Теплоноситель для систем отопления. Виды и свойства теплонесущих жидкостей

Теплоноситель для систем отопления. 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.

Кристаллизация воды сопровождается расширением, от давления льда одинаково разрушаются чугунные радиаторы и металлопластиковые трубопроводы

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.

Пропиленгликолевые антифризы обычно окрашивают в зеленый цвет, а к маркировке добавляют приставку «ЭКО»

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

Теплоноситель для систем отопления, какой лучше. Свойства гликолевых антифризов

Незамерзающий теплоноситель для системы отопления загородного жилья изготавливается в виде готового раствора или концентрата. Первый вариант выпускается с расчетом на использование при определенной максимальной отрицательной температуре. Обычно ее значение составляет -30 °C. Вещества же в виде концентратов разводятся водой перед их закачкой в отопительный контур загородного дома.

Сегодня популярностью пользуются гликолевые антифризы, которые отличаются следующими свойствами:

• Высокой вязкостью, составляющая 0,054 см²/с. При этом у воды она равна 0,01012 см²/с. Получается, что у этих теплоносителей вязкость отличается в 5 раз.

• Температурой, при которой происходит кристаллизация антифриза. Этот параметр составляет от -10 °C до -40 °C. Конкретная температура замерзания состава зависит от того, сколько в воде растворено многотомного спирта. Для концентрата данный параметр составляет -65 °C.
• Вспениванием, когда происходит нагрев. Если же вещество начинает кипеть, то оно ускоренно разлагается.
• Агрессивностью к определенным металлическим сплавам. Одним из них является цинк.
• Хорошей теплоемкостью, которая составляет от 0,8 до 0,9 ккал/кг×°C. На конкретное значение параметра влияет концентрация. Данная характеристика у гликолевого антифриза примерно на 15% меньше теплоемкости обычной воды без добавок.
• Высокой текучестью.
• Повышенной проникающей способностью.

Производители выпускают гликолевые незамерзайки с присадками. Это делается, чтобы растворы соответствовали действующим требованиям эксплуатации. В качестве присадок производители используют ингибиторы коррозии. Добавляют также компоненты, которые способны поддерживать стабильность растворов и снижать вероятность образования пены.