Характеристики теплоносителей

Корректная работа отопления во многом зависит от того, насколько основные характеристики теплоносителя-термагента соответствуют особенностям отопительной системы. В первую очередь это относится к теплотехническим свойствам. Основные требования к техническим характеристикам термагентов таковы.

• Высокая теплоемкость. Рабочая жидкость должна поглощать много тепла, удерживать его и почти без потерь переносить к отопительным приборам (радиаторам).
• Низкая вязкость. Такие жидкости не дают высокой нагрузки на циркуляционный котел, легко перемещаются по трубам отопительной системы.
• Широкий температурный диапазон. Теплоноситель для отопления должен сохранять свои характеристики при сильном нагреве, иметь низкую точку замерзания.
• Химическая инертность. Это означает, что рабочая среда даже при нагреве будет нейтральной к материалам труб, радиаторов, уплотнителей и не вступает с ними в реакцию.
• Стабильный состав. Он должен сохраняться в течение всего срока эксплуатации. Например, для Thermagent стабильность состава гарантируется в течение 10 лет, то есть отопительных сезонов.

Для термагентов, которые используются в жилых домах, школах, медицинских учреждениях и т. п., очень важна безвредность для человека. В работе инженерных коммуникаций возможны непредвиденные ситуации, поэтому утечка рабочей жидкости не должна быть катастрофой для окружающей среды или угрозой для жизни людей.

Все рабочие жидкости, которые заливаются в системы отопления, делятся на две группы: воду и антифриз. Эти виды различаются по физическим характеристикам и, соответственно, рекомендуемым условиям использования.

Водный теплоноситель соответствует большинству требований к рабочей среде, которая может использоваться в системе отопления. Она безвредна, хорошо держит тепло, имеет низкую вязкость. Однако вода не всегда будет оптимальным выбором.

Недостатки водного теплоносителя. Главные минусы связаны с ее особенными физическими характеристиками.

• Значительный коэффициент расширения при замерзании. При переходе воды в твердое состояние (лед) ее объем увеличивается примерно на 10 %. Если теплоноситель из системы не слит и охладился до температуры замерзания, возможен прорыв труб и/или радиаторов. Поэтому выбирать воду следует только в тех случаях, когда объект постоянно находится под присмотром или в нем живут круглый год.
• Высокая температура замерзания. Вода замерзает при 0 °С. Поэтому для регионов с холодным климатом, где часто бывают суровые зимы, такой теплоноситель не подходит. Это особенно актуально для местностей, где возможны периодические отключения газа и/или электричества.

Высокая коррозионная активность. Вода всегда содержит некоторое количество растворенного кислорода. При ее контакте с поверхностями стальных и чугунных радиаторов начинается реакция окисления железа, в результате чего внутри образуются отложения из оксидов, плохо проводящие тепло. Отопительная система начинает работать менее эффективно, а батареи медленно разрушаются внутри.

Этиленгликолевый раствор относится к группе промышленных теплоносителей. В жилых домах и на объектах с высокими требованиями к экологической безопасности его использование запрещено. Это связано с высокой токсичностью данного вещества, которое относится к соединениям III группы опасности.

Характеристики этиленгликоля. Востребованность этиленгликолевых теплоносителей связана не только с их невысокой ценой, но и с рядом физических свойств. Среди главных плюсов использования этиленгликоля следует назвать:

• низкую температуру замерзания. Она находится в диапазоне –15…–60 °С и зависит от концентрации основного вещества;
• малый коэффициент расширения. При замерзании этиленгликоль увеличивается не более, чем на 0,3 %, что вполне допустимо даже для пластиковых труб;
• высокая температура кипения. Она выше, чем у воды, и составляет +106…+116 °С, в зависимости от концентрации основного вещества.

Дополнительный плюс термагента на основе этиленгликоля – это отсутствие монолита при отвердевании. Если вода при замерзании образует монолитный кусок льда, то этиленгликолевый антифриз превращается в кашицеобразную пластичную массу, безопасную для труб и радиаторов.

Что следует учесть при эксплуатации. Первое, на что следует обращать внимание, – это высокая токсичность. Из-за этого этиленгликоль не может применяться в жилых домах, двухконтурных и открытых системах отопления. Основная сфера применения такого теплоносителя – крупные промышленные предприятия, которым требуется в больших количествах недорогая продукция с хорошими теплотехническими характеристиками.

Для автономных систем отопления, которые устанавливаются в частных домах и загородных коттеджах, хорошим выбором будет термагент на основе пропиленгликоля. Он дороже, чем этиленгликоль, и нетоксичен.

Характеристики теплоносителя на пропиленгликоле. Важнейшим теплофизическим параметром такого раствора является то, что температура замерзания зависит от концентрации основного вещества. Зависимость является нелинейной: при 58 % пропиленгликоля раствор замерзает при –70 °С. С дальнейшим увеличением концентрации температура замерзания не снижается, а даже немного растет, достигая –60 °С при 98 %. Среди других существенных теплотехнических характеристик следует отметить:

• несколько бóльшую плотность, чем у воды, в пределах 1,03–1,05 кг/м³, в зависимости от концентрации пропиленгликоля;
• меньшую удельную теплоемкость – 3,98 кДж/(кг·°К) против 4,218 для чистой воды.

Так как пропиленгликоль вступает в активную реакцию с цинком, его недопустимо заливать в отопительные системы, имеющие оцинкованные детали.

Как выбрать пропиленгликолевый термагент. При подборе продукции для залива в отопительную систему следует обратить внимание на известные и проверенные бренды, такие как Thermagent. В производстве такой продукции используется технология OAT – Organic Acid Technology. Антифриз Thermagent ЭКО содержит 5 % карбоксилатных присадок, благодаря которым:

• защищает черные и цветные металлы от коррозионного воздействия;
• образует тончайшую защитную пленку (1 мкм) только на очагах коррозии;
• сохраняет низкую вязкость при отрицательных температурах.

К другим особым характеристикам антифризов Thermagent ЭКО относятся устойчивость к вспениванию и стабильность. Продукция рассчитана на 10 отопительных сезонов, то есть в течение этого времени ее исходный состав не меняется. Карбоксилатные присадки придают термагенту смазывающие свойства, благодаря чему на внутренней поверхности труб и радиаторов не образуются твердые отложения.

Преимущества термагента, который был выбран с учетом соответствия его характеристик условиям эксплуатации отопительной системы, будут очевидны по сравнению с обычной водой. Заводской теплоноситель на пропиленгликоле, такой как Thermagent ЭКО:

• смазывает внутренние поверхности радиаторов и труб, защищает их от образования ржавчины и твердых отложений;
• остается жидким, если температура снизилась до –30 °С, а при замерзании образует гелеобразную массу, а не монолит;
• объем при замерзании увеличивается всего на 0,1 % для пропиленгликоля и 1,5–2,0 % для этиленгликоля.

Технические и физические характеристики теплоносителей обязательно учитываются при проектировании и расчете отопительных систем, а также при замене одного рабочего вещества другим. Если предстоит заменить воду на антифриз, то для сохранения той же температуры в помещениях необходимо будет повысить температуру нагрева или увеличить количество секций в радиаторах. Для решения возникших проблем рекомендуется обратиться к специалистам.