ТЕПЛОНОСИТЕЛИ
Преимущества и недостатки различных видов.
Почему нужно выбирать теплоноситель на основе пропиленгликоля.
! Характеристики теплоносителя зависят от характеристик основного вещества, на основе которого он изготовлен.
ВОДА КАК ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ
| Преимущества | Недостатки |
|
Нетоксичное и экологически чистое вещество.
Не пожароопасна.
Обладает высокой теплоемкостью.
Легко циркулирует по системе отопления.
Самая доступная жидкость для заливки в систему отопления.
Низкая стоимость/условная бесплатность.
|
Вода как теплоноситель может быть использована только если вы постоянно проживаете в доме в отапливаемый период, если есть возможность быстро слить воду и есть ее запас. Т.е. нужна постоянная работа системы отопления. Система отопления с водой осложняет сезонное использование дачи или дома.
Находится под высокими аварийными рисками при отключении электроэнергии, перебоях в снабжении топливом или неполадках в самой системе отопления.
Вода замерзает в системе при температуре ниже 0°С, что не позволяет, во-первых, повторно запустить систему и, однозначно, выводит ее из строя, так как при переходе в твердую фазу объем воды увеличивается на 9%. В считанные дни и даже часы элементы системы отопления (котел, трубы, батареи, расширительный бак, циркуляционный насос) будут разорваны.
Для восстановления потребуется перерыв (возможно длительный), в работе системы для определения объема ущерба; демонтажа поврежденных частей; закупки, доставки новых элементов и самого проведения ремонтных работ. И, вполне вероятно, потребуется обновить отделку дома.
В качестве страховочного варианта владелец часто идет на дополнительные траты и дополняет систему аккумуляторным источником бесперебойного питания, резервным котлом отопления.
Коррозия отопительной системы (труб и нагревательных приборов).
Ржавчина снижает теплопроводность (уменьшается сечение труб, замедляется поток) и эксплуатационный срок оборудования (возникают протечки, засоряется/заклинивается циркуляционный насос и каналы теплообменника). Не выручает стойкая к коррозии оцинковка, так как при температурах выше 700С цинковое покрытие отслаивается и оседает на нагревательных элементах котла. Вследствие этого сами трубы тоже начинают корродировать.
Если во избежание размораживания системы отопления воду сливают, коррозионные процессы в системе, заполненной воздухом, идут еще быстрее, чем в воде.
Содержащийся в воде кислород окисляет элементы системы отопления. Поэтому придется потратиться на трубы и радиаторы с дополнительным слоем/покрытием, препятствующим проникновению в их структуру кислорода.
Необходимость изменения химического состава воды перед использованием для отопления. Использовать воду, просто забирая ее из источника водоснабжения, не стоит.
Природная вода характеризуется таким показателем, как жесткость. При температуре воды выше 80°С начинается интенсивное разложение карбонатных солей и отложение накипи на стенках теплогенератора и труб, что является причиной ухудшения теплоотдачи и выхода из строя нагревательных элементов из-за их перегрева.
Отложение накипи на внутренних поверхностях радиаторов, труб, гребенок и других частей системы, значительно снижает теплоотдачу, а значит эффективность системы отопления. Отложение же накипи в теплообменнике чревато выходом из строя котла.
Биообразования в системах водоснабжения/отопления.
Это скопления органических и неорганических соединений и микроорганизмов (бактерии, плесневые грибы, водоросли и простейшие). Чем больше срок эксплуатации и больше объем воды в системе, тем больше и разнообразнее эти образования. Они отрицательно влияют на теплообмен. Завоздушивание радиаторов и труб.
Корректировка удельного электрического сопротивления воды в течение отопительного сезона.
|
|
В системе отопления с водой-теплоносителем практикуется/требуется проведение ежегодного слива воды и последующая ее замена, промывка системы специальными реагентами и ремонт котла. При нарушении условий применения теплоносителя-воды приходится еще чаще промывать контур от отложений и менять воду.
|
|
В наше время все чаще в качестве теплоносителей используются антифризы.
Антифризы – это низкозамерзающие жидкости, применяемые для охлаждения двигателей внутреннего сгорания и различных установок (в том числе систем отопления), работающих при температурах ниже 0°С. Они значительно потеснили на рынке все остальные виды теплоносителей, ввиду того, что исключают размораживание системы и обеспечивают ее работу в гибком режиме, позволяют проводить пуско-наладочные работы в любое время года.
ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ НА ОСНОВЕ ГЛИЦЕРИНА
| Преимущества | Недостатки |
|
Экологически и токсикологически безопасен.
Не опасен даже при длительном вдыхании паров и не вызывает острого отравления при случайном попадании внутрь (проглатывании). * В отличие от гликолевых теплоносителей, инертен по отношению к оцинкованным деталям. ** Дешевле теплоносителя на основе пропиленгликоля. **** |
За счёт большей плотности масса глицеринового теплоносителя для заполнения системы одинакового объёма будет больше, чем масса гликолевого теплоносителя, что создаст дополнительную нагрузку на оборудование. Это необходимо учитывать при разработке проекта. Кинематическая и динамическая вязкость глицериновых растворов, особенно при низких температурах, выше, чем гликолевых растворов, что замедляет распространение тепла и увеличивает затраты энергии, ускоряет износ некоторых деталей отопительной системы: таких как помпы и циркуляционные насосы. *** При одинаковой температуре замерзания глицериновый теплоноситель содержит больше органического компонента (глицерина) и меньше воды, чем гликолевые (пропиленгликоль, этиленгликоль). Это приводит к дополнительному повышению плотности и вязкости, к снижению теплоёмкости. Глицерин термически неустойчив: Следует обратить внимание, что в особенно холодные периоды для всех приборов отопления в жилых помещениях ставят максимально допустимые значения. На подаче это – от 95 до 105 °С, а на обратке – 65-75 °С. Такие температурные режимы предусмотрены во многих моделях популярных котлов. Т.е. риск нагрева глицерина до состояния распада в период суровых морозов абсолютно реален. Продукты разложения коррозионно агрессивны. При их полимеризации образуются отложения на стенках отопительной системы, ухудшающие теплоотвод и забивающие систему. За этим следует перегрев и прогорание стенок котлов (отопительной системы), а также вызывает необходимость частой очистки стенок от отложений. Продукты разложения при длительном нагреве, взаимодействуя с материалами систем отопления, дополнительно могут образовывать высокотоксичные и опасные соединения. При использовании в качестве теплоносителей водных растворов глицерина для использования подходят не все виды прокладок, пластмасс, неполярная резина т.к. глицерин их растворяет. Глицерин имеет высокую температуру замерзания. При полном выкипании воды из теплоносителя основа (глицерин) замерзает при + 17°С, а, нередко, и при +20 °С. Глицерин сильно пенится, по этой причине ухудшается отвод тепла, повышается риск завоздушивания системы/образования воздушных пробок и потери тепла. У теплоносителя на основе глицерина меньшая теплоемкость в отличие от других антифризов. Расход топлива для работы системы с ним будет выше. |
|
При решении о покупке теплоносителя на основе глицерина внимательно изучите инструкцию по эксплуатации оборудования вашей системы – имеется ли в ней разрешение на использование такой теплоносителя.
Обратите внимание, что производители оборудования предусматривают показатели в несколько раз ниже тех, которые присутствуют в теплоносителе на основе глицерина.
Ни на одном важном и крупном объекте применение глицерина в системах отопления и охлаждения, существующими нормами не предусмотрено.
Не существует государственных стандартов (ГОСТ, ГОСТ Р), устанавливающих требования к антифризам/теплоносителям на основе глицерина. Такие теплоносители выпускаются по техническим условиям, в которых показатели качества продукции установлены отдельными фирмами-производителями.
Под маркой теплоносителей на основе глицерина существуют и смешанные теплоносители, содержащие наряду с глицерином пропиленгликоль. |
|
* – Теплоноситель, не бывший в эксплуатации, к тому же не содержащий дополнительных компонентов, кроме глицерина, воды и пакета присадок.
** – Теплоноситель, исключительно на основе глицерина, без добавок.
*** – Вязкость глицериновых антифризов можно уменьшить разбавлением алифатическими спиртами – метанолом, этанолом и пропанолом.
Самый опасный – метанол: сильный (преимущественно нервный и сосудистый) яд с резко выраженным кумулятивным действием. Температура кипения метанола 64,7°С, этанола 78,3°С, пропанола 97,2°С. В условиях эксплуатации они будут интенсивно испаряться, ухудшая свойства антифриза, создавая угрозу возгорания и отравления. Кроме того, добавка спиртов в антифриз может привести к разрушению уплотнительных материалов (резины, полимеров).
**** Стоит обратить внимание, что значительная разница в цене гликолевого и глицеринового теплоносителя должна насторожить покупателя потому, что сам глицерин дешев, но присадки для него значительно дороже.
***** Акролеин является сильно ядовитым веществом, обладает крайне неприятным запахом и слезоточивым эффектом. Его предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе составляет всего 0,03 мг/м³
Самыми надежными и проверенными являются теплоносители на основе гликолей.
ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ НА ОСНОВЕ ЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ
| Преимущества | Недостатки |
|
Страхует систему от размораживания.
Хорошие теплофизические свойства. Низкие показатели отложения солей и накипи. Средняя стоимость. |
Этиленгликоль токсичен, обладает наркотическим действием. Степень вреда, которую этиленгликоль наносит человеку, зависит от количества вещества, пути воздействия и индивидуального состояния организма. О токсичности этиленгликоля известно с 30-х годов прошлого века, когда начинались массовые отравления при использовании его в качестве растворителя в косметике. Специалисты называют разные цифры смертельной дозы этиленгликоля при попадании внутрь: 5 мг на кг веса тела; 50–500 мг на человека. Смертность при остром отравлении высока – более 50 %. Особо стоит помнить, что этиленгликоль не имеет неприятного запаха и обладает сладковатым вкусом, что представляет повышенную опасность для детей и животных в случае протечек теплоносителя из системы. При попадании этиленгликоля внутрь происходит хроническое отравление с поражением жизненно важных органов (сосуды, почки, нервная система). Требуется незамедлительное обращение к врачу при обязательном оказании доврачебной помощи. При попадании его на кожу необходимо незамедлительное обильное смывание проточной водой с моющим средством т.к. этиленгликоль быстро всасывается в организм. Загрязненную одежду необходимо незамедлительно снять. Этиленгликоль способен проникать в организм и при вдыхании: т. е. даже испарения теплоносителя вредны. Пары особенно опасны при длительном вдыхании. Первые признаки отравления – подавленное настроение, вялость. Нередко возникают аллергические реакции. При длительном воздействии возможны: хроническое отравление с поражением жизненно важных органов (сосуды, почки, нервная система), нарушение менструального цикла у женщин, импотенция у мужчин.
Ввиду вышесказанного нельзя применять этиленгликолевый теплоноситель:
- в открытых системах – испарения распространятся в помещении. Открытый бак с теплоносителем на проветриваемом чердаке незначительно уменьшает риски отравления;
- в двухконтурных котлах может произойти подмешивание этиленгликолевого теплоносителя в горячую воду.
Другим фактором, влияющим на необходимость использования антифриза на этиленгликоле в закрытых системах является то, что этиленгликоль окисляется при контакте с атмосферным воздухом и процесс окисления ускоряется при повышении температуры - примерно вдвое на каждые 10°С. Продукты окисления этиленгликоля - гликолаты разрушают антикоррозионные присадки и приводят к усилению коррозии. При обращении с продуктом следует исключить его проливание в помещении, на грунт.
На земле, где разлит такой антифриз, ничего не растет несколько лет. Загрязненный грунт в местах нахождения людей и животных подлежит выемке.
При разливе в жилом доме доски пола, плитка, утеплитель, пропитанные этиленгликолевым теплоносителем, подлежат обязательной замене.
Отработанный теплоноситель на основе этиленгликоля надлежит собирать и отправлять на переработку.
Емкости, насос и шланг, использованные для работы с этиленгликолевым теплоносителем, (допустим при заливке и т.п.) подлежат утилизации или используются, после тщательной промывки, только в технических целях.
При полном испарении (выкипании) воды из состава теплоносителя и последующем охлаждении этиленгликоль замерзает при температуре -13°С. И это уже аварийная ситуация для системы отопления.
Имеет высокую вязкость при низких температурах.
|
|
Теплоносители на основе этиленгликоля рекомендуется применять в закрытых одноконтурных системах отопления, с закрытым расширительным баком, для обогрева нежилых помещений, т.е. на объектах и в системах, надежно изолированных от жизнедеятельности человека и животных, птиц.
Открытый бак с теплоносителем на проветриваемом чердаке незначительно уменьшает риски отравления.
В целях безопасности требуется постоянный и повышенный контроль над системой.
|
|
Теплоноситель-антифриз, или антифриз для автомобилей?
Функционально в теплообменных системах может применяться и автомобильный антифриз, что часто практиковалось в России в связи с недостаточным наличием бытовых теплоносителей-антифризов. Использование автомобильных жидкостей (антифризов или Тосолов) в системах возможно, если они изготовлены по технологии, предполагающей использование жидкости для охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а также в качестве рабочей жидкости в теплообменных аппаратах, эксплуатируемых при низких и умеренных температурах.
Пакеты присадок обычных автомобильных Тосолов и антифризов не рассчитаны на длительную и интенсивную эксплуатацию в бытовых системах отопления. В некоторых случаях присадки, содержащиеся в современных автожидкостях и рассчитанные на сплавы автомобильного двигателя, могут не сочетаться с материалами систем отопления.
Следует также помнить, что автомобильным антифризам присущи все экологические минусы теплоносителей на основе этиленгликоля.
Кроме этого, в присадки автомобильных антифризов зачастую входят токсичные вещества, которые могут представлять опасность для человека и животных.
ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ "Комфорт" НА ОСНОВЕ ПРОПИЛЕНГЛИКОЛЯ
| Преимущества | Недостатки |
|
Безусловно страхует систему от разрыва. Агрегатное состояние в нерабочем состоянии при низких температурах – жидкое (кашеобразное). В отличие от воды теплоноситель замерзает постепенно: в процессе охлаждения в жидкости начинают образовываться кристаллы. Затем, при дальнейшем охлаждении жидкости, кристаллов в ней становится все больше и больше (образуется так называемая шуга), и, наконец, при некоторой более низкой конечной температуре эта шуга затвердевает (Т25 –57 °С, Т40 –65 °С)*. Объем при полном замерзании увеличивается всего на 0,1 % Постепенное замерзание также дает возможность лишнему объему уйти из наиболее опасных мест. При прогреве/запуске системы продукт снова переходит в жидкое состояние, не утратив своих свойств. Сливать теплоноситель из системы в зимнее время не требуется и систему можно эксплуатировать как постоянно, так и в прерывистом/периодическом режиме без опасений его замерзания и последующего повреждения труб и оборудования. Пропиленгликолевый теплоноситель практически единственный продукт такого назначения, когда при полном испарении/выкипании воды и последующем охлаждении, пропиленгликоль не замерзает до –60 °С. Экологически и токсикологически безопасен. Обеспечивает наивысший, после воды, уровень безопасности. Его показатели в несколько раз превосходят показатели этиленгликолевого теплоносителя. Так, показатель острой токсичности этиленгликоля: ЛД50 – 4 700 мг/кг. Показатель острой токсичности пропиленгликоля: ЛД50 – 20 000-30 000 мг/кг. Не вызывает острого отравления при случайном попадании внутрь (проглатывании). Не повреждает глаза и кожу. Не опасен даже при длительном вдыхании паров. При разливе не требуется замена пола, плитки, утеплителя, достаточно собрать теплоноситель ветошью, опилками, песком или мокрой тряпкой, а загрязненную поверхность промыть водой. Некоррозионноактивен. Совмещается со всеми конструкционными материалами систем. Накипи не образует. Обладает бактерицидными и стерилизующими свойствами. Предотвращает появление очагов плесени, грибка, бактерий, водорослей. Пропиленгликоль способствует удалению любых отложений с внутренних поверхностей теплообменного оборудования. Использование теплоносителя на основе пропиленгликоля исключает появление паровых пробок и уменьшает явление кавитации (физический процесс образования пузырьков в жидких средах, когда присутствующие в жидкости газы при снижении давления начинают преобразовываться в «пузыри». Двигаясь по жидкости, соприкасаясь со стенками, пузыри взрываются и наносят микроудары, что приводит к разрушению металла). Хорошие теплофизические свойства. Помещение нагревается быстро и равномерно, тепло удерживается дольше. Теплоёмкость в среднем на 10-15% ниже, чем у воды, так что система с теплоносителем дольше сохраняет тепло. Несмотря на вязкость, теплоноситель "Комфорт" на основе пропиленгликоля обладает смазывающим эффектом, снижающим гидродинамическое сопротивление и улучшающим условия работы насосов во вторичном контуре. Теплоноситель на основе пропиленгликоля обладает меньшей плотностью по сравнению с этиленгликолевыми теплоносителями, что облегчает прокачку теплоносителя. Пожаровзрывобезопасен. Уже при добавлении 15% воды от общего объема раствор утрачивает свою горючесть. Поэтому контакт вытекшего из системы теплоносителя с электрической искрой или огнем не вызовет никаких последствий. Пропиленгликоль даже при нагревании не испаряется в открытой системе. |
Более высокая стоимость, чем на другие виды теплоносителей. Начальная стоимость теплоносителя представляет лишь кажущуюся дороговизну. Она оправдывается: - длительным сроком функционирования, - минимальными затратами на ремонт системы, - низкими эксплуатационными расходами и трудозатратами, - обеспечением максимальной безопасности. |
|
Теплоноситель «Комфорт» рекомендуется применять в открытых системах с открытыми расширительными баками и двухконтурных отопительных котлах, на объектах с повышенными требованиями к экологической безопасности.
Его также можно использовать в системах, имеющих элементы отопления снаружи здания или на чердаке.
|
|
*Даже учитывая обширные территории России с холодным климатом такие температуры в основном маловероятны.
Неправильный выбор антифриза и несоблюдение правил эксплуатации может стать причиной множества проблем в процессе эксплуатации вплоть до полного выхода системы из строя, повреждения вашего оборудования и имущества.