Преимущества и недостатки незамерзающей жидкости для системы отопления. выбор грамотной незамерзайки

Незамерзайка для системы отопления частного дома

Незамерзайка для системы отопления частного дома DIXIS-65 с этиленгликолем

Перед нами концентрированный водный антифриз на основе моноэтиленгликоля. Производитель не забыл добавить уникальные присадки с которыми антифриз приобрел термостабилизирующие, антипенные, антиокислительные свойства и способность защищать систему от коррозии.

Кроме того, существенно возросла инертность жидкости к уплотнительным материалам. Состав полностью готов к использованию и не требует разведения водой. Впрочем, производитель разрешает двоякое применение: без разбавления и в разбавленном виде.

Среди явных преимуществ незамерзайки перед конкурентами отмечу длительный срок службы, – жидкость может работать до 10 лет (!). Продукт характеризуется высокой морозостойкостью, работает на удаление отложений на внутренних поверхностях труб. Антифриз не вызывает деградации паронитовых, резиновых, тефлоновых уплотнителей.

Диапазон рабочих температур у незамерзающей жидкости просто шикарен – от -65 до +95 градусов. Кристаллизация начнется при -66 градусах, кипение – от 111 градусов. Объем – канистра 20 л. У этой незамерзайки для системы отопления частного дома цена от 1.8 т.р.

Плюсы:

пожаробезопасен;
эффективный комплекс присадок;
широкий диапазон рабочих температур;
длительный срок службы – 10 лет.

Минусов нет.

Незамерзающая жидкость для системы DIXIS TOP на пропиленгликоле

Это безопасная незамерзайка на основе пропиленгликоля, что выгодно отличает ее от традиционных аналогов на основе этиленгликоля по токсикологическим свойствам. Состав предназначен для использования в качестве рабочей жидкости в теплообменных системах промышленности и жилых домов. Он успешно исключает «размораживание» при действии отрицательных температур.

Комплекс присадок защищает оборудование от развития микроорганизмов, образования коррозии. Жидкость совместима с металлопластиковыми, пластиковыми трубами и уплотнителями, работает в двухконтурных котлах, в открытых системах, позволяет проводить пуско-наладку при отрицательных температурах. Кристаллизация начинается от -31 градуса, замерзание – при -40 градусах.

Благодаря тому, что антифриз приготовлен на основе пищевого пропиленгликоля, он может спокойно использоваться даже в системах пищевой промышленности, не говоря уже о жилых домах. Препарат выдает отличную морозостойкость и не допускает разрушение элементов теплообменных систем при замерзании, коррозию чугуна, стали, латуни, алюминия и припоя. Плюс, предотвращает накопление накипи и в принципе не допускает ее образование. Объем – канистра 20 кг. Цена – от 1.9 т.р.

Плюсы:

исключает разрушение системы;
пожаробезопасен;
выгодная стоимость;
100% выходной контроль качества;
полный комплект присадок.

Минусы:

не подходит для суровых якутских зим.

Незамерзающая жидкость в систему отопления дома Антифриз Thermotrust

Антифриз Thermotrust применяется в виде водных растворов или в исходном варианте. Его можно спокойно запускать в автономные системы отопления жилых домов для предотвращения размораживания на фоне низких температур. Пакет присадок оптимально сбалансирован и дает защиту от микроорганизмов, коррозии, накипи.

Состав инертен к уплотнительным материалам, содержит термостабилизирующие, антиокислительные, антипенные компоненты. Не разрушает чугун, сталь, медь, алюминий, латунь и припой, совместим с металлопластиковыми и пластиковыми трубами.

Основа жидкости – моноэтиленгликоль, она однородная, красного цвета, не содержит механических примесей. В районах с умеренным климатом ее можно разбавлять водой, в районах Крайнего Севера применяется в чистом виде. Температура кристаллизации -66 градусов, температура кипения 111 градусов. Цена канистры 20 л – от 1.8 т.р.

Плюсы:

высокая морозостойкость;
блокирует деградацию элементов теплообменных систем при замерзании;
работает в диапазоне -65 – +90 градусов;
разбавляется простой водопроводной водой;
сделан на основе качественного сырья;
срок эксплуатации 5 лет.

Минусы:

не работает с оцинкованными системами и котлами электродного типа.

Сравнение воды и незамерзаек

Заполнение системы отопления водой – наиболее популярный способ по следующим причинам:

Вода – общедоступный и бюджетный вид теплового носителя, она является природным источником, поэтому ее применение экологично и безопасно.
Наивысшая теплоемкость воды в 4200 Дж/кг∙К приводит к тому, что она долго подогревается и отдает тепловую энергию. Данное свойство позволяет транспортировать ее на большие расстояния с низкими потерями тепловой энергии.
В сравнении с иными теплоносящими жидкостями, вязкость воды в 1,006 м2/с∙10-6 при 20 °С является самой низкой и падает с увеличением температуры нагрева. Указанный фактор приводит к снижению гидравлического сопротивления при ее перемещении по трубопроводу и соответственно к увеличению КПД отопления.
Температурный коэффициент линейного расширения воды довольно низок, относительно температуры 0 °С при +80 °С она повышается в объеме всего лишь на 2,8%.
Вода нейтральна по химсоставу и не оказывает разрушающего действия на широко применяемые в бытовых коммуникациях трубопроводы из термопластов – обычного, сшитого, термостойкого полиэтилена, полипропилена или их разновидностей с алюминиевой оболочкой – металлопластов.
К недостаткам воды относят коррозионное влияние на металлы и присутствие в составе солей, которые при нагревании образует накипь, снижающую КПД оборудования и приводящую к засорам, выходу из строя теплопередающих элементов (ТЭНов). Чтобы избежать негативного воздействия накипи, вместо обычной контур заполняют дистиллированной водой.
Главный недостаток воды, при котором вместо нее производят залив антифриза в систему отопления дома – ее высокая температура кристаллизации в 0 °С. При сильном охлаждении водной среды образуется лед с малой плотностью, вырастающий в объеме приблизительно на 10%. Это приводит к разрыву замерзших со льдом труб, теплообменных батарей, узлов котельного оборудования.

Рис. 4 Температуры кристаллизации водных растворов незамерзающих жидкостей

Чтобы избежать замерзания воды при аварийных ситуациях, в нее добавляют антифризы, имеющие следующие отличительные особенности:

Незамерзайки обладают на 10% более низкой тепловой емкостью, поэтому их применение приводит к снижению КПД обогрева.
Вязкость антифризов 5 – 7 раз больше водной, это означает, что для их проталкивания по трубам понадобится большая мощность электронасоса, а гидравлическое сопротивление возрастет.
Незамерзайки обладают более высокой текучестью, чем вода, поэтому при их эксплуатации может понадобиться замена прокладок или уплотнений на стыках трубопроводов и подключенной арматуры другими более плотными материалами.
Тепловое расширение гликолей в 1,5 раза выше воды, поэтому может понадобиться гидроаккумулятор с большей рабочей емкостью камеры.
Заводские незамерзайки обычно рассчитаны на 5 лет (сезонов отопления), после чего их состав подвержен разложению с выпадением осадка. Если вовремя не произошла замена теплоносителя в системе отопления (время утилизации определяют по изменению цветовой окраски гликоля), в контуре вместе с трубами, котлом и батареями может появиться труднорастворимый осадок.
Большинство гликолей функционируют до +115 °С, однако рабочую температуру не рекомендуется повышать более +70 °С. От перегревания их состав распадается с образованием труднорастворимого осадка.
Существенное преимущество гликолей относительно воды – отсутствие расширения материала при кристаллизации, препарат превращается в подвижную шугу прежнего объема, которая при нагревании снова переходит в жидкое состояние.
В состав многих антифризов входят присадки, понижающие вспенивание и их коррозионную активность – это существенно уменьшает количество ржавчины при нахождении их в магистралях с металлическими трубами и арматурой.
После слива отработанных незамерзаек одна из проблем – их утилизация.
Один из главных недостатков антифризов – отказ в обслуживании по гарантии многими фирмами-производителями котлов при заливке в их оборудование любого вида незамерзаек.

Рис. 5 Таблица зависимости температуры кристаллизации от концентрации этиленового гликоля

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.

Рис. 4 Антифриз в системе отопления частного дома – инструкция

Виды и особенности антифриза

Антифризы классифицируются по типу основы:

пропиленгликолевые;
этиленгликолевые;
растворы на основе спирта и глицерина.

Разновидности отличаются между собой физико-техническими характеристиками

Выбирая одну из них, следует принять во внимание особенности системы отопления и условия, в которых она функционирует. Для заполнения систем производят специальные составы. Автомобильные антифризы, например тосол, для отопления не подходят

Они содержат массу токсичных веществ и негативно воздействуют на резиновые и металлические элементы магистрали, служат 1, максимум 2 года

Автомобильные антифризы, например тосол, для отопления не подходят. Они содержат массу токсичных веществ и негативно воздействуют на резиновые и металлические элементы магистрали, служат 1, максимум 2 года.

Пропиленгликолевые

Главное положительное свойство пропиленгликолевого состава – безвредность. Он не токсичен, может использоваться в открытых системах отопления и двухконтурных котлах, где осуществляется подогрев воды для водоснабжения. Даже при утечке пропиленгликоля в воду значительный вред здоровью не будет нанесен.

Технические свойства пропиленгликолевых антифризов также хороши. Они не оказывают агрессивного воздействия на внутреннюю поверхность элементов системы.

Недостатки тоже имеются:

высокая вязкость, которая в два раза превышает по значению вязкость этиленгликоля;
взаимодействие с цинком: происходит реакция с образованием белых нерастворимых хлопьев, металл разрушается;
высокая стоимость.

Этиленгликолевые

Этиленгликолевые составы высокотоксичны. Это их главный недостаток. Об опасности этиленгликоля сигнализирует красный или желтый цвет жидкости. Благодаря яркой окраске легче обнаружить утечку теплоносителя. Он может нанести вред при попадании в легкие или на кожу. Смертельная концентрация при употреблении внутрь – 2 мг на 1 кг веса. В связи с этим утилизация антифриза этого типа составляет определенную проблему. В целях безопасности этиленгликолевый теплоноситель используют только в одноконтурных системах, где нет риска попадания в контур водоснабжения. Технические свойства этиленгликоля позволяют использовать жидкости на его основе при температурах до –65°C.

В некоторых странах этиленгликолевый теплоноситель запрещен к использованию.

Растворы на основе спирта и глицерина

По поводу глицериновых теплоносителей сложилось неоднозначное мнение. Одни говорят о том, что глицерин – лучший бытовой антифриз для отопительной системы, другие указывают на множество его недостатков:

высокая вязкость вещества, из-за которой ускоряется износ оборудования – чтобы компенсировать высокую вязкость глицерина, состав разбавляют спиртом;
более высокая плотность по сравнению с другими антифризами;
превращение в яд при температуре выше 90°C;
риск вспенивания;
сравнительно низкая теплоемкость;
химическое взаимодействие с резиной и пластмассой;
после выпаривания воды становится твёрдым или желеобразным.

Однако у глицериновых теплоносителей много положительных свойств:

пожаро- и взрывобезопасность;
экологичность;
химическая инертность к цинку;
широкий разброс рабочих температур: от –30°C до 105°C;
низкая стоимость;
долгий срок службы – 10 лет;
не расширяются при замораживании.

Глицериновые составы производят согласно ТУ, и это еще один недостаток, потому что производители сами устанавливают стандарты.

Можно также использовать в качестве теплоносителя растворы с содержанием 40-55% этилового спирта. Они экологичны, кристаллизуются при –30°C. Однако их применение ограничено герметичными закрытыми системами, потому что они отличаются повышенной летучестью. Температура кипения – 90°C, что является минимальным показателем среди всех типов теплоносителей.

Свойства и особенности применения антифризов в системах отопления

Для частных теплосистем в продаже можно найти два вида незамерзаек: водные растворы этиленгликоля и пропиленгликоля. Гликоли, в отличие от воды, при понижении температуры переходят в твёрдую фазу постепенно: диапазон от температуры начала кристаллизации до полного застывания составляет 10-15 °С. В этом диапазоне жидкость постепенно густеет, превращается в гелеобразную “шугу”, но при этом не увеличивается в объёме. Гликоли продаются в двух «форматах»:

Концентрат с температурой начала кристаллизации -65 °С. Предполагается, что покупатель сам разбавит его умягченной водой до необходимых параметров. В виде концентрата продаются только этиленгликолевые антифризы.
Готовые к применению растворы с температурой замерзания -30 °С.

Домовладелец может для экономии концентрата ещё разбавить его, чтобы получить температуру замерзания -20 или -15 °С. Не следует разбавлять незамерзайку более, чем на 50% – это снижает её защитные свойства.

В состав всех незамерзающих жидкостей входят добавки-присадки. Их назначение:

защита металлических элементов системы от коррозии;
растворение накипи и осадков;
защита от разрушения резиновых уплотнителей;
защита от пенообразования.

У каждой марки антифриза собственный набор присадок, универсального состава не существует. Поэтому при выборе незамерзайки следует ознакомиться с видами добавок и их назначением.

Антифриз в системе отопления дома очень восприимчив к перегреву: при превышении критической температуры (у каждой марки она своя) этиленгликоль и присадки разлагаются, образуя кислоты и твёрдые осадки. На нагревательных элементах котлов появляется нагар, разрушаются уплотнительные элементы, начинается интенсивная коррозия. При перегреве и разрушении присадок начинается пенообразование, а оно ведёт к завоздушиванию системы. По этим причинам производители отопительных котлов настоятельно рекомендуют не использовать в системе антифризы, особенно этиленгликолевые.

Также нельзя использовать оцинкованные трубы: незамерзайка разъедает цинковое покрытие, образуются белые хлопья – нерастворимый осадок.

Заполнение системы отопления антифризом происходит через расширительный бак. Каждые 4-5 лет теплоноситель следует менять.

Антифриз на основе этиленгликоля

Этиленгликолевые антифризы более распространены из-за сравнительной дешевизны. Однако этиленгликоль – очень токсичное вещество даже в разбавленном виде, поэтому незамерзающие жидкости на его основе категорически запрещено использовать в открытых отопительных системах, где яд испаряется из расширительного бачка в окружающее пространство, и в двухконтурных системах, где этиленгликоль может попасть в водоразборники для горячей воды.

Антифриз на основе пропиленгликоля

Это новое и более дорогое поколение антифризов. Они совершенно безвредны, а пищевой пропиленгликоль даже используется в кондитерских продуктах под видом пищевой добавки Е1520. Незамерзайки на пропиленгликоле менее агрессивны к металлическим и уплотнительным элементам. Благодаря своей безвредности они рекомендованы к применению в двухконтурных системах.

Можно ли заливать тосол в отопительную систему

Автомобильный антифриз тосол производится на основе этиленгликоля, однако он не предназначен для отопительных систем. Его присадки рассчитаны на условия эксплуатации автомобильных двигателей, и действуют разрушающе на элементы системы отопления.

Переходить с воды на антифриз для систем отопления дома приходится из-за угрозы длительных отключений электроэнергии, что актуально для районов, удалённых от больших городов. Альтернативой является наличие в доме резервных источников электропитания, а также применение твердотопливных котлов (работающих на дровах, угле, пеллетах). Но если переход на незамерзайку неизбежен, то проектирование и монтаж такой системы лучше доверить профессионалам, чтобы не повредить дорогостоящее оборудование.

Виды антифризов для отопления

Наиболее распространены три типа веществ-антифризов:

на основе этиленгликолей;
пропиленгликолей;
антифризы на глицериновой основе.

Применение этих веществ, связано с выполнением в системах общих дополнительных требований, в том числе и по каждому типу антифризов. Должны быть детально учтены их частные особенности.

Например, использование антифризов запрещено производителям в настенных котлах, нежелательно в системах с открытым расширительным баком, а этиленгликоли тут просто нельзя применять вовсе. Также они запрещены в двухконтурных котлах, где велика вероятность попадания носителя из отопительного контура в контур ГВС. Причина в высокой токсичности этиленгликоля и его паров. Для взрослого человека доза этого вещества около 350 мг может оказаться смертельной.

Почти такими же физическими и температурными свойствами обладают, безопасные для человека, антифризы полипропиленгликолевые, из которых самые безвредные, т. н. пищевые виды. Но их стоимость значительно выше, чем этиленгликолей. Если последние уже давно производятся отечественной промышленностью, то выпуск пропиленгликолей ведётся только за рубежом, что и оказывает существенное влияние на их стоимость.

Тем не менее, представленные на рынке антифризы имеют различные составы, различающиеся:

пакетами присадок;
физическими свойствами;
диапазонами рабочих температур;
ценой.

Выбирая антифриз в качестве теплоносителя, нужно с осторожностью подходить к применению элементов системы, имеющих внутреннюю оцинкованную поверхность, например, трубы с таким покрытием. При работе подобных элементов в диапазоне температур от 70 градусов по Цельсию и выше, начинается необратимый процесс отслаивания внутреннего покрытия

Возникает угроза попадания фрагментов на нагреватели котла и ослабления действия антикоррозионных присадок теплоносителя. Такая угроза сохраняется и при температурах, менее указанного диапазона. Вступая в реакцию с оцинкованными поверхностями, теплоноситель теряет антикоррозионные свойства, повышается температура замерзания

При работе подобных элементов в диапазоне температур от 70 градусов по Цельсию и выше, начинается необратимый процесс отслаивания внутреннего покрытия. Возникает угроза попадания фрагментов на нагреватели котла и ослабления действия антикоррозионных присадок теплоносителя. Такая угроза сохраняется и при температурах, менее указанного диапазона. Вступая в реакцию с оцинкованными поверхностями, теплоноситель теряет антикоррозионные свойства, повышается температура замерзания.

Потеря антикоррозионных свойств увеличивает в двадцать раз скорость образования ржавчины, которая, являясь теплоизолятором, резко уменьшает теплообмен в системе отопления. Происходит «зарастание» отслоившимися частицами ржавчины каналов, что снижает скорость потока носителя и уменьшает эффективность отопления, увеличивая непродуктивные расходы. Дальнейшее нарастание процесса чревато выходом из строя циркуляционного насоса и отопительного котла.

В то же время, расчётное время защитного действия пакета присадок составляет до 10 лет. Их набор очень важен в составе антифризов, т.к. содержит целый ряд дополнительных веществ, снижающих или полностью нивелирующих агрессивное воздействие этиленгликоля и других гликолей на все материалы и сплавы, применяемые в приборах системы отопления. Действие присадок позволяет защитить и продлить время безаварийной работы не только металлических частей отопления, но и полимеров

Поэтому так важно правильно выбирать соответствие состава теплоносителя материалам элементов, из которых построена система отопления