предмет стойкости резиновых уплотнений к воздействию гликолевых смесей.
6. Заново опрессуйте систему, наполнив трубы и отопительное оборудование водой.
7. Запуская котельный агрегат при отрицательной температуре,  настройте минимальную мощность. Холодный антифриз нужно отогревать медленно.

Совет. Общее количество теплоносителя рассчитать нетрудно — площадь проходного сечения трубы умножается на ее длину, вместительность котла и радиаторов указана в паспортах изделий. Как правильно разместить и подключить расширительный бачок, узнайте из нашей отдельной публикации.

Концентрированный теплоноситель подлежит обязательному разбавлению водой, в идеале – дистиллятом. Не замахивайтесь на чрезмерный запас морозостойкости – чем больше вы добавите воды, тем лучше станет работать отопление. Рекомендации по подготовке теплоносителя:

1. Под ТЭНовые электрические и газовые двухконтурные теплогенераторы готовьте смесь на минус 20 градусов. Более концентрированный раствор от соприкосновения с нагревателем может вспениваться, на поверхности ТЭНа возникнет нагар.
2. В остальных случаях смешивайте компоненты под температуру замерзания согласно приведенной ниже таблице. Пропорции указаны в расчете на 100 литров теплоносителя.
3. При отсутствии дистиллята сначала проведите опыт – разбавьте концентрат в банке обычной водой. Если увидите осадок из белых хлопьев – продукт разложения ингибиторов и присадок, эту воду применять нельзя.
4. Аналогичная проверка делается перед смешиванием антифризов двух разных производителей. Разбавлять этиленгликоль пропиленовым составом недопустимо.
5. Теплоноситель готовьте непосредственно перед заливкой.

Максимальный срок эксплуатации любого незамерзающего вещества в трубах и радиаторах отопления – 5 лет. По окончании указанного периода жидкость сливается, производится двукратная промывка системы и заполнение свежим антифризом.

Напоследок о теплоносителях для электродных котлов

Электрические водонагреватели данного типа работают по принципу «солдатского кипятильника» из двух лезвий, подключенных к сети 220 вольт. Вода одновременно служит теплоносителем и электролитом, нагрев идет за счет ее проводимости, зависящей от содержания солей магния и кальция.

Вот почему электродные котлы не работают с дистиллятом и значительно теряют мощность при недосоленной воде. Согласно паспорту отопителя «Галан», сопротивление рабочего тела должно составлять не более 3200 Ом на 1 см.

Если залить в электролизный теплогенератор обычный этиленгликоль, вещество вступит в химическую реакцию, вспенится и потеряет присадки от коррозии и образования накипи. Проблема решается 2 способами:

1. Приобретается специальный антифриз, разработанный под агрегаты электродного типа. В рабочей среде растворены специальные добавки, противостоящие пенообразованию.
2. Готовится солевой раствор нужной концентрации, как показано ниже в видеоролике. Такая вода начнет кристаллизоваться при более низкой температуре, хотя с антифризом по морозостойкости не сравнится.

Подготовке водопроводной воды стоит уделить внимание – пропустить через фильтр и дать отстояться в течение 1—3 суток. Неплохое решение – отдельно купить ингибитор коррозии и заранее добавить в теплоноситель для системы отопления.