Какъв трябва да бъде топлоносителят за отоплителни системи: параметри на течността за радиатори

Въпреки популяризирането на алтернативни методи за отопление на помещения, в огромния брой случаи като основен източник на топлина се използва течният отоплителен контур. Поради икономичност и ефективност той е оптимален в условията на дългите зими, характерни за нашите ширини.

Недостатъкът е, че водата може да замръзне. Затова освен нея се използва и незамръзващ топлоносител за отоплителни системи, който заменя водата. В тази статия ще се запознаем по-подробно с основните му разновидности, ще разгледаме значителните им предимства и основните недостатъци.

А също така ще представим алгоритъм за изчисляване на необходимия обем топлоносител за конкретна система и препоръки за избор на тип течност за отоплителните кръгове.

Списък на изискванията към топлоносителя

Основната задача на течността в тръбите е преносът на топлинна енергия от котела към радиаторите.

За да бъде отоплителната система безопасна и енергийно ефективна, топлоносителят трябва да отговаря на редица важни изисквания, включително:

• защита на тръбите от корозия;
• химическа инертност към уплътнителите, монтирани в тръбопровода;
• подходящ за тръбите по експлоатационни параметри диапазон на работни температури (от замръзване до кипене);
• висок топлинен капацитет, за да се акумулира възможно най-много топлина;
• минимална способност за образуване на котлен камък;
• пълна безопасност: без отделяне на токсични пари и максимална взриво- и огнеустойчивост;
• стабилен химичен състав – течността не трябва да се разлага и да променя физическите си свойства под въздействието на високи температури.

А сега основният въпрос: кой антифриз за съвременни отоплителни системи отговаря на всички изисквания?

Отговорът може да разочарова, но днес в природата не съществува такава течност. Толкова идеален химичен състав все още не е създаден. Затова въпросът за избора на оптимален вариант е много актуална задача днес.

Кога е необходимо да се прилага антифриз?

Преди да се пристъпи към разглеждане на алтернативни течности, не бива да отхвърляме водата. Ако отоплението се инсталира в дом, в който обитателите живеят постоянно, то водата ще бъде един от най-безопасните и надеждни варианти.

Тя като топлоносител притежава оптимални параметри за циркулация по контурите на отоплителните системи.

Въпреки това, в разгара на зимните студове, най-малката кристализация на водата може да доведе до сериозна авария с разрушаване на тръбопровода и възлите на отоплителното оборудване.

Ако става дума за крайградска къща, в която се ходи периодично, или когато през уикендите семейството често напуска дома си, оставяйки отоплението без надзор, то тогава използваният топлоносител трябва да бъде устойчив на характерния за района интервал от ниски температури.

Само за използване на химични състави като преносители на топлинна енергия е необходимо да се подготвят отоплителните контури. Системата трябва да бъде напълно херметична, тъй като течността е в различна степен токсична и запалима.

В отоплителните контури не могат да се използват антифризи “в чист вид”. Тъй като неразредените състави на незамръзвачките са агресивни и са склонни да стимулират развитието на корозия, те се разреждат с вода.

Собственикът трябва да има предвид, че незамръзващата течност трябва периодично да се сменя, което води до допълнителни разходи.

Някои модели на котелно оборудване имат конкретни препоръки за използване на топлоносител от определена марка. Ако се използва течност с друг състав, може да се загуби гаранцията на котела.

Преглед на търсените топлоносители

За да се обезопасите, нека разгледаме по-подробно всеки вид топлоносител.

Вариант #1 – вода с добавки

В 70% от съвременните системи се използва вода, включително нейните модифицирани състави с прилагане на добавки.

С какво се обяснява тази популярност:

• пълна безвредност – теч може да причини само битови затруднения;
• изключително висока топлинна способност – около 1 кал/г*°C (всеки литър вода може да предаде повече топлина от всяка друга течност);
• евтиния и достъпност – водата има минимална цена в сравнение с незамръзващите състави. По всяко време водната система може да се допълни без съществени разходи на време, труд и пари.

Вярно е, че не е желателно да се извършва смяна на водата в отоплителния кръг без основателна причина. При нагряване тя се освобождава от солите и кислорода.

Водата, кипяла няколко пъти в котела, вече не притежава същия състав и количество соли, каквито бяха при пълненето й в системата. За разлика от нова порция, тя е практически лишена от свободен кислород.

Не трябва да се извършва често смяна на водата в отоплителните кръгове, за да не се отлага котлен камък по стените на тръбите и вътрешната повърхност на арматурата.

Обратната страна на медала се състои в следното:

• Сравнително висока температура на замръзване, поради което не трябва да се оставя без надзор водната отоплителна система (в противен случай, при замръзване и разширение водата може да разкъса тръбите и радиаторите);
• Солите, съдържащи се в състава, могат да предизвикат отлагания по тръбите и нагревателните елементи, което намалява отделянето на топлина и общия КПД на системата;
• Водата е окислител, а разтвореният в нея кислород може да стане причина за корозия на металните елементи на отоплението, включително радиаторите.

С температурата на замръзване нищо не може да се направи, но останалите негативни свойства могат да се намалят значително. За начало може да се намали концентрацията на солите чрез омекотяване. Количеството на хидрокарбонатните соли може да се намали чрез кипене.

Натриев ортофосфат, който може да се купи в магазина, позволява да се омекоти водата. При това трябва да се помни за правилната дозировка, тъй като излишъкът от реагенти може да повлияе негативно на топлотехническите свойства на водата.

За да не се обърквате с дозировките, може да използвате дестилирана вода, но тя ще струва с порядък по-скъпо. Сега можете да не се тревожите, че радиаторите ще се запушат с котлен камък. За да използвате трик и да спестите, може да използвате стопена или дъждовна вода.

Тя вече е дестилирана по естествен начин. Но нейната чистота може да бъде само частична. Тя напълно би могла да се насити с атмосферни замърсители, но във всеки случай ще бъде много по-мека от водата от сондажи, кладенци или чешма.

С цел запазване на техническото състояние на тръбите, арматурата, оборудването в отоплителния кръг е по-добре да се налива дестилат. Също така е по-добре да се налее дестилирана вода след авариен източване и ремонт на системата.

Производителите предлагат дестилирана вода, обогатена с инхибиторни добавки. Те значително намаляват вероятността от корозия.

Също така в такъв дестилат се въвеждат повърхностноактивни вещества (ПАВ). Тяхното съдържание във водата минимизира образуването на отлагания по вътрешните повърхности на радиаторите.

ПАВ кара вече съществуващите отлагания да се отлепят (с последващото им извеждане от системата с помощта на филтър), а също така намалява химическата активност на водата. В резултат всички уплътнения и гарнитури ще служат по-дълго.

Вариант #2 – незамръзващ антифриз

Дори дестилираната вода с оптимален набор от добавки не е лишена от основния недостатък – замръзване при 0 градуса по Целзий. Специалната течност за метални отоплителни радиатори е лишена от този недостатък, като освен това има по-ниска температура на кристализация.

Ниската температура действа върху антифриза по-различно, отколкото върху водата. Дори при превишаване на минималните работни стойности течността не кристализира и не се разширява, а се превръща в гелообразна субстанция. Поради това тръбите и радиаторите са защитени от деформации и повреди.

При повишаване на температурата консистенцията на сгъстения антифриз става по-течна, повишават се показателите на течливост, въпреки че в нормално състояние те са с 15% по-ниски от тези на традиционния съперник – водата.

Топлоносителят се доставя в две модификационни разновидности: 1 – с температура на замръзване в неразредено състояние -65° и втори вариант -30°

Концентрираният незамръзващ състав може да се разрежда съгласно инструкциите на производителя, като се вземат предвид местните климатични условия. За получаване на течност с граница на замръзване -30° се разрежда наполовина с вода, за -20° една част антифриз се смесва с две части вода.

Повечето състави издържат до -65 градуса. На повечето територии на севера и средната полоса температурата рядко пада под -35, затова антифризът често се разрежда с дестилирана вода, като се понижава прага до -40.

Производителите на качествени разтвори правят състава максимално стабилен, затова той може да издържи до 5 години. След това ще се наложи пълната му замяна.

За да се постигнат тези свойства, се наложи да се пожертват някои предимства, които притежава водата:

• топлопреминаването на антифриза е с 15% по-ниско, понякога това може да доведе до необходимост от инсталиране на допълнителни радиатори или секции;
• може да съдържа токсични вещества, затова не трябва да се използва антифриз в двуконтурни системи, където съставът може да попадне в контура за подаване на топла вода;
• висока течливост в сравнение с водата, поради която е необходимо да се използват специфични уплътнители, способни да предотвратяват течове;
• повишен вискозитет, който ще изисква използване на по-мощна помпа – препоръки за избор на помпа и преглед на десетката най-добри модели сме разгледали тук;
• по-висок коефициент на разширение ще изисква монтиране на разширителен съд с увеличен обем.

При използване на всички видове антифризи не трябва да се извършва разводка на отоплението с поцинковани тръби, тъй като при контакт с тях антифризът губи част от първоначалните полезни свойства.

Трябва да се помни, че за запълване на отоплителния контур трябва да се използва състав, произвеждан целенасочено за отоплителни системи. Течност за автомобилни двигатели с тази цел не трябва да се използва.

Използването на незамръзващи течности като топлоносители налага промени в схемата на отоплителната система. Поради вискозитета на антифриза, той предава топлината по-бавно на отоплителните уреди, затова е по-добре да се увеличи броят на секциите на радиаторите или да се закупят уреди с по-голям топлинен капацитет.

Освен това е необходимо да се намали триенето в тръбопроводите чрез замяна на фитингите с аналози с един размер по-големи от използваните във водните контури.

Съвременните незамръзващи течности в зависимост от състава могат да се разделят на три основни вида:

• глицеринови;
• на основа на пропиленгликол;
• на основа на етиленгликол.

Нека разгледаме всеки поотделно, за да изберем най-подходящия вариант за съществуващото оборудване и условия.

Вариант #3 – незамръзващ антифриз на основа на етиленгликол

Един от най-популярните антифризи заема почетното си място на рафтовете на магазините благодарение на най-достъпната цена поради несложния производствен процес.

В течността се съдържат около 4% добавки, които не позволяват на етиленгликола да се пени при високи температури. Също така тук влизат и инхибитори, които не позволяват на корозията да уврежда металните повърхности.

Поради агресивността на етиленгликола средството се прилага само в разреден вид, за да се защити вътрешната страна на тръбите и радиаторите.

Етиленгликолът е агресивен към тръбите, уредите и съединенията, токсичен е, но има добри топлотехнически показатели

Основният недостатък на етиленгликола е неговата токсичност. Минимално количество от това вещество в човешкия организъм може да предизвика сериозни проблеми със здравето. Затова цялата отоплителна система трябва да има най-висока степен на херметизация.

Друг недостатък при използването на етиленгликола е постоянният контрол на температурите. Ако котелът загрява течността до температура, близка до точката на кипене, съставът ще започне да се разлага с отделяне на твърда утайка и отделяне на киселини, което действа разрушително на цялото отоплително оборудване.

Посоченият антифриз е подходящ само за онези системи, където може точно да се поддържа температурният режим, но не цялото котелно оборудване е оборудвано с подобна възможност.

Вариант #4 – течност на основа на пропиленгликол

Това е по-съвременен антифриз, който се освободи от някои недостатъци на етиленгликола.

Предимства:

• не е токсичен – в състава има добавки, които се използват в хранителната промишленост;
• може да се използва в двуконтурни системи, тъй като дори случайно смесване в питейния контур няма да навреди на здравето на човека;
• по-високи топлотехнически свойства;
• експлоатира се 10 години;
• действат в отоплителния контур по принципа на смазването, което намалява хидравличното съпротивление в тръбопровода и повишава КПД на системата.

Но един недостатък все пак не беше отстранен – това е несъвместимостта с цинк. Специалните добавки губят качествата си при преминаване през поцинковани тръби. Друг относителен недостатък е двойно по-високата цена.

Вариант #5 – глицеринов антифриз

Глицериновият антифриз се приравнява на водата като близък до идеалния набор от свойства, но в същото време е подложен на критика. Мненията се разминават, затова е смислено да изложим всички моменти.

Привържениците на глицериновия състав изтъкват следните предимства:

• екологично чист и безопасен разтвор;
• широк работен температурен диапазон – -30+100;
• при замръзване се разширява до минимални стойности;
• не е агресивен към поцинковани тръби и радиатори;
• струва по-евтино от пропиленгликола;
• срок на експлоатация 7-10 години.

Вариантът на основа на глицерин не е взривоопасен и не гори. Сериозен плюс е, че той практически не разрушава уплътненията.

В състава на антифриза на основа на глицерин са включени синтетични добавки, благодарение на които корозионната активност на течността е значително намалена.

Сред онези, които са против този топлоносител, се носят следните доводи:

• голяма маса, което води до допълнително натоварване на тръбите;
• липса на стандарти за качество на глицериновите смеси;
• при прегряване и изпаряване на водата губи свойствата си, превръщайки се в гелообразна маса с втвърдявания;
• повишено разпенване;
• при температура над 90 градуса може да започне да се разлага;
• по-ниска топлоемкост в сравнение с пропиленгликола;
• поради повишения вискозитет допринася за по-бързото износване на оборудването.

Трябва да се отбележи, че в някои страни, където етиленгликолът е забранен, производство на глицеринови топлоносители изобщо няма. Предвид противоречията при използването на глицериновата течност, отговорността за нейното използване изцяло пада върху собственика.

Антифризът на основа на глицерин – вариант с голям брой плюсове, но цената и високият вискозитет карат да се замислим преди покупка.

Вариант #6 – топлоносител за електроден котел

Този тип оборудване трябва да се отбележи отделно, тъй като електродните котли изискват специален тип топлоносител. При това течността се нагрява за сметка на йонизация от въздействието на променлив ток.

Антифризът трябва да има определен химичен състав, който би могъл да осигури три условия: правилни стойности на електрическо съпротивление, електропроводимост и йонизация.

Производителите на електродни котли дават свои собствени строги препоръки за използването на конкретни марки топлоносител. Затова антифризът трябва да се подбира с особено внимание, за да не се загуби гаранцията.

Всеки модел електроден котел е ограничен до определени марки топлоносител. При използване на друг състав производителят си запазва правото да не изпълнява гаранционните задължения.

Препоръки за избор на средство

Необходимо е да се вземат предвид не само характеристиките на топлоносителите за отоплителната система, но и конфигурацията на оборудването, за да се направи отоплението безопасно и ефективно.

Ако сте решили да използвате антифриз, нека разгледаме условията, при които употребата му е изключена:

• липса на регулатор на температурата на нагряване в котела;
• при използване на уплътнения от ленена намотка с маслена обработка;
• в отоплителния кръг са използвани тръби, радиатори, спирателна арматура с поцинкована повърхност;
  - отоплителна система от отворен тип

Изпарението на вода от незамръзващата течност може да промени свойствата, а парите на етиленгликола са токсични.

Спазването на следните правила ще позволи на собствениците да се отърват от редица неприятности при неправилно използване на незамръзващи течности:

• на местата на уплътненията ленената пакля трябва да се намаже с уплътнителна паста;
• секционните радиатори трябва да се разглобят, за да се заменят уплътненията с гарнитури от тефлон или паронит;
• да не се използват автоматични въздухоотводчици (за изпускане на излишния въздух е по-добре да се монтират кранове на Маевски за ръчно регулиране);
• радиаторите и тръбите трябва да имат увеличен обем и диаметър;
• наличие на циркулационна помпа с повишена мощност;
• да се монтира мембранен разширителен съд с увеличен обем.

Антифризът се залива в отоплителната система само след качествено промиване на отоплителния кръг, за което е по-добре да се използват специални състави. За безопасността на всички обитатели експертите препоръчват използването на пропиленгликол.

Котелът не трябва веднага след пълнене на системата с топлоносител да се извежда на пикова мощност. Температурата трябва да се повишава постепенно. Това е необходимо, за да може антифризът да достигне оптимални работни характеристики и да се разшири в нормални граници.

За да изберете подходящ топлоносител, е необходимо да се вземат предвид свойствата на тръбите, котелното оборудване и др. фактори

При разреждане на течността с вода не трябва да се допуска концентрация над -20 градуса. Излишъкът на вода ще доведе до отлагане на накип и промяна на работните свойства на гликола. Разрежда се само с дестилирана вода.

Как да определим обема на топлоносителя?

Най-простият начин е да се използва водомер или разходомер за вода. Такъв има практически във всяка къща или апартамент с централно водоснабдяване.

Преди началото на измерванията отоплителният кръг трябва напълно да се изпразни. След това се отчитат показанията на водомера и започва пълненето на системата с малък воден напор. Това е необходимо, за да няма въздушни тапи, които изкривяват показанията.

Щом отоплителният тръбопровод се напълни с вода, трябва отново да се отчетат показанията на водомера. Необходимо е да се запомни, че 1 кубичен метър е 1000 литра, и да се закупи съответното количество течност.

Вторият начин е по-малко удобен, но ефективен, когато няма водомер. Напълнената система се изпразва през мерителен съд (резервоар или кофа с определен обем). Най-важното е да не се объркате с броя на кофите.

Още един метод е математическият. За изходни данни се вземат стойностите на обемите на радиаторите и разширителния съд, диаметрите на тръбите, обемът на топлообменника на котела. Използвайки несложни геометрични и аритметични формули, може да се изчисли крайният обем.

Подробни примери за извършване на изчислението на всеки от елементите на отоплителната система разгледахме в следващите ни статии:

• Изчисляване на обема на тръба: принципи на изчисленията и правила за извършване на изчисления в литри и кубични метри
• Разширителен съд за отопление от отворен тип: устройство, предназначение, основни видове + съвети за изчисляване на съда

Изводи и полезно видео по темата

Видеото ще ви запознае с мнението на специалист за това, струва ли си да смените водата с незамръзваща течност:

Подробен разбор на особеностите на пълнене на отоплителната система с топлоносител и препоръки за правилното пускане на системата в следващото видео:

Представените факти разкриват пълната информационна картина за всеки собственик, който определя избора на топлоносител. Той ще знае каква течност му е необходима, какви условия са необходими за нейното използване и как да ги създаде.

А каква течност циркулира във вашата отоплителна система? Защо избрахте точно този топлоносител и доволни ли сте от неговата експлоатация? Споделете вашето мнение в блока за коментари.

Или вие тепърва определяте типа на топлоносителя, а отговори на възникналите въпроси не намерихте в тази статия? Задавайте вашите въпроси в коментарите – ние ще се постараем да ви помогнем.