Кабельные системы обогрева / Антиобледенительные системы / K.C.Help / Статьи по отопительным приборам

Лучшим теплоносителем в силу своих химико-физических свойств является вода. Большинство производителей приборов, входящих в контур отопления - котлов, насосов, радиаторов рекомендуют использовать именно воду. Вода занимает примерно 68 % от всего объема используемых теплоносителей.  Оcтавшиеся 2% антифризов приходится на специальные безводные охлаждающие жидкости.

Однако, учитывая реальные условия эксплуатации систем при низких температурах российских зим, одной из опасностей использования воды является риск замерзания системы. Это может произойти по нескольким причинам:

• из-за отключения электроэнергии или изменения напряжения в сети;
• из-за отключения подачи топлива;
• из-за остановки оборудования в виду неисправности, вызванной колебаниями электроэнергии, а также в домах с непостоянным проживанием.

Обычно, чтобы избежать этих рисков, используют незамерзающие жидкости или антифризы. Антифризы (низкозамерзающие жидкости) занимают оставшиеся примерно 30 % объема теплоносителей. Антифризы производятся на основе этиленгликоля - около 25 % от всего объема теплоносителей, - или пропиленгликоля - около 5 % от всего объема используемых теплоносителей.

Если нет опасности размораживания системы отопления вследствие прекращения работы котла (из-за перебоев в подаче электроэнергии, из-за падения давления газа или по другим причинам), то систему можно заполнить водой. Лучше, если это будет вода дистиллированная, со специальными присадками, способными «продлить жизнь» системе отопления (ингибиторы коррозии и т.д.). В состав теплоносителя вводят ингибиторы накипеобразования, набухания и растворения резиновых уплотнителей систем отопления, пенооборазования и мн. др.
Ингибиторы - (от лат. Inhibeo – задерживаю) вещества, тормозящие химические процессы, например? коррозию, полимеризацию, окисление.

В случае, если размораживание системы возможно, то стоит рассмотреть вариант с применением антифриза. Надо помнить, что теплоноситель должен быть пожаробезопасным и не содержать в своем составе добавок, взаимодействующих с металлом оборудования и не допущенных к применению в жилых помещениях.

Большинство продающихся в России антифризов изготовлено на основе этиленгликоля. Это токсичное вещество, попадание которого на кожу или тем более в организм человека крайне нежелательно. Кроме того, вредны и его испарения. Средняя смертельная доза этиленгликоля составляет 5 миллиграмм на 1 кг веса. То есть для человека массой в 80 кг летальными могут оказаться всего 400 миллиграмм этиленгликоля! Если говорить про концентрацию эгиленгликоля в составе антифриза, то это примерно 44% в модификации с температурой замерзания -30 °С, и примерно 65% — при температуре замерзания -65 °С. Антифризы на основе водного раствора этиленгликоля предназначены для использования в промышленных и частных системах охлаждения и отопления, для охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а также в других теплообменных аппаратах, эксплуатируемых в диапазоне температур от +100°С до -65 °С.

Применение антифриза на основе этиленгликоля нежелательно в двухконтурных котлах, когда возможен подмес теплоносителя из контура отопления в контур водоснабжения, а также в открытых системах отопления (с открытым расширительным баком), где возможно испарение теплоносителя.

Менее опасен для человека низкозамерзающий теплоноситель, который изготовлен на основе пропиленгликоля. При этом пропиленгликоль может быть пищевым и техническим. Кроме того, важно чтобы в составе низкозамерзающего теплоносителя присутствовали специальные присадки, учитывающие, например, то, что уплотнения в системе отопления могут быть изготовлены из различных материалов, и они могут разрушаться в результате применения неприспособленного для этого антифриза. Также хорошо, если в составе антифриза учтено, что в современных системах отопления обычно применяются одновременно несколько видов металлов и сплавов (радиаторы из стали, алюминия или чугуна, стальные или медные трубы, теплообменники котлов из меди, стали или чугуна). Как результат, при наличии электропроводящей среды возникает электрохимическая коррозия. Важны присадки, снижающие пенообразование, препятствующие процессу окисления при попадании в систему отопления кислорода и т.д. При этом не должно быть ингибиторов, которые делают полимерные материалы хрупкими (например, амины приводят к охрупчиванию и растрескиванию полиэтилена и сделанных из него труб и уплотнителей).

Важно помнить, что серьезное отрицательное воздействие на антифриз может оказать слишком высокая температура, возникающая при ненормальном функционировании системы отопления. При перегреве теплоносителя свыше +107 °С, происходит повышение скорости термического разложения гликолей и антикоррозионных присадок. Для того чтобы избежать этого эффекта, надо обеспечить надлежащую циркуляцию теплоносителя в системе отопления.

К несомненным преимуществам антифризов относится "незамерзание" при минусовых температурах. В отличие от воды, они образуют не кристаллическую, а, если можно так сказать, аморфную структуру. При этом антифриз не увеличивает объем, а следовательно, не разрушает (не "размораживает") систему отопления. При повышении же температуры он вновь переходит в жидкое состояние и может выполнять свои функции. Однако на этом преимущества и заканчиваются, и начинаются многочисленные недостатки. В рабочем диапазоне температур теплоемкость бытового антифриза на 10-15% ниже, чем у воды, следовательно, он хуже накапливает и отдает тепло. Для потребителя это означает необходимость приобретения более мощных (а значит, и более дорогих) радиаторов для системы отопления. Вязкость у антифриза также в 4-5 раз выше, чем у воды, значит, заставить его циркулировать в системе отопления будет сложнее (расчетный расход циркуляционного насоса следует принимать примерно на 10% больше, а расчетный напор - на 60% выше). И коэффициент теплового расширения у него больше, чем у воды, поэтому во избежание проблемы "завоздушивания" открытой системы придется, возможно, установить расширительный бак большего объема. Именно поэтому специалисты в один голос твердят: если в системе предполагается использовать антифриз, ее изначально надо "считать" именно на него - спонтанная замена воды иным теплоносителем чревата большими неприятностями.

Кроме того, антифриз нельзя перегревать, поскольку это приводит к необратимым изменениям в его химическом составе и, как следствие, к потере изначальных физических свойств. Антифриз не выносит контакта с оцинкованными поверхностями (химическая реакция, возникающая в результате такого соседства, не только меняет состав антифриза, но и вызывает образование чрезвычайно объемистого осадка, который способен блокировать работу системы) и запросто может "съесть" обычные резиновые прокладки, которые в "водяной" системе отопления прослужили бы довольно долго (недаром производители радиаторов используют в своих изделиях прокладки из химически устойчивых материалов - паронита и т. п.). Есть и еще ряд специфических особенностей, зависящих от состава антифризов. Далеко не все они экологичны. В процессе циркулирования по системе при определенных условиях вспениваются, что вызывает некоторые ограничения возможностей балансировки системы отопления и регулировки комфортного режима с помощью термостатов. К недостаткам следует отнести и необходимость держать постоянный запас антифриза на случай, если понадобится добавить его в систему (например, при утечке).

Обычно антифриз продается в двух модификациях: с температурой замерзания не выше —65 °С и температурой замерзания не выше -30 °С. При этом концентрированный вариант (рассчитанный на —65 °С) может быть разбавлен водой до требуемой концентрации. Для получения теплоносителя с температурой замерзания -30 °С к двум частям антифриза надо добавить одну часть воды, для —20 °С — надо смешать антифриз пополам с водой. Но стоит иметь в виду, что слишком большая доля воды при разбавлений антифриза может привести к изменению его свойств. Вот, что пишут производители антифриза: «Разбавление антифриза более чем на 50%, кроме повышения температуры замерзания, ведет к ухудшению его антикоррозийных свойств, а также к возможному выпадению осадка солей жесткости, растворенных в воде. Если Вам необходимо иметь антифриз, разбавленный водой более чем на 50%, то в раствор следует добавить дополнительные присадки (суперконценграт) в количестве, рекомендованном производителем».

Кроме того, для разбавления антифриза неправильно использовать первую, попавшуюся под руку воду. Вода должна быть мягкой. Вот еще одна выдержка из инструкции по использованию антифриза: «Для разбавления антифриза желательно использовать воду с жесткостью до 7 единиц (в московской водопроводной воде жесткость составляет от 2 до б единиц). Использование воды с повышенным содержанием солей может также привести к выпадению осадка. Если Вы не знаете жесткости Вашей воды, то рекомендуется предварительно смешать небольшое количество антифриза с водой в нужной Вам пропорции в прозрачной емкости и убедиться в отсутствии осадка».
Если говорить о продолжительности службы антифриза, то обычно производители обещают, что антикоррозионные свойства антифриза рассчитаны на 5 лет непрерывной работы или 10 отопительных сезонов.

Для удобства сравнения основные достоинства и недостатки вышеупомянутых теплоносителей (антифризов) приведены в таблице.

Основа теплоносителя	Достоинства	Недостатки
Вода	Экологически и токсикологически безопасна, дешева.	Замерзает при температуре ниже 0С
Этиленгликоль	Удовлетворительные теплофизические свойства; температура замерзания до -60°С	Токсичен
Пропиленгликоль	Экологически и токсикологически безопасен; температура замерзания до -60°С	По теплофизическим свойствам уступает этиленгликолю на 10÷20 %

Особенности применения антифризов в системах отопления.

• При использовании отечественных чугунных радиаторов использовать антифриз надо крайне осторожно - к сожалению, в радиаторах зачастую установлена не та резина, которая предусмотрена технической документацией. Некоторые производители применяют для изготовления прокладок шланги, резину которых антифриз съедает крайне быстро.
• В системах отопления с антифризом можно применять далеко не все мембранные расширительные баки - не всякая использованная в них резина выдержит "общение" с таким теплоносителем. Поэтому, выбирая расширительный бак, необходимо убедиться, что он рассчитан на работу с антифризом.
• При разведении концентрата некоторых антифризов применяемая для этого "местная" вода может давать реакцию, сопровождающуюся выпадением осадка. В этом осадке в основном оказываются присадки, столь необходимые антифризу. Чтобы застраховаться от такого явления, имеет смысл либо приобретать готовый к применению антифриз, не требующий разбавления, либо использовать для разбавления дистиллированную воду.
• Некоторые термостаты, широко используемые в системах отопления, имеют две шкалы настройки: "рабочую" (именно ее видит и ею пользуется потребитель) и "монтажную" (скрытую внутри термостата и доступную только монтажникам). "Монтажная" шкала регулирует открытие диафрагмы для прохода теплоносителя, и если она установлена на позиции с минимальным открытием (позиции 1 или 2 из 7-8 имеющихся), то получается довольно узкое отверстие, за которым следует резкое расширение. Проход теплоносителя через такую диафрагму ведет к воздухоотделению и, как следствие, к образованию воздушной пробки или вспениванию. Для воды это явление просто неприятно, а вот для антифриза - совершенно недопустимо. Поэтому, если в системе отопления будет использоваться антифриз, "монтажная" настройка должна предусматривать установку на позицию, как минимум, 3 (а по возможности и выше). И за такой настройкой необходимо проследить еще на стадии монтажа термостатов.
• В системах отопления с антифризом лучше использовать ручные приспособления. Это связано с возможностью вспенивания антифриза. В официальных рекомендациях такое положение пока не закреплено, но практика эксплуатации уже полностью его подтвердила.
• При монтаже систем отопления со стальными трубами для уплотнения резьбовых соединений категорически нельзя применять льняную паклю в паре с краской. В отличие от воды, антифриз не вызывает разбухания льна. Краску же он просто "съедает". Для монтажа лучше использовать специальные герметики, например фирмы LOCTITE (концерн HENKEL): Loctite-55 - готовое к применению уплотнительное волокно из комплексных нитей, наматываемое на витки трубопроводной резьбы прямо из компактного контейнера, который снабжен встроенным ножом, Loctite-542 - однокомпонентные резьбовые герметики, при полимеризации которых образуется жесткая нерастворимая пластическая масса, заполняющая резьбовой зазор. Подобные герметики имеются в ассортименте и других фирм, их использование полностью оправдывается надежностью монтажа.
• Прежде чем заливать антифриз в систему, ее обязательно следует промыть специальными составами. Выпускаемые для такой обработки "наборы" включают в себя 2 компонента - промывочный (кислотный состав) и вещество, нейтрализующее действие кислоты промывочного. Операцию надо проводить перед первой заливкой антифриза в систему, особенно после использования в качестве теплоносителя воды. Иначе есть риск, что антифриз "отъест" ржавчину и накипь и отпавшие отложения просто забьют трубы системы отопления.
• Вследствие испарения антифриза в открытых системах нередко возникает необходимость в его доливе. Если в запасе имеется ранее заливавшийся в систему антифриз, то проблем не возникнет. Если запаса нет, стоит приобрести и применить именно тот антифриз, который использовался ранее. "Новый" теплоноситель можно добавлять только в случае, если вы полностью уверены, что он абсолютно совместим со "старым", - при их несовместимости не исключено выпадение в осадок некоторых (а то и всех) имеющихся в антифризах добавок. Последствия же вывода добавок из состава могут оказаться непредсказуемыми. Поэтому, если нет уверенности в полной совместимости компонентов, лучше просто долить в систему дистиллированную воду или полностью слить "старый" антифриз, промыть систему и только после этого использовать "новый".