Теплоноситель для системы отопления загородного дома: критерии выбора

Требования к теплоносителю для водяного отопления

Чтобы правильно выбрать теплоноситель, стоит учитывать основные требования, которые к нему предъявляются:

Теплоноситель не должен быть токсичным, ведь время от времени в системе могут случаться протечки, и ремонт не должен быть сопряжён с опасностью для здоровья.

Не допускается также использование в качестве жидкости для отопления пожароопасных и взрывоопасных веществ.

Высокий показатель теплоёмкости, который обеспечивает эффективный перенос тепла от котла к радиаторам.
Разброс температур от отметки замерзания до точки кипения должен быть максимально большим, чтобы минимизировать вероятность аварий.
Жидкость не должна разъедать уплотнения или приводить к коррозии в трубах и радиаторах.

Когда лучше использовать воду в открытом или закрытом типе отопления

Идеальным теплоносителем для системы отопления на дровах или угле является вода. Если используется отопительная система закрытого типа, то для неё подойдёт даже обычная водопроводная вода из крана. Она образует тончайший слой накипи на трубах, но это происходит однократно после заполнения контура теплоносителем. В закрытой системе испарения жидкости нет, и доливать её приходится крайне редко, а малое количество осадка никак не влияет на эффективность отопления.

В системы открытого типа требуется регулярно доливать воду, а значит — количество накипи увеличивается. Чтобы предотвратить этот процесс, используют дистиллированную или очищенную воду.

Дистиллят продаётся в магазинах, но стоит он недешево, поэтому на практике вместо него часто берут фильтрованную питьевую воду.

Теплоёмкость воды составляет примерно 1 кал/г*°C, то есть килограмм воды, нагретый до 90 °C и остывший в радиаторе до 70 °C отдаст в помещение 20 ккал тепловой энергии. По этому показателю вода значительно превосходит все существующие теплоносители.

У воды есть и другие преимущества:

У воды есть один условный недостаток: если систему отопления не запустить при наступлении морозов, вода в ней замёрзнет, что приведёт к разрушению труб и выходу котла из строя. Поэтому в тех системах, где есть вероятность простоя в зимнее время, в качестве теплоносителя используется антифриз.

Применение антифриза

В отличие от воды, незамерзающую жидкость не нужно сливать из отопительной системы в случае простоя в зимнее время, поскольку антифриз не теряет текучести при отрицательных температурах. Все антифризы представляют собой вещества на основе многоатомных спиртов, их свойства различаются в зависимости от химического состава. К прочим плюсам антифризов относятся следующие:

Даже если температура опускается ниже рабочего уровня антифриза, последний не затвердевает и не расширяется подобно воде, благодаря чему не повреждается система отопления.
В состав антифризов добавляют специальные присадки, которые уменьшают их химическую активность, подавляют пенообразование и предотвращают появление накипи внутри системы.
Срок службы всех «незамерзаек» до 5 лет, далее требуется их замена.

При всех достоинствах антифризов у них есть и недостатки:

Теплоёмкость примерно на 15% ниже, чем у воды.
Из-за повышенной вязкости требуется более мощный циркуляционный насос.
Этилен- и пропиленгликоль разрушительно действуют на цинк, поэтому нельзя применять их в оцинкованных трубах.

Важно! Для электродных котлов можно использовать не все марки антифриза. Перед покупкой «незамерзайки» внимательно прочитайте в инструкции к котлу, какие теплоносители с ним можно использовать, иначе прибор снимут с гарантии

На основе этиленгликоля

Теплоносители на основе этиленгликоля стоят недорого, но обладают огромным недостатком — высокой токсичностью. Отравление может наступить не только при попадании внутрь организма, но и при вдыхании паров вещества или при его контакте с кожей.

Фото 1. Теплоноситель на основе этиленгликоля Аргус-Галан, 20 кг, производитель — «Галан», Россия.

Эта жидкость характеризуется повышенной текучестью, поэтому при малейшем нарушении герметичности она способна вытечь наружу, что представляет опасность для людей и животных. Поэтому антифризы данного типа используются для обогрева нежилых помещений, а для частных домов рекомендуются другие теплоносители.

Важно! Категорически запрещено заливать «незамерзайки» на основе этиленгликоля в открытые системы отопления, где токсичное вещество будет испаряться из расширительного бака. Не используются такие жидкости и в двухконтурных системах, где есть вероятность их попадания в ёмкости для горячей воды

Не используются такие жидкости и в двухконтурных системах, где есть вероятность их попадания в ёмкости для горячей воды.

Особенности использования антифризов

Антифриз — теплоноситель для системы отопления загородного дома, не замерзающий при отрицательных температурах. Как правило, это водный раствор многоатомных спиртов (этиленгликоля или пропиленгликоля) в соотношении примерно 80:20 (80% спирта и 20% дистиллированной воды). Эта пропорция может быть иной, однако в любом случае воды не должно быть более 50%, иначе температура замерзания такой смеси наступит уже в районе – 10°C. Заливать такой антифриз в систему вряд ли разумно.

Готовый к применению теплоноситель Hot Stream. Температура начала кристаллизации -30°C. Срок эксплуатации до 10 лет. Может использоваться со всеми типами котлов, кроме электродных. Не разрешается использовать в системах отопления с элементами, содержащими цинк. Состав: этиленгликоль, деминерализованная вода, пакет органических присадок.

При производстве антифризов для системы отопления обязательно используются различные присадки, которые нейтрализуют агрессивность смеси, а также исключают пенообразование и повышают устойчивость к температурным колебаниям.

Самый популярный – этиленгликолевый антифриз, так как он самый дешёвый. Однако у него есть существенные недостатки: он обладает повышенной токсичностью (даже несмотря на наличие присадок), плохо относится к перегреву (образует осадок уже при температуре выше +75°C) и имеет повышенную текучесть (просачивается через малейшую щёлочку в уплотнителе). В этой связи данный антифриз не рекомендуется применять в двухконтурных системах, поскольку существует опасность его попадания в контур ГВС.

Пропиленовый антифриз абсолютно безопасен и химически нейтрален (не вступает в реакцию ни с какими веществами), более устойчив к высоким температурам и не выпадает в осадок. Но он на порядок дороже своего этиленового собрата, что при большой ёмкости отопительной системы выльется в солидную переплату.

Warme Eco 30. От -30°C до 110°C. Состав: водный раствор глицерина с пакетом присадок.

Относительно недавно появился антифриз на основе глицерина. По температурным и другим характеристикам данный теплоноситель для системы отопления загородного дома близок к гликолевым аналогам, однако имеет ряд преимуществ: его жизненный цикл в полтора раза выше (примерно 8 лет), а продаётся он уже в готовом виде, т.е. разбавления водой не потребуется. Его рабочий диапазон – от -30 до +110°C.

Thermagent ЭКО, до -30°C, 20 кг, срок службы до 10 лет. Карбоксилатные (органические) ингибриторы коррозии.

Принимая решение об использовании «незамерзайки», важно обратить внимание на следующие нюансы

Теплоёмкость антифриза меньше, чем у воды, поэтому если проект рассчитан на воду, объём системы следует увеличить на 15-20% (например, за счёт дополнительного количества радиаторов или их секций).
У антифриза больший коэффициент расширения, чем у воды, поэтому расчётная ёмкость расширительного бачка должна быть увеличена на 20-30%.
Антифриз обладает повышенной вязкостью, поэтому мощность циркуляционного насоса следует скорректировать в большую сторону примерно на 10%.

Для идентификации и обнаружения протечек незамерзающие составы подкрашивают различными цветами – красным, зелёным или синим (по аналогии с автомобильным тосолом).

Преимущества и недостатки воды-теплоносителя

Вода – наиболее распространенный вариант теплоносителя, популярность которого объясняется следующими преимуществами:

Дешевизна – в финансовом плане вода является доступной для всех: можно регулярно менять теплоноситель и без опаски выпускать жидкость из системы для обслуживающих работ, ведь повторное наполнение не повлечет больших затрат.
Высокие теплотехнические показатели – вода отличается повышенной теплоемкостью при максимальной плотности. Так, 1 л жидкости передает через приборы отопления 20 ккал теплоэнергии – по этому показателю у воды нет равных.
Максимальная безопасность – вода не несет ни малейшего вреда ни окружающей среде, ни человеку.

Есть у воды-теплоносителя и минусы:

Замерзание – при критических отрицательных температурах без регулярного притока тепла вода быстро переходит в кристаллическую форму, что может спровоцировать деформацию системы отопления.
Коррозионная агрессивность – вода является мощным окислителем, поэтому она опасна для оборудования из некоторых черных и цветных металлов.
Агрессивный состав – необработанная вода содержит в себе массу солей, железо, сероводород и иные соединения, которые наслаиваются отложениями и забивают отопительное оборудование.

Теплоноситель для системы отопления

Современный теплоноситель имеет сложный набор составных химических элементов. Известные незамерзающие жидкости используемые в отопительных системах, основываются на трех фундаментальных составляющих. Соответственно каждая жидкость наделена разными свойствами и характеристиками. Основное различие технических характеристик представленных марок, определяют наполнители, на основе которых замешан теплоноситель:

— этиленгликоль; — пропиленгликоль; — глицерин.

Выпускается теплоноситель в виде концентрата или часто предлагается немного дороже, готовый к применению, без дополнительного обогащения водой. Производители предлагают качественный антифриз. Благодаря умеренной концентрации и грамотным пропорциям много-атомного спирта, хороший теплоноситель не “разъедает” резиновые прокладки насосного оборудования. Отмечается полное отсутствие негативного воздействия на полипропиленовые или металлопластиковые трубы.

Российский рынок предлагает незамерзающие жидкостис огромным разнообразием марок от различных, как отечественных, так и зарубежных производителей. В простонародье “незамерзайка” встречается под наименованиями: «Теплый Дом», «Диксис», «Thermagent Eco», «Thermos Eco», «ТеплоДом» «Antifrogen N» и множество других. Как правило, антифризы имеют разный цвет, повторяя практически всю гамму радужной палитры: зеленый, синий, желтый, красный и даже розовый.

Как правильно подобрать теплоноситель для системы отопления

Как подобрать теплоноситель в систему отопления и выбрать подходящий антифриз вопрос не праздный. Конечно, лучше использовать воду, но если у вас предвидятся простои в обогреве, понадобиться антифриз. Следует учитывать, что разные составы обладают отличительными показателями по теплопроводности и теплоемкости.

Добавим к этому, тот факт, что антифриз потребует до 10 % дополнительно к мощности вашей системы, если сравнивать с простой водой. Несмотря на то, что порог кристаллизации ниже, тем не менее коэффициент температурного расширения незамерзающей жидкости немного выше, по сравнению с водой.

Учитывая совокупность параметров теплоносителя, выбирается подходящее оборудование для отопления вашего жилища. Как пример, размер расширительного бака подбирается исходя из соответствия параметрам указанным в таблице. Существует зависимость от объема теплоносителя закаченного в систему отопления.

Объем всей системы отопления в литрах	Емкость расширительного бака
Теплоноситель “THERMOS” -30 не менее литров	Теплоноситель “THERMOS” -30 не менее литров
До 50	9	12
50-80	12	18
80-115	18	24
115-160	24	35
160-230	35	50
230-350	50	80
350-550	80	100

Максимально важное значение при выборе незамерзающей жидкости, следует уделить типу Вашей системы отопления: открытая или закрытая. Актуальные параметры теплоносителя будут зависеть также от конструкции котла. Настенное исполнение потребует более “нежного” подхода в отличии от напольного.
Некоторые из рассмотренных выше антифризов не допустимы к эксплуатации в двухконтурных модификациях и подходят только для одноконтурных вариантов

В совокупности, все это влияет как на стоимость, эффективность отопления, так и в конечном итоге и на ваше здоровое самочувствие.

Способы заполнения системы теплоносителем

Вопрос заполнения, обычно, появляется только в случае организации системы закрытого типа, так как открытые контуры без проблем заполняются через расширительный бак. В него просто наливается теплоноситель, который под действием силы гравитации растекается по всем контурам

При этом важно, чтобы все воздухоотводчики были открыты

Существует несколько методик заполнения теплоносителем закрытой системы обогрева: самотеком, с погружным насосом или при помощи специального опрессовочного оборудования. Более детально остановимся на каждом из способов.

Самотеком. Этот способ закачать теплоноситель для системы отопления хоть и не требует оборудования, но уходит на него много времени. Приходится долго выжимать воздух и так же долго набирать нужное давление. Его, кстати, накачивают автомобильным насосом. Так что оборудование все-таки потребуется.

Нужно найти самую высокую точку. Обычно, это какой-то из газоотводчиков (его нужно снять). При заполнении открыть кран для спуска теплоносителя (самая низкая точка). Когда через него побежит вода, система заполнена:

Когда система заполнена (из крана для слива побежала вода), взять резиновый шланг длиной порядка 1,5 метров, прикрепить его к входу в систему.
Выбрать вход так, чтобы виден был манометр. В этой точке установить обратный клапан и шаровый кран.
К свободному концу шланга прикрепить легко снимающийся переходник для подключения автомобильного насоса.
Сняв переходник, в шланг налить теплоноситель (держать поднятым вверх).
Заполнив шланг, при помощи переходника подсоединить насос, открыть шаровый кран и насосом закачать жидкость в систему. Надо следить, чтобы не закачивался воздух.
Когда почти вся содержащаяся в шланге вода закачана, кран закрывается, операция повторяется.
На небольших системах чтобы получить 1,5 Бар, придется повторять ее 5-7 раз, с большими придется возиться дольше.

При таком способе можно шланг подключить от водопровода, можно подготовленную воду налить в бочку, поднять ее выше точки входа и так залить ее в систему. Также заливается и антифриз, но при работе с этиленгликолем потребуется респиратор, защитные резиновые перчатки и одежда. При попадании вещества на ткань или другой материал он тоже становится токсичным и подлежит уничтожению.

С помощью погружного насоса. Для создания рабочего давления теплоноситель для системы отопления можно закачивать маломощным погружным насосом:

Насос нужно подключить к самой низкой точке (не точка слива системы) через шаровый кран и обратный клапан, на точке слива системы установить шаровый кран.
Теплоноситель налить в емкость, опустить насос, включить его. В процессе работы постоянно добавлять теплоноситель — насос не должен гнать воздух.
В процессе следить за манометром. Как только его стрелка сдвинулась с нулевой отметки — система заполнена. До этого момента ручные воздухоотводчики на радиаторах могут быть открыты — через них будет выходить воздух. Как только система заполнилась, их надо закрыть.
Далее нужно поднять давление, продолжая насосом качать теплоноситель для системы отопления. Когда оно достигнет требуемой отметки, насос остановить, шаровый кран закрыть
Открыть все воздухоотводчики (на радиаторах тоже). Воздух выходит, давление падает.
Снова включить насос, докачать немного теплоносителя, пока давление не достигнет проектного значения. Снова спустить воздух.
Так повторять до тех пор, пока их воздухоотводчиков не перестанет выходить воздух.

Далее можно запустить циркуляционный насос, снова стравить воздух. Если при этом давление осталось в пределах нормы, теплоноситель для системы отопления закачан. Можно запускать ее в работу.

Насосом для опрессовки. Заполняется система так же, как и в описанном выше случае. При этом насос используется специальный. Он обычно ручной, с емкостью, в которую заливается теплоноситель для системы отопления. Из этой емкости жидкость закачивается через шланг в систему.

При заполнении системы рычаг идет более-менее легко, при подъеме давления работать уже тяжелее. Манометр есть как на насосе, так и в системе. Следить можно там, где удобнее.

Далее последовательность такая же, как описано выше: накачали до требуемого давления, спустили воздух, снова повторили. Так до тех пор, пока воздуха в системе не останется. После — тоже нужно запустить циркуляционный насос минут на пять, стравить воздух. Тоже повторить несколько раз.

Способы заполнения системы теплоносителем

При этом важно, чтобы все воздухоотводчики были открыты

Когда система заполнена (из крана для слива побежала вода), взять резиновый шланг длиной порядка 1,5 метров, прикрепить его к входу в систему.
Выбрать вход так, чтобы виден был манометр. В этой точке установить обратный клапан и шаровый кран.
К свободному концу шланга прикрепить легко снимающийся переходник для подключения автомобильного насоса.
Сняв переходник, в шланг налить теплоноситель (держать поднятым вверх).
Заполнив шланг, при помощи переходника подсоединить насос, открыть шаровый кран и насосом закачать жидкость в систему. Надо следить, чтобы не закачивался воздух.
Когда почти вся содержащаяся в шланге вода закачана, кран закрывается, операция повторяется.
На небольших системах чтобы получить 1,5 Бар, придется повторять ее 5-7 раз, с большими придется возиться дольше.

Насос нужно подключить к самой низкой точке (не точка слива системы) через шаровый кран и обратный клапан, на точке слива системы установить шаровый кран.
Теплоноситель налить в емкость, опустить насос, включить его. В процессе работы постоянно добавлять теплоноситель — насос не должен гнать воздух.
В процессе следить за манометром. Как только его стрелка сдвинулась с нулевой отметки — система заполнена. До этого момента ручные воздухоотводчики на радиаторах могут быть открыты — через них будет выходить воздух. Как только система заполнилась, их надо закрыть.
Далее нужно поднять давление, продолжая насосом качать теплоноситель для системы отопления. Когда оно достигнет требуемой отметки, насос остановить, шаровый кран закрыть
Открыть все воздухоотводчики (на радиаторах тоже). Воздух выходит, давление падает.
Снова включить насос, докачать немного теплоносителя, пока давление не достигнет проектного значения. Снова спустить воздух.
Так повторять до тех пор, пока их воздухоотводчиков не перестанет выходить воздух.

Как заполнить антифризом систему отопления закрытого типа

Для начала нужно рассчитать необходимое количество жидкости. Сделать это можно при помощи онлайн-калькулятора без особых проблем.

Разбавив антифриз до нужного состояния (таблица пропорций указывается на упаковке) можно приступать к заполнению системы. Первым делом открываем сливной кран и удаляем старый теплоноситель. Если самостоятельно он не сливается, используем циркуляционный насос. Если теплоноситель идентичен предыдущему, промывка системы не требуется. В обратном случае нужно залить в систему воду и прогнав ее в течение 30 мин циркуляционным насосом, снова слить.

Жидкость закачивается в систему при помощи циркуляционного насоса. «Воздушка» (клапан для стравливания воздуха из системы) при этом открывается. Система заполняется до тех пор, пока с «воздушки» не потечет антифриз. Сложностей в этой работе нет. Главное, чтобы в систему не попал воздух – он мешает насосу проталкивать жидкость по магистралям.

Вода или антифриз – сравнение параметров

Вода – распространенный природный элемент, повсеместно используемый в качестве теплового носителя, но из-за слишком высокой точки замерзания, ее приходится заменять в бытовом отоплении на гликолевые антифризы, имеющие в сравнении с водой следующие показатели:

Их удельная тепловая емкость на 15% ниже, чем у воды, это означает, что при одинаковом объеме гликоль накапливает на 15% меньше энергии при нагреве и соответственно меньше отдает. Следовательно, для транспортировки одинакового с водой количества тепла в единицу времени его скорость перемещения по трубопроводу должна быть больше на ту же величину.
Плотность незамерзаек чуть выше (на 5 – 10%) воды, а вязкость на 30 – 50% превышает водные показатели – это значит, что при движении жидкости по трубопроводу гидравлическое сопротивление возрастает. Если сравнивать с водным теплоносителем, циркуляционному насосу потребуется больше мощности и соответственно потребления электроэнергии для перемещения равного с водой объема антифриза.
Их тепловой коэффициент расширения на 30 – 40% больше воды, при нагреве гликолевый теплоноситель возрастает в объеме на 5%, расширение несущественно, но иногда может понадобиться гидробак чуть большего объема.
Из-за низкого поверхностного натяжения они на 50% более текучи, чем вода – это предъявляет повышенные требования к герметизации. Обычные резиновые прокладки придется менять на паронитовые, нередко случается, что внутренние прокладки радиаторов отопления не рассчитаны на работу с гликолями и придется принимать меры по устранению утечек между секциями (у современных радиаторов обычно таких проблем не бывает).

Рис. 2 Свойства антифриза в сравнении с водой

Существенный недостаток относительно дешевых незамерзаек на основе этиленгликоля – высокая опасность для здоровья человека, вещество является ядовитым со смертельной концентрацией 2 мг. на 1 кг. веса. Поэтому этиленгликоль запрещено заливать в системы с открытым накопительным баком на чердаке, контур должен быть замкнут.
Они имеют малый срок эксплуатации, рассчитанный на 10 сезонов и составляющий не более 5 лет, связано это с разложением антикоррозийных присадок в процессе работы. После этого придется сливать антифриз из системы, утилизировать (с ядовитым этиленгликолем это определенная проблема) и заливать в контур новый теплоноситель – это повлечет неоправданные финансовые расходы.
В отличие от нейтральной воды, некачественные или просроченные гликоли в определенный период разлагаются, образуя твердый осадок, забивающий фитинги и разрушающий трубопроводную арматуру.
Еще один существенный недостаток незамерзающих теплоносителей – относительно высокая стоимость, 20-литровая канистра этиленгликоля с кристаллизацией при -30º С обойдется в 15 у.е., цена такого же объема пропиленгликоля будет составлять 30 у.е.
Следует также отметить, что при эксплуатации антифризы весьма чувствительны к критическим температурам – при перегреве входящие в их состав гликоли и присадки разлагаются с образованием твердых нерастворимых осадков и кислот. Это приводит к появлению нагара на нагревательных элементах котла, соприкасающихся с тепловым носителем, металлы подвергаются разрушительной коррозии, также страдают и уплотнительные элементы. Процесс сопровождается повышенным пенообразованием, приводящем к завоздушиванию системы и нарушению ее функционирования.
Они имеют ограничения в использовании, запрещено их применение в электролизных котлах и трубопроводах из оцинкованной стали – металл подвергается усиленной коррозии с образованием нерастворимого осадка из белых хлопьев.

Рис. 3 Особенности теплоносителей на основе гликолей и их стоимость

Существенный недостаток использования антифриза – отказ многих производителей котлов для отопления в их гарантийном обслуживании, если в систему заливаются гликоли.
Единственным и главным преимуществом антифризов в сравнении водой является низкая температура замерзания, доходящая до -70º С. Даже при замерзании более высокотемпературного состава (его получают после разведения водой в определенной концентрации) вещество превращается в желеобразную массу с минимальным расширением. Поэтому, если заливать антифриз в систему отопления, целостность труб и котла гарантирована при любых природных отрицательных температурах замерзания контура.