Антифриз (незамерзающая жидкость) для системы отопления дома

Учитывая особенности наших климатических условий, зимой температура может опускаться до отметки 20-30, а то и 40 градусов по Цельсию. А это значит, если отопление не будет функционировать, а в системе будет вода, она замерзнет. Казалось бы, что в это плохого? А дело все в том, что при замерзании (переходе в твердую фазу) вода увеличивается в объеме на 9%. Следовательно, если жидкость замерзает в системе отопления, есть высокая вероятность, что многие составляющие выйдут из строя: трубы, сам котел, краны и прочие элементы.

Антифриз – как незамерзающая жидкость для системы отопления

Бытовой антифриз представляет собой особый теплоноситель, который применяется в различных системах, включая отопительные. В результате существует несколько разновидностей таких смесей, в основе которых лежат водные растворы разных веществ: спиртов, солей, пропиленгликоля, этиленгликоля и прочих. К таким элементам в обязательном порядке добавляются специальные присадки, которые улучшают характеристики растворов. И важным свойством является пониженная температура замерзания.

Антифризы на основе этиленгликоля

В нашей стране популярностью пользуются составы на базе водного раствора этиленгликоля. Во многом такая любовь потребителей к подобному виду антифриза вызвана его доступностью. Ведь на деле такой состав является вредным для здоровья, поэтому нужно исключать его попадание на кожу, тем более в организм. Токсичными являются даже пары смеси. Смертельная доза этиленгликоля для человека – до 5 мл на один килограмм массы тела. Как правило, такой антифриз реализуется в двух видах, отличающихся температурой замерзания:

• -65°С
• -30°С

Чтобы получить требуемую температуру кристаллизации, состав разбавляется водой, желательно, конечно, дистиллированной. Самые часто встречающиеся бренды в России — Hot Blood, Dixis, Nort.

Добавляя определенное количество воды, температура замерзания может находиться в диапазоне от -10°С до -65°С. И нужно понимать, что даже при наступлении температуры кристаллизации есть еще немалый температурный диапазон, при котором сохраняется и жидкость, и лед. Подобное состояние именуется шуга. При таких условиях исключается разрыв системы.

Состав антифризов

В основном антифризы включают разного рода присадки, необходимые для придания раствору необходимых качеств. Например:

• предотвращение разрушение уплотнителей системы;
• растворение и вывод накипи и осадков, которые накапливаются в системе со временем;
• коррозийная защита металлов, которые входят в состав системы отопления.

Заливай и пользуйся?

Казалось бы, если есть проблема – риск замерзания воды в системе отопления — незачем медлить, нужно заливать антифриз. Ведь в наших условиях отключение электроэнергии на продолжительное время – обычное дело, причем без предупреждения.

А значит, в зимнее время могут возникнуть серьезные проблемы в частных домах. Но есть еще одна сложность. Многие производители отопительных котлов категорически не рекомендуют применять антифризы в системах, в которых участвуют их устройства. Возникает резонный вопрос, почему?

Причины, по которым производители котлов отказывают в использовании антифриза

Производитель «Протерм» (Словакия) заявляет о том, что не несет ответственности за последствия, вызванные применением антифризов. Чугунные котлы, изготавливаемые компанией, не предназначены для взаимодействия с незамерзающими жидкостями. Vaillant (Германия) еще более категоричен, заявляя о том, что в настенных котлах использовать незамерзающие жидкости нельзя! Что касается иных производителей, то здесь все запутаннее. Некоторые из них информируют об использовании в конструкции котлов специальных прокладок из паронита, которые подходят ко многим видам антифризов. Однако при этом не афишируется обратная сторона медали: сложности с уплотнителями – не единственная проблема при применении антифризов.

Какие существуют проблемы при использовании незамерзающей жидкости в отопительных системах?

Проблема №1

Поскольку вода и антифриз имеют различные физические показатели, при проектировании системы отопления следует учитывать, будет использоваться та или иная жидкость. Базовые расчеты делаются, конечно, для воды. Если же планируется использование антифриза, потребуется изменить некоторые параметры системы:

• мощность котла;
• на 60% увеличить напор циркуляционного насоса;
• на 50% увеличить объем расширительного бака;
• на 50% увеличить тепловую мощность радиаторов.

Проблема №2

Антифризы на базе этиленгликоля имеют одну особенность – «не любят» перегрева системы. Например, если в любой точке системы температура превысит критическую для данной марки смеси, произойдет разложение этиленгликоля и присадок, в результате реакции образуются твердые осадки и кислоты.

При выпадении осадков на нагревательные составляющие котла появляется нагар, в результате чего снижается теплообмен, стимулируется появление новых осадков, увеличивается вероятность перегрева.  

Образованные при разложении этиленгликоля кислоты вступают в реакцию с металлами системы, в результате чего возможно развитие коррозийных процессов. Разложение присадок способно вызвать снижение защитных характеристик состава по отношению к уплотнителям, что может вызвать течь в местах соединения. Если система имеет цинковое покрытие, использование антифриза недопустимо. При перегреве появляется повышенное пенообразование, а это значит, что гарантировано завоздушивание системы. Следовательно, чтобы все эти явления исключить, нужно жестко контролировать отопительный процесс. Поскольку производителям котлов неизвестны физические свойства используемых теплоносителей (кроме воды), они исключают их применение.

Проблемы №3

Антифризы имеют повышенную текучесть. Следовательно, увеличение количества соединительных мест и элементов влечет за собой рост вероятности образования протечек. Причем в основном такая проблема появляется при остывшей системе, когда отопление выключено. При охлаждении объем металлических соединений уменьшается, появляются микроканалы, по которым и сочится состав. Поэтому важно, чтобы все соединения системы были доступны. Учитывая токсичность антифризов, их нельзя применять для нагревания воды в системах ГВС. В противном случае смесь может попасть в точки разбора горячей воды, что представит опасность для жильцов.

Какой выбрать теплоноситель?

Сейчас набирают популярность, хотя и являются более дорогими, антифризы на основе экологически чистого пищевого пропиленгликоля. Такой состав не вреден для человека, может использоваться в двухконтурных системах. Их гидравлические и теплотехнические характеристики сопоставимы со свойствами этиленгликолевых смесей. Примечательно, что многие производители котлов одобрили использование такого теплоносителя. Стоит также сказать, что оба вида антифризов под разными марками уже изготавливаются в России.

Есть ли альтернатива антифризам?

1. Создание отопительной системы с электронезависимыми котлами.
2. Задействование резервных источников электропитания: аккумуляторных и электрогенераторных.

Последние представляют собой мини-электростанции, которые работают на горючем. Требуют определенных навыков при эксплуатации, а также отдельного помещения. Когда электроэнергия пропадает, аккумуляторное устройство включается, обеспечивая функционирование отопительной системы на восемь и более часов. Когда электроснабжение возобновляется, устройство отключается, начинается зарядка. Цена подобных приборов начинается с отметки в 100 у.е. Для их использования не нужны особые навыки и отдельные комнаты.

Итоги: вода или антифриз?

Сначала нужно определить, насколько высока вероятность продолжительного (больше 24 часов) отключения подачи электроэнергии в загородном доме. Если подобные явления маловероятны, тогда однозначно в систему отопления нужно заливать воду, дополнив ее аккумуляторным источником бесперебойного питания. Если же отключения электроэнергии не просто вероятны, а и происходят регулярно, рекомендуется использовать антифриз. Однако это решение нужно соотносить с характеристиками элементов системы. Также перед использованием смеси рекомендуется сначала проверить, не выпадает ли она в осадок, когда смешивается с водой.

Если такое происходит, тогда стоит использовать дистиллированную жидкость. Как уже отмечалось, использовать антифриз в оцинкованных системах запрещено. Также не следует разбавлять состав более чем на 50 процентов, что снижает антикоррозийные характеристики смеси. Нужно помнить и о старении антифриза, поэтому его придется менять через какое-то время. Обычно срок около пяти лет. Поэтому можно сделать вывод. Нельзя однозначно ответить на вопрос, стоит ли заливать антифриз в систему отопления дома, он лучший теплоноситель. Придется соотнести свои условия с описанными выше, на основании чего и принять решение. Напоследок можно лишь отметить, что с момента активного использования антифризов в отоплении не было отмечено ни одной серьезной аварии. Поэтому статистика говорит о том, что на практике все может быть не так страшно.

Незамерзающая жидкость для системы отопления дома: какую выбрать?

Автономные системы отопления в загородных домах могут работать на различных принципах. Очень популярной конструкцией для создания частных отопительных систем является оборудование с жидким теплоносителем.

Частный дом с незамерзающей жидкостью в системе отопления

Она состоит из нагревательного котла, системы трубопроводов и отопительных радиаторов.

Обычно в качестве теплоносителя используется обычная вода. Для того, чтобы предотвратить образование накипи в такую «техническую» воду зачастую добавляют химические присадки. Но такая система требует постоянного нагрева – в случае замерзания воды внутри трубопроводной системы последняя выходит из строя. Для того, чтобы обеспечить возможность пауз в работе используется незамерзающая жидкость для отопления.

Содержание

• Почему в системе отопления лучше использовать незамерзающую жидкость, а не воду?
• Можно ли использовать антифриз?
  • Что такое промывочная жидкость для отопительной системы и нужно ли ее промывать?
  •  Как выбрать жидкость для отопительной системы?
  • Использование спирта в качестве теплоносителя
• Какую марку антифриза выбрать?
  • Последствия применения незамерзайки с этиденгликолем
  • Какие присадки добавляются в незамерзающую жидкость?
  •  Преимущества и недостатки теплоносителя на основе антифризов
  • Обучающее видео по незамерзающим жидкостям для систем отопления в частных домах

Почему в системе отопления лучше использовать незамерзающую жидкость, а не воду?

Незамерзающая жидкость (или антифриз) в системе отопления существенно упрощает работу с оборудованием. Если вы используете в качестве теплоносителя обыкновенную воду, то отопительную систему приходится оборудовать дополнительными устройствами, например крана для выпуска воздуха из расширительного бачка. Кроме того, в варианте не постоянно используемого загородного дома – воду в отопительную систему придется сливать или заливать при каждом посещении, иначе зимой она просто замерзнет.

С одной стороны вода обладает большей теплоемкостью и при перемещении по трубопроводам системы отопления дольше сохраняет тепло. Именно это обуславливает более широкое применение воды, как теплоносителя в частных загородных домах.

Можно ли использовать антифриз?

схема теплоснабжения с антифризом вместо воды

Антифризы или незамерзающие жидкости известны практически каждому. Они широко используются в системах охлаждения автомобилей в зимний период. В автомобильном двигателе антифриз переносит излишнее тепло от двигателя, охлаждая его. При этом даже в самые сильные морозы он не замерзает. Именно эти свойства – способность переносить тепло даже в самые низкие температуры и обусловили использование антифризов для строительства систем отопления. Особенно актуально применение такого теплоносителя в системе, часть трубопровода которой проходит по открытой местности.

Хорошей особенностью «незамерзайки» является и то, что она меньше, чем обычная вода провоцирует образование коррозии на внутренней поверхности трубопроводных систем. Еще одним несомненным плюсом является отсутствие в незамерзающих жидкостях взвешенных растворов известняка – таким образом вы можете не беспокоиться по поводу возможного образования накипи.

Существует несколько модификаций незамерзающих жидкостей, которые можно использовать в отопительных системах .Выбор конкретной разновидности производится с учетом климатических условий и конфигурации системы отопления вашего дома.

Что такое промывочная жидкость для отопительной системы и нужно ли ее промывать?

Кроме собственно теплоносителя – при эксплуатации отопительной системы вам придется еще приобрести жидкость, предназначенную для промывки трубопроводом и радиаторов отопления.

Конечно, в крайнем случае можно провести промывку внутренней поверхности труб и обычной водопроводной водой, но лучше это сделать все-таки с помощью специальных жидкостей, в которые введены специальные химические добавки.

промывка отопления

Альтернативным вариантом промывки может являться использование воды с добавленным в нее раствором каустической соды. Такая смесь заливается в систему отопления и примерно в течении часа остается внутри ее. Раствор соды вступает в контакт с накипью на внутренней поверхности системы и растворяет ее. Кроме того, раствор соды растворит участки с коррозией.

 Как выбрать жидкость для отопительной системы?

• Прежде всего необходимо определить рабочие параметры системы. Здесь вам будут важны два крайних значения – максимальная температура теплоносителя при нагреве в котле и минимальная температура окружающего воздуха.
• Далее вам необходимо внимательно изучить технические характеристики вашей отопительной системы. Собственно, основное внимание нужно обратить на характеристики теплообменника в котле. Некоторые производители могут не допускать использование незамерзающих жидкостей.
• И, наконец, после определения допустимости использования незамерзающей жидкости и ее возможных температурных параметров – приступайте непосредственно к выбору марки жидкости, делая упор на ее наименьшую токсичность. Все-таки отопительная система будет расположена в жилом помещении, и возможные утечки жидкости не должны приводить к отравлениям.

Использование спирта в качестве теплоносителя

Как бы не кощунственно это звучало для мужского уха – но допускается использование спирта в качестве теплоносителя. Спирт не замерзает и может использоваться в широком диапазоне температур. Естественно в таком качестве используется технический спирт, который для человека является смертельным ядом. Однако многие производители котлов и теплообменников критические относятся к использованию в качестве теплоносителя таких жидкостей как бишофит или этиленгликоль.

бишофит

Минусом использования чистого спирта в качестве теплоносителя является его высокая испаряемость – примерно пять литров за год у вас будет испаряться через микроскопические поры в системе.

Какую марку антифриза выбрать?

Немаловажным фактором при выборе незамерзающей жидкости для отопительной системы станет подбор совместимости жидкости с материалом изготовления трубопроводной системы. Так, в качестве материала изготовления труб в системах отопления могут использовать полипропилен, алюминий, сталь или чугун. С каждым из материалом определенные марки незамерзающих жидкостей могут вести себя по-разному.

незамерзайка «Теплый дом»

Кроме того очень важен и максимальный температурный режим, которому будет подвергаться жидкость-теплоноситель. Этот параметр во многом зависит от топлива, используемого в отопительной системе. Так жидкие сорта топлива, например солярка имеют гораздо большую температуру горения, нежели обычные березовые дрова. Соответственно и жидкость-теплоносителя в таких системах будет нагреваться в большей степени.

При использовании антифриза необходимо учитывать и его повышенную текучесть и проницаемость, вызванную небольшим коэффициентом поверхностного натяжения. Вследствие этого антифризы могут просачиваться буквально сквозь мельчайшие поры в соединениях. Таким образом использование антифриза предусматривает тщательную ревизию всех соединительных узлов в системе отопления вашего дома.

Учтите, что разные марки антифризов от разных производителей могут иметь разный химический состав. «Антифриз» — это просто общее название рода незамерзающих жидкостей. Соответственно поведение каждой жидкости с индивидуальным химическим составом будет также индивидуальным.

Последствия применения незамерзайки с этиденгликолем

Очень часто в состав незамерзающей жидкости производителями вводится этиленгликоль. Помните, что этиленгликоль представляет собой агрессивное и ядовитое химическое вещество. Вследствие этого при эксплуатации систем отопления с теплоносителем-антифризом необходимо соблюдать ряд мер безопасности. В любом случае при использовании незамерзающих жидкостей система теплоснабжения и система горячего водоснабжения вашего дома должны быть физически разделены, чтобы не допустить смешивания используемых в них жидкостей. В крайнем случае, при реальной возможности попадания теплоносителя в систему горячего водоснабжения необходимо использовать пропиленгликоль. Он обладает меньшей эффективностью, чем этиленгликоль, но гораздо менее токсичен.

Перед первой заливкой незамерзающей жидкости в отопительную систему не забудьте провести промывку внутренней поверхности трубопроводов.

Как производят антифриз?
Основным компонентом незамерзающих жидкостей является обычная вода. И от ее качества и чистоты во много зависит эффективность работы отопительной системы. Дело в том, что мельчайшие примеси загрязнения в воде являются теми участками, вокруг которых начинается ее замерзание. Хорошо очищенная, дистиллированная вода не замерзает даже при небольших минусовых температурах.

Кроме того, примеси в воде – это и есть накипь, которая образуется на внутренних стенках трубопроводах. Чем чище будет вода, используемая при производстве незамерзающей жидкости – тем меньше вероятность образования накипи, тем меньше

Для снижения негативных эффектов при производстве «незамерзайки» используются различные химические присадки. Они полностью растворяются в воде и препятствуют началу коррозии металлических поверхностей, играя в происходящих химических реакциях роль ингибиторов.

Какие присадки добавляются в незамерзающую жидкость?

Среди химических присадок, используемых при производстве «незамерзаек» можно выделить следующие:

• Ингибиторы, то есть вещества, тормозящие химические реакции с металлом. К нем можно отнести силикаты и фосфаты.
• Гибридные присадки, выполняющие одновременно несколько функции. Эти смеси бывают на органической и на неорганической основе.
• Добавки на основе карбосиликатов. Это довольно свежее решение в этой отрасли и оно имеет широкую перспективу в развитии.

 Преимущества и недостатки теплоносителя на основе антифризов

Самым главным преимуществом жидкостей на основе антифризов при их использовании в отопительных системах является из способность сохранять текучее состоянии при отрицательных температурах. Даже при очень низкой температуре такая жидкость не становится твердым веществом а образует субстанцию, напоминающую кашицу, которая не сможет повредить трубопроводы и оборудование вашей системы. Кроме того, при низкой температуре и частичном замерзании антифриз не увеличивается в размерах. После повышения температуры он полностью восстанавливает свои свойства.

Но за такую эффективность при низких температурах антифризу приходится расплачиваться пониженной теплоемкостью, которая снижена на величину до 15 процентов относительно обычной воды. Это приводит к повышенному расходу энергоносителей для нагрева жидкости в отопительной системы. Также при использовании «незамерзаек» придется использовать более мощные радиаторы отопления, с большим количеством секций. Антифриз более вязок, чем вода и перемещать его по системе придется более мощными насосами.

Учтите, что после заполнения системы отопления незамерзающей жидкостью ей необходимо дать выстояться в течении двух-трех часов. За это время из жидкости выйдет присутствующий в ней воздух. Только после этого в системе можно создавать рабочее давление.

Чтобы избежать подсоса воздуха в жидкость в ходе работы системы – в ней необходимо установить расширительный бачок. По сравнению с системами, работающими на воде бачок должен иметь больший объем, что связано с большим коэффициентом расширения от тепла для «незамерзаек». Также незамерзающая жидкость может иметь склонность к вспениванию, что также должно компенсироваться бачком расширения.

При эксплуатации отопительной системы с антифризом недопустимо допускать ее перегрева, что может привести к необратимым последствиям и потребовать полной замены жидкости в системе.

Обучающее видео по незамерзающим жидкостям для систем отопления в частных домах

Raypak — защита от замерзания в гидравлических системах

Следующее обсуждение основано на информации, полученной от химических компаний, производителей оборудования, руководствах по проектированию гидравлических систем и исследованиях, проведенных Hydronics Institute, Inc. Оно представляет собой синтез наилучшей информации, доступной на время публикации. Целью автора является предоставление рекомендаций, которые помогут лицензированным подрядчикам и инженерам в проектировании, обслуживании и ремонте гидравлических систем, в которых используется антифриз на основе гликоля. Читателям предлагается свободно воспроизводить и распространять эту информацию.

Этиленгликоль или пропиленгликоль

Как этилен, так и пропиленгликоль обладают многими характеристиками, которые делают их идеальными для использования в системах теплопередачи, где требуется защита от замерзания. Желательные свойства включают высокие температуры кипения, низкие температуры замерзания, стабильность в широком диапазоне температур, высокие удельные теплоемкости и теплопроводность. Кроме того, при использовании с соответствующим ингибитором гликоли демонстрируют некоррозионную активность, которая может существенно продлить срок службы системы.

Растворы на основе этиленгликоля хорошо работают с большинством антифризов благодаря их отличной эффективности теплопередачи. Низкая вязкость этиленгликоля позволяет системам работать при более низких минимальных температурах и является более энергоэффективным из-за меньшей потребности в перекачивании. Основным недостатком этиленгликоля является то, что он указан как «токсичное химическое вещество» в соответствии с SARA, раздел III, раздел 313, из-за его острой пероральной токсичности.

Ингибированный пропиленгликоль следует использовать для защиты от замерзания, когда возможен прямой контакт с пищевыми продуктами или случайный контакт с питьевой водой. Хотя пропиленгликоль в целом признан FDA безопасным (GRAS), он не предназначен для потребления человеком.

Защита от замерзания

Расчетная концентрация гликолевой смеси должна определяться с учетом минимальной температуры, которую может выдержать система. Разработчик должен тщательно оценить среду приложения, чтобы гарантировать адекватную защиту от замерзания и избежать использования чрезмерно концентрированных решений, которые увеличивают расходы и снижают эффективность системы.

Как правило, расчетная концентрация должна составлять от 20 до 50% гликоля по объему. Обычно при соответствующем объеме расширения концентрация от 15 до 20% обеспечивает защиту от разрыва. Концентрация раствора намного выше 50% становится пропорционально менее термически эффективной и менее рентабельной. В таблице 1 показана ожидаемая точка замерзания в зависимости от концентрации.

Таблица 1. Температура замерзания

Концентрация по объему	Этиленгликоль	Пропиленгликоль
55%	-50F	-40F
50%	-37F	-28F
40%	-14F	-13F
30%	+2ф	+4F
20%	+15F	+17F

Свойства гликоля

Сравнение пропиленгликоля и этиленгликоля показано в таблице 2 ниже:

Таблица 2. Свойства гликоля

	Этиленгликоль	Пропиленгликоль
Теплопередача при 180F без увеличения расхода
20% раствор	.96	.97
50% раствор	.87	.90
Требуется коррекция расхода (без изменения характеристики насоса)
100F	116%
140F	115%
180F	114%	110%
Требуется коррекция напора насоса (с увеличением расхода)
100F	149%
140F	132%
180F	123%	123%
Удельный вес @ STP	1,125 -1,135	1,045 -1,055
Фунт/галлон @ 60	9,42	8,77
рН (гликолевого концентрата)	9,3	9,5
Примечание. Если не указано иное, сравнение проводится для 50% раствора гликоля с водой.

Качество воды

Хотя качество воды, смешанной с гликолевым концентратом, часто считается само собой разумеющимся, оно может иметь огромное влияние на производительность системы. Вода низкого качества может привести к образованию накипи, отложений или образованию шлама в теплообменнике, что снизит эффективность теплопередачи. Вода низкого качества может повредить систему из-за истощения ингибитора коррозии и вызвать ряд видов коррозии, включая общую и кислотную коррозию.

Поскольку крайне важно использовать высококачественную воду для разбавления гликоля, чтобы поддерживать эффективность системы и продлить срок службы жидкости, вы должны убедиться, что ваша вода достаточно высокого качества. Вода хорошего качества содержит:

• Менее 50 ppm кальция
• Менее 50 частей на миллион магния
• Общая твердость менее 100 частей на миллион (5 гран)
• Менее 25 частей на миллион хлорида
• Менее 25 частей на миллион сульфата

Обратитесь в окружной или городской отдел водоснабжения, чтобы определить химические свойства местной воды. Если вода для смешивания будет браться из колодца, вода в котором обычно очень жесткая, или местные органы управления водными ресурсами не могут предоставить точный профиль, мы рекомендуем либо проверить воду самостоятельно, либо нанять коммерческого специалиста по очистке воды для анализа воды.

Простой тест, используемый Dow Chemical Company для проверки того, что вода содержит менее 100 частей на миллион жесткости, заключается в заполнении небольшой бутыли для проб 50% гликоля и 50% воды. Дайте раствору постоять 8-12 часов, время от времени его встряхивая. Если образуется беловатый осадок, вода слишком жесткая и ее нельзя использовать для разбавления гликоля.

В тех случаях, когда водопроводная вода не соответствует стандартам качества, Dow рекомендует использовать деминерализованную воду, которая была дистиллирована, деионизирована или прошла процесс обратного осмоса для удаления вредных минералов и солей. С деминерализованной водой необходимо использовать подходящий ингибитор коррозии, так как рН обработанной воды может быть значительно меньше семи.

Обслуживание жидкости

Раствор антифриза необходимо проверять не реже одного раза в год в соответствии с рекомендациями производителя. Базовый анализ должен быть выполнен в течение двух-четырех недель после первоначального смешивания. Это измерение будет использоваться для проверки правильности заполнения и послужит отправной точкой для сравнения с результатами будущих испытаний. Как минимум раствор должен быть проанализирован на концентрацию гликоля, рН раствора и общее качество жидкости.

Проверка концентрации

Концентрацию можно легко и точно проверить с помощью ручного рефрактометра. Большинство качественных приборов позволяют непосредственно измерять концентрации гликоля от 0 до 55 %, они портативны и не требуют сложной регулировки температуры. Концентрация в системе не должна существенно меняться от теста к тесту. Постепенно снижающиеся концентрации указывают на потерю гликоля через негерметичное соединение или компонент. Найдите и устраните утечку и добавьте необходимое количество концентрата, чтобы вернуть системе расчетную концентрацию.

Тестирование рН раствора

Хотя высококачественные растворы гликоля могут храниться более 20 лет, интенсивное использование, неправильное техническое обслуживание или химические загрязнения значительно сокращают срок службы жидкости. pH жидкости служит хорошим барометром состояния гликоля и лучше всего измеряется с помощью полевого pH-метра. Этот метод значительно более точен, чем лакмусовая бумажка.

Хотя рН гликолевой жидкости в первую очередь зависит от ингибитора коррозии и, следовательно, будет варьироваться от продукта к продукту, несколько эмпирических правил помогут определить, что представляет собой правильный рН. Большинство концентрированных ингибированных гликолей имеют pH 9.Диапазон от 0,0 до 10,5. При разбавлении в растворе от 30% до 50% pH падает до 8,3–9,0. Показание pH ниже 8,0 указывает на то, что значительная часть ингибитора была истощена и что необходимо добавить больше ингибитора. Когда рН смеси падает ниже 7,0, большинство производителей рекомендуют заменить жидкость. Значение рН менее семи указывает на то, что произошло окисление гликоля. Систему следует слить и промыть до того, как произойдет серьезное повреждение системы. Для получения дополнительной информации о конкретном продукте обратитесь к соответствующему производителю химикатов.

Промывка системы

Если система нуждается в очистке после удаления старого или поврежденного антифриза, промойте систему подогретым 1-2% раствором тринатрийфосфата в течение 2-4 часов, затем слейте и тщательно промойте. Также настоятельно рекомендуется промыть систему перед первоначальным введением раствора гликоля, чтобы удалить излишки пасты для труб, смазочно-охлаждающих жидкостей и флюса для припоя.

Утилизация жидкости

Этиленгликоль и пропиленгликоль не включены в список EPA как «опасные вещества» или «чрезвычайно опасные вещества». Хотя ни один продукт не обладает ни одной из четырех характеристик опасных отходов в соответствии с Законом о сохранении ресурсов, необходимо соблюдать осторожность, чтобы надлежащим образом утилизировать использованные растворы. Поскольку в условиях эксплуатации могут образовываться побочные продукты, считающиеся опасными отходами, перед утилизацией использованные гликолевые жидкости следует проверять. Свяжитесь с поставщиком химикатов для получения дополнительной информации о надлежащих процедурах утилизации или переработки.

Требования к насосу

Поскольку гликоль более вязкий и менее термически эффективен, чем чистая вода, при выборе насоса необходимо учитывать изменения характеристик теплоносителя. Правильно применяя два поправочных коэффициента, можно определить требования к насосу, используя стандартную характеристику насоса.

Чтобы компенсировать разницу в характеристиках теплопередачи, необходимо умножить расчетный расход на коэффициент, полученный из таблицы 2. Полученное произведение представляет собой скорректированный расчетный расход. Например, если расчетная температура составляет 140°F, расчетный расход составляет 60 галлонов в минуту и ​​используется 50% раствор этиленгликоля, необходимо использовать поправочный коэффициент 1,14. (114% из Таблицы 2, деленное на 100%) Скорректированный расчетный расход равен 60 галлонов в минуту x 1,14 или 68 галлонов в минуту.

Чтобы компенсировать разницу в вязкости, проектная потеря напора системы должна быть изменена соответствующим коэффициентом из Таблицы 2. Результат, скорректированная расчетная потеря напора, учитывает дополнительный напор, необходимый из-за дополнительного трения, создаваемого гликолем. . Например, в растворе этиленгликоля 140F с расчетной потерей напора 30 футов скорректированная потеря напора должна равняться 30 футов x 1,32 или 39,6 футов. расчетный расход и скорректированная расчетная потеря напора. Для получения дополнительной информации о методах выбора насоса обратитесь к местному дистрибьютору насосов.

Расширительные бачки

Размеры расширительных бачков должны соответствовать каталогу производителя или Руководству ASHRAE. Выбранный бак должен быть в 1,2 раза больше размера бака для системы водоснабжения из-за более высокой скорости расширения гликолевой жидкости.

Особенности конструкции

Не используйте в системе оцинкованные трубы. Цинковое покрытие может реагировать с гликолем с образованием шлама.

• Перед заполнением убедитесь, что система чистая. Настоятельно рекомендуется предварительная промывка. 902:30
• Смешайте раствор при комнатной температуре.
• Чтобы свести к минимуму возможность потери гликоля из-за необнаруженных утечек, перед заполнением гидростатически испытайте систему в течение 24 часов.
• Никогда не используйте хроматирование. Хромат повредит гликоль и может привести к серьезной деградации системы.
• Не используйте гликоль автомобильного типа. В состав автомобильного антифриза входят силикаты, которые склонны к гелеобразованию, снижая эффективность теплопередачи. Используйте ингибированный гликоль, предназначенный для теплопередачи. 902:30
• Не используйте в системе, в которой температура раствора может превышать 300F.
• Не используйте обратные клапаны или клапаны закрытой зоны, которые изолируют часть системы, препятствуя правильному расширению и приводя к повреждениям от замерзания.
• Должен быть предусмотрен сетчатый фильтр, отстойник или какое-либо другое средство для очистки системы трубопроводов. Он должен располагаться в обратке перед котлом и насосом. Его необходимо часто чистить во время начальной эксплуатации. 902:30
• Следует избегать использования автоматических систем подпиточной воды, чтобы предотвратить необнаруженное разбавление или потерю гликоля.
• Проверьте местные нормы и правила, чтобы узнать, должны ли системы, содержащие эти растворы, включать превентор обратного потока или фактическое отключение от городских водопроводов.

Регулировка концентрации раствора

Чтобы увеличить концентрацию раствора в системе, определите процент гликоля в растворе и примените следующее уравнение:

 

Qa = Vs (Pd – Pt)

(100 – Pt)

Qa = Количество в галлонах, которое необходимо добавить

Vs = Объем системы

Pd = Требуемый процент раствора

Pt = Процент раствора по тесту (начальный процент) пополнить гликолевым концентратом.

Пример:	Объем системы = Vs = 120 галлонов Исходный процент раствора из теста = Pt = 30% (температура замерзания +4F) Требуемый процент раствора = Pd = 50% (температура замерзания -34F)
Qa = 120 (50–30) (100–30) Qa = требуется 34,3 галлона

Таблица 3. Вместимость трубы в галлонах США на погонный фут

Размер трубы	Стальная труба-IPS	Медная трубка – ном.
1/2	0,016	0,015
3/4″	0,027	0,025
1″	0,044	0,044
1 1/4″	0,077	0,068
1 1/2″	0,105	0,095
2″	0,173	0,160
2 1/2″	0,248	Н/Д

Теплоносители для систем солнечного водонагрева

Энергосбережение

Изображение

Жидкие теплоносители переносят тепло через солнечные коллекторы и теплообменник к резервуарам для хранения тепла в системах солнечного нагрева воды. При выборе теплоносителя вы и ваш подрядчик по солнечному отоплению должны учитывать следующие критерии:

• Коэффициент расширения — относительное изменение длины (или иногда объема, если указано) материала на единицу изменения температуры.
• Вязкость – сопротивление жидкости сдвиговым силам (и, следовательно, течению) 902:30
• Теплоемкость – способность материи накапливать тепло
• Температура замерзания – температура, ниже которой жидкость превращается в твердое вещество
• Температура кипения – температура, при которой жидкость закипает
• Температура вспышки – самая низкая температура, при которой пар над жидкостью может воспламениться в воздухе.
• Коррозионная активность – совместимость с другими материалами и добавками для снижения коррозии
• Токсичность – в системе питьевой воды можно использовать только нетоксичные жидкости. 902:30

Например, в холодном климате для систем солнечного нагрева воды требуются жидкости с низкой температурой замерзания. Жидкости, подвергающиеся воздействию высоких температур, должны иметь высокую температуру кипения. Вязкость и теплоемкость определяют количество необходимой энергии перекачки. Жидкость с низкой вязкостью и высокой удельной теплоемкостью легче перекачивать, поскольку она менее устойчива к течению и передает больше тепла. Другими свойствами, которые помогают определить эффективность жидкости, являются стабильность и срок замены.

Иллюстрация солнечного водонагревателя.

Ниже приведены некоторые из наиболее часто используемых теплоносителей и их свойства. Проконсультируйтесь со специалистом по солнечному отоплению или местными властями, имеющими юрисдикцию, чтобы определить требования к жидкому теплоносителю в системах солнечного нагрева воды в вашем регионе.

• Воздух
  Воздух не замерзает и не кипит, не вызывает коррозии. Однако он имеет очень низкую теплоемкость, требует большого теплообменника для нагрева воды и имеет тенденцию вытекать из коллекторов, воздуховодов и заслонок. 902:30
• Вода
  Вода нетоксична и недорога. Благодаря высокой удельной теплоемкости и очень низкой вязкости его легко перекачивать. К сожалению, вода имеет относительно низкую температуру кипения и не имеет защиты от замерзания. Он также может вызывать коррозию, если pH (уровень кислотности/щелочности) не поддерживается на нейтральном уровне. Вода с высоким содержанием минералов (т. е. «жесткая» вода) может вызвать образование минеральных отложений в трубопроводах коллекторов и трубопроводах системы.
• Смеси пропиленгликоля и воды
  Смеси пропиленгликоль/вода имеют отношение гликоля к воде 50%/50% и выше или ниже в зависимости от опасности замерзания. Этиленгликоль нельзя использовать из-за токсичности, поэтому используется нетоксичный пропиленгликоль. Эти смеси обеспечивают эффективную защиту от замерзания до тех пор, пока поддерживается надлежащая концентрация антифриза. Антифризы со временем ухудшаются, и обычно их следует менять каждые 3–5 лет. Эти типы систем находятся под давлением и должны обслуживаться только квалифицированным специалистом по солнечному отоплению. Ингибиторы коррозии добавляются для предотвращения коррозии, обеспечивая некоторую резервную щелочность для противодействия агрессивным кислотам. 902:30
• Силиконовые жидкости
  Силиконовые жидкости имеют очень низкую температуру замерзания и очень высокую температуру кипения. Они не вызывают коррозии и долговечны. Поскольку силиконы имеют высокую вязкость и низкую теплоемкость, для их перекачки требуется больше энергии. Силиконы также легко протекают даже через микроскопические отверстия в солнечной петле.

Другие типы теплоносителей включают синтетические, минеральные или ароматические углеводородные жидкости; хладагенты, например, используемые в системах тепловых насосов; метиловый спирт; и аммиак. Многие из них токсичны, легко воспламеняются, строго регулируются или влекут за собой воздействие на окружающую среду. Хотя эти жидкости-теплоносители, возможно, имеют промышленное применение, их нельзя найти в бытовой солнечной системе нагрева воды.