Антифриз для системы отопления транспортных средств
Антифриз для системы отопления загородного дома
В этой статье разберем виды антифризов, их отличия. Расскажу, какой антифриз выбрать для отопления, сравним антифризы с водой. Объясню, почему нельзя применять глицерин и тосол в качестве теплоносителя. В заключении – почему антифриз бесполезен в системе отопления загородного дома для постоянного проживания.
Содержание
1. Принцип работы антифризов
Вода при 0°С резко и скачкообразно превращается в лёд, при этом расширяясь на 11%. Трубы не выдерживают такой нагрузки. Систему отопления приходится демонтировать, включая котел и все радиаторы. Вода – хороший растворитель, поэтому даже незначительное количество антифриза сильно смещает точку кристаллизации воды, и скачкообразнозного превращения в лед не происходит.
Вода с добавкой антифриза при отрицательных температурах медленно густеет, а расширение жидкости происходит незначительно, поэтому система отопления остается целой и невредимой.
Например, кристаллизация воды с 30% незамерзающей жидкости (пропиленгликоль) идет так медленно, что нет необходимости разбавлять теплоноситель до -30°С, достаточно добавить антифриз до расчетной температуры -12-15°С.
С падением температуры ниже расчетной такая смесь будет медленно, но верно застывать, и только при -30°С может замерзнуть полностью.
2. Какая разница между зеленым и красным антифризом?
В качестве теплоносителя чистый 100% антифриз не используется — всегда в разбавленном состоянии: от 20 до 35% антифриза и 80-65% воды соответственно. В отоплении применяется только 2 вида антифризов на базе двухатомных спиртов: этиленгликоль и пропиленгликоль. Производители выпускают как концентрированный состав, так и уже разбавленный для заливки в систему отопления. Этиленгликоль — концентрированный раствор красного цвета, а этиленгликоль — раствор зеленого цвета. Их отличия я опишу ниже.
3. Этиленгликоль в системе отопления
Раствор малинового цвета. Токсичное вещество, используемое в автоиндустрии, производства машинных масел, пластика и целлофана. Имеет крайне низкую температуру застывания -70°С.
Используется преимущественно в системах отопления и антиобледенения промышленных объектов, футбольных полей. Не рекомендуется использовать этиленгликоль в системах отопления загородных из-за его токсичности.
4. Пропиленгликоль в системе отопления
Раствор зеленого цвета, пищевая добавка E1520, используется в косметической промышленности. Температура застывания -50°С. В 3 раза более вязкое и в 2 раза более дорогое вещество, чем этиленгликоль.
Применяется в зданиях, где есть риск разморозки системы, но требуется соблюдение экологических характеристик. Мы используем пропиленгликоль в рекуператорах системы вентиляции ресторанов. нашей стране пропиленгликоль для системы отопления производится из импортного сырья, поэтому значительно дороже этиленгликоля.
5. Какой теплоноситель выбрать для отопления?
Для системы отопления отличия этиленгликоля и пропиленгликоля незначительны, но разная температура замерзания (-70 и -50°С) сказывается на процентном соотношении вещества. Для обеспечения одной и той же температуры кристаллизации (-25°С) требуется практически в 2 раза меньше этиленгликоля, чем пропиленгликоля, но зависимость не линейна.
Например, когда концентрация этиленгликоля в воде становится больше 50% – его характеристики начинают снижаться. Связано это с неэффективной работой антикоррозионных присадок, которые плохо вступают в контакт с водой.
6. Какой антифриз лучше для отопления дома
Главный критерий выбора антифриза – безопасность!
Пропиленгликоль применяется в пищевой промышленности. Вещество не токсичное. Используется в качестве антифриза в системах отопления коттеджей, загородных домов и помещений с постоянным пребыванием людей.
Если в здании не требуется обеспечение экологической безопасности, например, cклады, гаражи и производственные цеха, можно смело применять этиленгиликоль. Во всех остальных случаях – пропиленгликоль.
7. Глицерин в системе отопления
Много получал вопросов про «глицерин». Теплоноситель на основе глицерина в системе отопления недопустим даже в разбавленном состоянии.
Во-первых, чудовищная кинематическая вязкость при отрицательных температурах (при 0°С –9000 м 2 /с x 10 6 — глицерин, 67 м 2 /с x 10 6 – этиленгликоль) – а значит и чудовищные потери давления. Сложно будет протолкнуть по трубам теплоноситель на основе глицерина.
Во-вторых, налипание органических частиц глицерина на поверхность теплообменника котла, его перегрев и полный выход из стоя. Разбавление глицерина спиртами приводит только к образованию взрывоопасных соединений.
Любые другие незамерзающие жидкости, например, тосол в системе отопления, недопустимы, т.к. не содержат необходимого количества антикоррозионных присадок. Стоимость антифриза для отопления определяется качеством этих самых присадок, благодаря которым одни антифризы служат 5 лет, а другие 10. С годами антифриз в системе отопления окисляется с образованием уксусной кислоты, что приводит к разрушению латунных соединений на радиаторах, поэтому важно вовремя менять теплоноситель.
8. Отопление антифризом или водой
После прочтения этого раздела Вы скорее всего откажетесь от антифриза в системе отопления. Главный плюс антифриза – сохранность системы при отрицательных температурах, полностью перечеркивается его минусами.
- Низкая теплоемкость антифриза.
Увеличение размероврадиаторов на 20-23%
Теплоемкость антифриза существенно ниже, чем теплоемкость воды. Разбавляя воду 35% антифризом, мы теряем примерно 200 Вт с 1 кВт тепловой энергии. Это значит, что на 20% требуется увеличить размеры труб, радиаторов и котла. В пересчете на загородный дом 300 м 2 мы теряем примерно 60 тысяч рублей на увеличении размеров системы. Для системы теплых полов антифриз вообще не применим, опять же из-за низкой теплоемкости.
-
Срок службы антифризов от 5 до 10 лет
С годами антифриз окисляется и благополучно разрушают латунные соединения. Через 5 – 10 лет этиленгликоль и пропиленгликоль нужно сливать, утилизировать и менять на новый. Вам придется не только купить новый антифриз, но и заплатить за утилизацию старого. К сожалению, в нашей стране нет службы утилизации этиленгликоля в малых объемах, поэтому поиск, кому сдать эту химию будет затруднителен. Не буду рассматривать идею слить антифриз соседу на участок.
-
Использование секционных радиаторов в системах с антифризом недопустимо
Резиновые межсекционные прокладки быстро окисляются, и радиаторы дают течь. Применяем только стальные панельные. Недопустимо использование и оцинкованных труб. Антифриз благополучно вымывает цинк, и труба остается голая.
-
Почему антифриз бесполезен для загородного дома?
Антифриз успешно справится с задачей — система отопление не замерзнет зимой в Ваше отсутствие, но что делать с системой водоснабжения?Трубы водоснабжения при отрицательной температуре замерзнут быстрее и с худшими последствиями, т.к. прокладываются не только в полу, но и в стенах. Вам придется снимать плитку, бить стяжку и менять трубы в санузлах, душевых, кухне, заменить всю обвязку котельной по водоснабжению. Закачать в систему водоснабжения антифриз конечно же не получится, как и проложить все трубы с греющих кабелем.
Вывод: Антифризы подходят либо для отопления маленьких дачных домиков для временного проживания, либо больших складов, цехов и предприятий. В системе отопления полноценного загородного дома антифризы бесполезны.
Антифриз для системы отопления загородного дома нужен, если:
✔ не планируете проживать в доме зимой;
✔ в доме 1-2 санузла с тройниковой системой водоснабжения (без коллектора), которую можно слить перед наступлением холодов.
✔ в доме нет водяных теплых полов. Если они водяные — тогда смысла делать антифриз в отоплении нет.
Полноценный загородный дом оставлять зимой без дежурного отопления нельзя. Зимой необходимо поддерживать постоянное дежурное отопление +10-12°С.
Отопление полноценного загородного дома для постоянного проживания антифризом такой же проигрышный вариант, как и отопление дома теплым полом, который применим только в южных областях нашей страны.
Управлять котлом можно удаленно через телефон или планшет по Интернет-соединению или GPS. Можно задавать температуру воздуха к конкретной дате и времени приезда, а котел будет точно сигнализировать о возможных ошибках в работе. Для поддержания системы отопления в случае аварии основного котла часто устанавливают резервный электрический, который также включается автоматически. Вы можете заказать проект такой котельной и системы отопления у нас на странице Услуг.
Так Ваши инженерные системы будут по-настоящему защищены без антифриза.
Если Вам понравилась моя статья и Вы ищете надежных специалистов по проектированию – звоните и пишите мне на почту.
Антифриз в автономных системах теплоснабжения
Что лучше в системе отопления: вода или антифриз? И если вода лучше, почему так часто потребителей интересует возможность применения «незамерзайки»? Если антифризы востребованы, то почему производители высокоэффективных котлов конструируют их в расчете на воду? От квалифицированного ответа на эти отнюдь не риторические вопросы напрямую зависит надежность теплоснабжения.
Б ольшинство ведущих производителей современных бытовых котлов указывают, что в качестве теплоносителя должна использоваться прошедшая подготовку вода. В ряде случаев оговаривается возможность или, наоборот, недопустимость, вплоть до снятия теплогенератора с гарантии, применения антифризов. К сожалению, иногда потребитель узнает это только при внимательном изучении технической документации.
Казалось бы, преимущества воды неоспоримы: во-первых, это штатный теплоноситель, во-вторых, дешевый и доступный, в-третьих, имеющий высокую теплоемкость и низкую вязкость, в-четвертых, сравнительно более низкую коррозионную активность. Однако все эти очевидные преимущества перекрываются одним существенным недостатком: ниже 0°С вода кристаллизуется, переходя в твердое состояние – лед. Происходит это со значительным увеличением объема (11%) и создаваемым давлением 2500 бар. И если это не всегда приводит к разрывам, неустранимым дефектам полимерных или медных трубопроводов, то лед в теплообменнике котла или отопительном приборе – «смертный» приговор этим устройствам и, на практике, выход из строя всей системы теплоснабжения (рис. 1), необходимость ее длительного и дорогостоящего ремонта.
Рис. 1. Результат замерзания теплоносителя в системах водяного отопления
Особенности терминологии
Принципиально, под антифризом понимается любой теплоноситель, имеющий низкую (формально, ниже 0°C, на практике от –10–15°С) температуру кристаллизации. Таких жидкостей известно много. Например, это могут быть различные солевые или спиртовые растворы. Сколько-нибудь широкого применения в системах теплоснабжения с теплогенераторами они не нашли из-за своих принципиальных особенностей (нестабильности при нагреве, выпадении солей, коррозионной активности и др.).
В промышленных установках в качестве высокотемпературного теплоносителя применяется также масло, не кристаллизующееся даже при очень низкой температуре, но оно в этом случае не позиционируется как антифриз. Иногда уже в этом качестве его пробуют заливать и в бытовые автономные системы теплоснабжения. Но ни к рекомендуемым, ни даже к допустимым антифризам масло отнести нельзя, в частности, из-за повышенной пожароопасности.
Все используемые в бытовых отопительных системах «незамерзайки» можно подразделить на водные растворы моноэтиленгликоля (этиленгликоля), в основном отличающиеся от автомобильного тосола набором присадок, диэтиленгликоля (физико-химические свойства которого сходны с первым: плотность при 20°С – 1116 кг/м3, удельная теплоемкость – 2,09 кДж/кг×°К) и пропиленгликоля, достоинство которого – нетоксичность, а недостаток – бớльшие кинематическая вязкость и стоимость. Антифризы на основе пропиленгликоля появились в России сравнительно недавно как реакция производителей на токсичность этиленгликолевых растворов: 100 мл антифриза на основе этиленгликоля, попавшие в организм, могут вызвать смертельное отравление. Конечно же, чайник не наполняют из батарей, но ядовиты и пары этиленгликоля, антифриз может протекать через места соединений, а также попасть через теплообменник в контур ГВС.
Часто возникает путаница между понятиями «антифриз» и «тосол». Тосол – название автомобильной охлаждающей жидкости, разработанной в 1971 г. для автомобилей ВАЗ. Первые три буквы аббревиатуры – отдел «технологии органического синтеза», а окончание «-ол» добавлено по аналогии с этанолом, бутанолом, метанолом.
За рубежом же термин «антифриз» первоначально применялся к концентрату, который добавляли к воде в системе охлаждения ДВС. При этом акцентировалась лишь его морозозащитная, сезонная функция, не отражающая его свойств как теплообменной среды, которая предохраняет систему от коррозии и повреждений при всех эксплуатационных условиях. Термин engine coolant concentrate («двигательный охладитель концентрированный») охватывает все эти условия и в настоящее время предпочтителен для автомобильной «незамерзайки», а для систем теплоснабжения остался антифриз, который иногда противопоставляется автомобильному тосолу.
Залитый в отопительный контур, последний может стать причиной быстрого выхода из строя теплообменников, трубопроводов и отопительных приборов в связи с тем, что пакеты присадок не рассчитаны на эксплуатацию в системах отопления.
Все его параметры регламентирует ГОСТ 28084-89 «Жидкости охлаждающие и низкозамерзающие. Общие технические условия», который распространяется на охлаждающие низкозамерзающие жидкости, предназначенные для охлаждения ДВС, а также в качестве рабочих жидкостей в других теплообменных аппаратах, работающих при низких и умеренных температурах. В документе оговаривается, что под жидкостями понимаются «водные растворы этиленгликоля по ГОСТ 19710 или гликолевых и водно-гликолевых потоков его производства, представляющих собой этиленгликоль с массовой долей воды до 30% с антикоррозионными, антивспенивающими, стабилизирующими и красящими присадками». Но не регламентированы их состав и концентрация, смешиваемость жидкостей, срок службы, условия ресурсных испытаний. К тому же, производимый по различным ТУ тосол может на поверку оказаться просто раствором этиленгликоля.
Особенности применения
Не кристаллизирующиеся при низких температурах (до –68°С в зависимости от концентрации) этилен- и пропиленгликолевые антифризы имеют и отличающиеся от воды физико-химические свойства, ухудшающие их параметры как теплоносителя.
Более низкой теплоемкостью, более высокими вязкостью, коэффициентом объемного расширения и склонностью к протечкам негативные качества антифризов, увы, не исчерпываются. Они, по сравнению с водой, имеют еще и более высокую коррозионную активность и вспениваемость, что не только накладывает ряд ограничений на использование (например, в системах с алюминиевыми отопительными приборами или с оцинкованными трубами), но и требует внесения различных добавок-ингибиторов.
Важнейший параметр для антифризов – максимальные рабочие температуры. Так, кипеть при атмосферном давлении большинство этиленгликолевых растворов начинает при 104–112°C. Принципиальное значение этот параметр имеет потому, что в отличие от воды при превышении допустимой температуры происходит необратимое разложение гликолевых растворов. Если температура даже в какой-либо точке системы превысит критическое для данной марки антифриза значение, произойдет термическое разложение гликоля и антикоррозионных присадок с образованием кислот и выпадением твердых осадков. При выпадении их на нагревательные элементы котла образуется нагар, который приведет к ухудшению теплообмена, образованию новых осадков и дальнейшему перегреву этих участков.
Образующиеся кислоты взаимодействуют с металлами системы отопления, инициируя их коррозию. Термическое разложение присадок приводит также к потере защитных свойств антифриза по отношению к материалу уплотнителей – резины, паронита и т.п., появлению течей в местах соединений. Перегрев антифриза также вызывает повышенное пенообразование, приводящее к завоздушиванию системы. Исключить перегрев можно, только тщательно контролируя режимы работы котла и системы отопления.
Основные марки
К числу наиболее распространенных в отечественных автономных системах отопления и кондиционирования антифризов относятся водные растворы этиленгликоля и пропиленгликоля с антикоррозионными, антипенными, антиокислительными, термостабилизирующими и повышающими инертность к уплотнительным материалам присадками. В них допускается добавление водопроводной воды для повышения температуры кристаллизации. Например, добавление еще 30% воды в теплоноситель с температурой начала кристаллизации –31°C и замерзания –44°C повышает начало кристаллизации до –20°С при соответственном увеличении теплоемкости, уменьшении кинематической вязкости, коэффициента объемного расширения и, главное, стоимости теплоносителя.
Антифризы с цифрами 60 или 65 в названии – это концентраты, которые при заправке в отопительную систему предполагают разбавление водой (вряд ли где-нибудь, кроме Антарктиды, актуальна температура начала кристаллизации ниже 65°С). Кроме того, при эксплуатации растворы допускают снижение температуры ниже начала кристаллизации на 10–15°С, существуя в этом температурном интервале в виде шуги (конгломерат твердой и жидкой фаз) и не разрушая трубопроводы и теплообменники.
Результаты испытаний, наиболее распространенных на российском рынке антифризов, проведенных в 2019 г., приведены в табл. 1.
Таблица 1. Результаты испытаний теплоносителей (на 2019 г.)
Производитель
Наименование пробы
Плотность при 20°С, г/см³
Температура начала кристаллизации, °С
