Выбор теплоносителя
Вода – широко известный теплоноситель, применяющийся с давних времен. У нее множество положительных качеств: вода дешева; для обеспечения системы теплоснабжения водой достаточно иметь систему водоснабжения (воду не приходится покупать для того, чтобы залить ее в систему теплоснабжения); ее удельная теплоемкость равна 4,168 кДж/кг, что делает воду не только общедоступным, но и весьма эффективным теплоносителем.
К недостаткам воды относится высокая точка замерзания – 0?°C. Для большей части российской территории это настоящая проблема, ведь холодный период года длится несколько месяцев, и температура окружающей среды падает не только до точки замерзания воды, но и гораздо ниже, что способно обеспечить замерзание воды не только в лужах, открытых водоемах и на катках, но и в отопительной системе. А вода при замерзании, как всем известно, расширяется, и в результате в отопительной системе могут быть разрушены краны, трубы, отопительные приборы (радиаторы) и даже сами отопительные котлы. Поэтому, используя в качестве теплоносителя воду, приходится тщательно оберегать отопительную систему от замерзания – либо постоянно топить (что возможно только при постоянном проживании в доме), либо удалять воду из системы отопления, если в доме долгое время никого не будет и отопление не требуется.
Подобный недостаток воды привел к активному поиску альтернативного теплоносителя, который мог бы выполнять все необходимые функции (доставка тепла от отопительного котла к отопительным приборам) и при этом обладал более низкой точкой замерзания. В результате появились специальные антифризы для отопительных систем.
Следует заметить, что антифриз для отопительных систем – это совсем не то же самое, что антифриз для автомобиля. Так что автомобильный тосол категорически нельзя заливать в отопительную систему. И дело тут вовсе не в точке замерзания, с ней как раз все в порядке. Антифриз для отопительных систем должен обладать определенными свойствами, которых автомобильный антифриз не имеет. Для того чтобы применяться в системе отопления жилого дома, антифриз должен:
? быть пожаробезопасным;
? не содержать добавок, запрещенных к использованию в жилых помещениях и способных нанести вред здоровью человека;
? не содержать добавок, которые могли бы вступить в реакцию с металлом;
? не разрушать резину, пластик, эластомеры и т. д. (материалы, которые используются в отопительных системах, к примеру резиновые прокладки).
Автомобильные тосолы этим требованиям не соответствуют.
Антифризы для систем отопления в большинстве случаев имеют в своей основе водный раствор пропиленгликоля или этиленгликоля. Существуют также антифризы, в основе которых лежат водные растворы солей, спиртов, диэтиленгликоля, моногликоля и другие, но они не получили такого широкого распространения.
Антифризы очень текучи, гораздо текучее воды, особенно это проявляется при охлаждении системы – когда при низких температурах происходит неравномерное сжатие металла и прокладок и появляются микрощели, антифриз способен через них просочиться. Для того чтобы быстро определять утечку, антифризы на основе этиленгликоля окрашиваются в красный цвет, а на основе пропиленгликоля – в зеленый.
Антифризы на базе этиленгликоля достаточно дешевы, но имеют существенный недостаток: этиленгликоль токсичен. Поэтому для использования такого антифриза не годятся отопительные системы с открытым расширительным баком (пары этиленгликоля тоже не безвредны), и его нельзя использовать в системах отопления двухконтурного типа – такая система отопления включает в себя контур отопления и контур горячего водоснабжения, и высока вероятность того, что токсичное вещество попадет в контур горячего водоснабжения. Так что использовать антифризы на базе этиленгликоля можно только в одноконтурных отопительных системах.
Антифризы на базе пропиленгликоля гораздо дороже, но они безопаснее в применении – такие антифризы являются нетоксичными и могут быть использованы в двухконтурных системах отопления без всякого опасения за здоровье.
Все антифризы, предназначенные для использования в отопительных системах, имеют специальные присадки, снижающие вероятность коррозии, препятствующие образованию накипи, защищающие от вспенивания, препятствующие растворению и набуханию уплотнителей для герметизации. Такие присадки позволяют использовать антифризы в отопительной системе – и именно из-за отсутствия данных присадок использовать в отопительной системе автомобильный тосол нельзя, это приведет лишь к выходу системы из строя, а то и к отравлению (если тосол будет использован в двухконтурной отопительной системе или просочится, разрушив прокладки).
Антифризы выпускаются в виде концентрата, который рекомендуется разбавлять водой для получения нужной температуры замерзания. Считается, что оптимально использовать антифриз с температурой замерзания +20… +25?°C.
При разбавлении антифризов водой может возникнуть проблема: выпадение осадка, что происходит из-за наличия в воде солей (Рис. 3.25). Рекомендуется либо использовать дистиллированную воду, либо воду с жесткостью, не превышающей 5 мг-экв/л. К сожалению, далеко не всегда известна жесткость воды в водопроводе, а она может оказаться существенно выше, чем допустимая. Для того чтобы не переводить напрасно дорогостоящий продукт (антифриз), лучше развести водой небольшое его количество, соблюдая нужную пропорцию, и убедиться в отсутствии осадка. Если же осадок имеется, то придется отказаться от водопроводной воды и приобрести дистиллированную.
Рис. 3.25.Изменение точки замерзания в зависимости от концентрации антифриза: 1 – антифриз на основе пропиленгликоля; 2 – антифриз на основе этиленгликоля
Случается, что температура зимой падает и ниже, но при этом нет таких катастрофических последствий для отопительной системы, как в случае с водой: если вода при достижении точки замерзания превращается в лед, расширяется и разрушает систему отопления, то антифризы всего лишь густеют (до –65?°C), а затем, после отогревания, вновь возвращаются все свойства, необходимые для нормального функционирования отопительной системы, в том числе и плотность.
Иногда, желая перестраховаться, домовладельцы заливают в отопительную систему неразбавленный антифриз с температурой замерзания –65?°C. Подобная перестраховка может привести к проблемам с отопительным оборудованием и самим теплоносителем. Сначала из-за недостаточного теплосъема начнет перегреваться теплообменник, затем повышение температуры приведет к разложению присадок в антифризе. В результате разложения присадок образуется нагар, а это приведет к еще большему увеличению температуры. Следствием такого нагрева будет выход из строя теплообменника.
Планируя применять в отопительной системе антифриз, следует заранее позаботиться о выборе соответствующего оборудования: большая часть отопительного оборудования, представленного на российском рынке, рассчитана на применение воды в качестве теплоносителя. Иные требования предъявляются не только к прокладкам и герметикам (следует применять только те, которые выпускаются специально для антифриза), но и к котлам. Применение антифриза в отопительных котлах, рассчитанных на воду, приводит к перегреву теплогенератора и, как следствие, к сокращению срока его службы, возможны и аварийные отключения. Подобное связано со свойствами антифриза, которые отличаются от свойств воды – у этих веществ разная не только точка замерзания, но и плотность, теплопроводность и т. д.
Внимание
Не доверяйте продавцам, которые утверждают, что предлагаемое ими отопительное оборудование универсально и может работать с любым теплоносителем. Каждый теплоноситель обладает определенными свойствами, и отопительное оборудование рассчитано именно на них. При его приобретении ознакомьтесь с описанием производителя – в паспортах обычно указывается, какой именно теплоноситель требуется для данного вида оборудования.
Следует знать, что теплоемкость антифриза существенно ниже, чем теплоемкость воды, – разница составляет 15–20 %. А это означает, что антифриз не только хуже, чем вода, накапливает тепло, но и хуже его отдает. Поэтому требуется соответственно подбирать отопительное оборудование: более мощный циркуляционный насос, чем для воды, чтобы повысить теплосъем на теплообменнике, более мощные модели радиаторов, обладающие повышенной теплоотдачей (например, алюминиевые радиаторы), больший расширительный бак и т. д. При этом настоятельно рекомендуется проконсультироваться со специалистом относительно нюансов эксплуатации того или иного отопительного оборудования, если в качестве теплоносителя будет выступать антифриз (например, если речь идет о чугунном котле, то запускать систему следует на минимальной мощности, а на нужный режим выходить постепенно).
Одним из минусов антифриза является ограниченный срок годности – невозможно приобрести его один раз и на всю жизнь. Обычно срок эксплуатации антифриза в системе отопления составляет до 5 лет, затем антифриз нужно слить из системы, а саму систему тщательно промыть. Не рекомендуется заливать в отопительную систему свежий антифриз без предварительной промывки: со временем разрушаются присадки, возможно выпадение различных осадков, и такие «добавки» совсем не нужны свежему теплоносителю, так как могут привести к разбалансировке имеющихся в нем присадок и, как следствие, к исчезновению положительных качеств (увеличится вероятность коррозии, появления накипи и т. д.).
Из-за определенных проблем с отопительным оборудованием, рассчитанным на воду в качестве теплоносителя, некоторые специалисты вообще призывают отказаться от антифриза в отопительной системе. Это мнение верное, но только для тех случаев, когда вода заменяется антифризом без учета всех нюансов эксплуатации системы с подобным теплоносителем. Если же отопительная система спроектирована и смонтирована грамотно, выбрано соответствующее оборудование и проведена консультация со специалистом, то антифриз – отличный выбор, особенно для домов, предназначенных для сезонного проживания (не приходится беспокоиться о ледяных пробках в системе, в любой момент можно приехать, запустить отопительную систему и наслаждаться теплом в собственном загородном доме).
