Что такое теплоноситель?

Теплоноситель — это жидкость, которая движется в системах отопления и кондиционирования по контуру, обеспечивая теплообмен.

Из чего состоит теплоноситель?

В состав теплоносителя входит основное вещество этиленгликоль, вода в которой он растворен и присадки.

Почему в качестве основного вещества используется этиленгликоль?  

Лучшие теплоносители изготовляются на основе этиленгликоля, потому что это вещество отвечает требованиям, которые предъявляются к антифризам:
— низкая температура замерзания (до -65);
— высокая температура кипения (+115);
— высокая температура воспламенения;
— стабильность теплофизических свойств.

Есть ли у этиленгликоля недостатки?

Когда разговор заходит о минусах применения этиленгликоля в теплоносителях, то обычно, имеют в виду токсичность этого вещества. Этиленгликоль ядовит, и его смертельная доза не превышает 120 мл. Но  при соблюдении эксплуатационных требований и герметичности контура можно избежать протечек антифриза.

Раствор, обогащенный специальным присадками, не оказывает агрессивного воздействия на резину. Соответственно, уплотнения не разрушаются, контур остается герметичным, и теплоноситель не вытекает. Это особенно важно, потому что этиленгликоль обладает высокой (выше, чем у воды) текучестью.

От чего зависит температурный диапазон использования теплоносителя?

Чем выше концентрация этиленгликоля в теплоносителе, тем ниже температура кристаллизации антифриза и тем выше температура его кипения. Если эксплуатационные условия позволяют, готовые антифризы можно разбавлять (увеличивать долю воды в растворе), чтобы расходовать продукт более экономно.

Однако установлено, что температура кристаллизации этиленгликоля в чистом виде составляет лишь -12 С, и наиболее эффективными (самый низкий порог кристаллизации) считаются теплоносители, на 70% состоящие из гликоля. В то же время, антифризы на основе этиленгликоля даже при температуре ниже порога кристаллизации не разрушает контур.

Каким требованиям должна соответствовать вода для теплоносителя?

Теплоносители для отопления должны изготавливаться из очищенной, обессоленной, дистиллированной воды. В противном случае в процессе эксплуатации антифриза на стенках контура образуются солевые отложения (накипь).

Зачем в теплоноситель добавляют присадки?

Этиленгликоль — жидкость довольно агрессивная и для того чтобы снизить коррозионную активность в теплоносители добавляют пакет специальных присадок.

Агрессивная жидкость, этиленгликолевый раствор оказывает на металлические части контура разрушающее воздействие. Гликоль в процессе распада, в особенности под воздействием высоких температур, образует органические кислоты. Они насыщают теплоноситель и изменяют его рН.

Нейтрализовать эти кислоты могут только специальные ингибиторы. В противном случае металлическая поверхность не будет защищена от коррозионной активности антифриза.

Как действуют присадки в теплоносителях?

  1. Ингибиторы покрывают внутреннюю поверхность слоя, концентрируясь на очагах коррозии. Защитная пленка не дает теплоносителю проявлять свою коррозийную активность.
  2. Присадки понижают кислотность раствора, поскольку служат своего рода буфером для органических кислот.

Нюансы действия ингибиторов зависят от типов присадок.

Какие присадки используют в теплоносителях?

В зависимости от того, какие добавки имеются в антифризе, теплоносители делятся на три группы.

  1. Традиционные, где качестве ингибиторов используются неорганические вещества: силикаты, фосфаты, амины, нитраты, бораты.
  2. Гибридные теплоносители. Присадки – органические и неорганические вещества.
  3. Карбоксилатные теплоносители, где ингибиторами являются карбоксилаты: соли карбоновых кислот.

Почему необходима замена теплоносителя?

В процессе эксплуатации теплофизические свойства антифриза ослабевают. Выработка ресурса может произойти как в течение нескольких месяцев (негликолевые теплоносители), так и за 2-5 лет (традиционные гликолевые антифризы)

Так или иначе, но теплообмен в контуре со временем ухудшается, и причиной тому служит также образование различных наслоений в контуре: продуктов коррозии, продуктов распада гликоля, силикатного осадка в виде геля. Это негативно сказывается на теплопередаче, и к тому же, если продукты коррозии имеются в самом теплоносителе, то его свойства резко ухудшаются. Темпы данных процессов тоже зависят от марки антифриза.

Как заменить теплоноситель?

Независимо от частоты замены антифриза, перед заливкой нового, контур тщательно промывается от вышеуказанных отложений. Для этого существуют специальные моющие жидкости для теплоносителей

Чем качественнее был антифриз, тем меньше отложений остается на стенках контура и, соответственно, тем проще будет его очистить. Затем производится промывка водой, и остатки наслоений, антифриза и моющей жидкости удаляются. Использованный теплоноситель утилизируется, а вместо него контур наполняют новым антифризом.

Почему нельзя этиленгликоль в качестве теплоносителя в чистом виде?

Неразбавленный этиленгликоль имеет более высокую температуру кристаллизации, как это уже отмечалось выше, и поэтому наиболее эффективным теплоносителем будет этиленгликоль, разбавленный водой в нужных пропорциях.

Кроме того, этиленгликоль без ингибиторов – чрезвычайно агрессивная жидкость. Поэтому использование чистого этиленгликоля в качестве теплоносителя ведет к разрушению контура, а также снижению срока службы самого антифриза.

Сырьевой этиленгликоль (ГОСТ 19710) – это лишь материал для изготовления антифриза.

Какие параметры теплоносителя изменяются в зависимости от концентрации основного вещества в растворе?

С увеличением концентрации этиленгликоля до определенного уровня растет его морозостойкость и температура кипения; при повышении температуры вязкость падает, но чем концентрированнее раствор, тем она выше. То же можно сказать и о плотности теплоносителя: чем больше процентная доля гликоля, тем раствор плотнее, однако с увеличением температуры плотность уменьшается.

Теплоемкость антифриза тоже зависит от того, насколько он разбавлен. Чистая вода, хотя и обладает небольшим температурным диапазоном, в качестве антифриза, демонстрирует высокую теплоемкость, которая не сильно различается на всем его протяжении и колеблется в районе 4,2 кДж/кг К.

У гликолевых теплоносителей теплоемкость падает с увеличением концентрированности раствора и увеличивается с ростом температуры. Так, антифриз, разбавленный водой наполовину, будет иметь большую теплоемкость, чем разбавленный на 20%. Однако температурный диапазон, в котором теплоноситель можно использовать, в первом случае будет уступать.

Что касается теплопроводности, то зависимость ее от концентрации антифриза довольно необычна. Если доля чистого (готового) антифриза в растворе превышает определенный процент (в районе 40%), то с увеличением температуры теплопроводность будет падать.

При этом, чем концентрированней теплоноситель, тем более резким будет уменьшение теплоемкости. Если же доля антифриза ниже данного уровня, то теплопроводность, напротив, будет расти с увеличением температуры. Чем сильнее разбавлен раствор, тем выше его теплопроводность.

С увеличением концентрации теплоносителя растут и коэффициент объемного расширения, и относительный коэффициент теплопередачи, при этом, чем выше температура, тем выше и эти показатели. Что касается давления пара, то оно растет с увеличением температуры и падает с увеличением концентрации.

Какие параметры проверяются в ходе эксплуатации теплоносителя?

Для того, чтобы система отопления исправно работала, важно, чтобы контур не был поврежден и свойства теплоносителя соответствовали определенному уровню.
В ходе ревизий и проверок измеряются:
— коррозионная активность антифриза, в том числе определяются скорость коррозии, ее потенциал и виды общей и локальной коррозии;
— плотность теплоносителя;
— резерв щелочности;
— водородный показатель;
— температура кипения и кристаллизации теплоносителя;
— концентрация этиленгликоля в растворе;
— доля воды в антифризе;
— содержание присадок в теплоносителе;
— рН раствора.

Какие методы используются для контроля состояния теплоносителя?

Для проведения необходимых измерений специалисты прибегают к газовой и газо-жидкостной хроматографии, рефрактометрии, рН-метрии, спектрофотометрии, химическому, кулонометрическому, атомно-адсорбционному анализу, коррозионным испытаниям.

Почему вода является неэффективным теплоносителем?

Использование воды в качестве антифриза нежелательно по следующим причинам:
— Вода обладает высокой температурой замерзания, что не позволяет использовать ее как теплоноситель в холодное время года. При замерзании вода разрушает контур.
— Высокая коррозионная активность воды сокращает эксплуатационный срок оборудования.
— Использование неочищенной воды в качестве антифриза приводит к образованию солевых отложений на стенках, а обессоленная вода обладает повышенной коррозийной активностью. В результате, теплопередача ухудшается, оборудование быстрее приходит в негодность и приходится с повышенной частотой осуществлять замену теплоносителя и промывку контура от отложений.

Можно ли смешивать различные теплоносители?

Любые антифризы без предварительной проверки на совместимость смешивать не рекомендуется. В случае если химические основы пакетов присадок ТН различные, то это может привести к частичному их разрушению и как следствие к снижению антикоррозионных свойств.

Можно ли использовать “Термострим” в системах с оцинкованными трубами?

Любой теплоноситель-антифриз на гликолевой основе, в том числе и импортный, не может защищать оцинкованные покрытия! Возможные проблемы (металлизированная взвесь, а потом труднорастворимые осадки) зависят от того, какой объем занимает такая разводка. Однако следует знать, что даже горячая вода (свыше 70 ºС) тоже смывает цинк, правда значительно медленнее.

Что лучше использовать для герметизации соединений?

Можно использовать герметики, стойкие к гликолевым смесям или шелковистый лен, но без подмазки масляной краской.

Может ли теплоноситель стать причиной завоздушивания системы?

Теплоноситель “Термострим” не влияет на образование пустот, заполненных кислородом или газообразованиями. Причины следует искать в ошибках проектирования или монтажа оборудования: маленький расширительный бак, гальванический эффект несовместимых элементов, неверно выбранные места установки воздухоотводчиков, неправильная настройка термостатов и т.д.

Чем отличаются системы с естественной и принудительной циркуляцией?

Основное отличие системы с принудительной циркуляцией теплоноситель по контуру отопления заставляет двигаться насос. В системе с естественной циркуляцией насоса нет. Роль насоса в ней выполняет гравитационная сила, возникающая за счет разности плотности (удельного веса) теплоносителя в подающей и обратной трубах (плотность горячей воды меньше, т.е. она легче, чем холодная). Для системы с естественной циркуляцией нужны трубы большого диаметра, чем в системах с принудительной циркуляцией.

Влияет ли теплоноситель на выбор циркуляционного насоса для этой системы?

Да, влияет. Т.к. применяемые жидкости имеют различную вязкость (вязкость антифриза выше вязкости воды).

Чем отличается двухконтурный котел от одноконтурного?

Двухконтурным называется котел, обеспечивающий не только отопление (1-ый контур), но и подготовку горячей воды для душа, кухни и т.п. (2-ой контур).

Зачем в закрытых системах отопления устанавливают мембранный расширительный бак?

Мембранный расширительный бак служит для компенсации температурного расширения теплоносителя.

Как правильно подобрать мощность отопительного котла?

Для точного определения требуемой мощности надо проводить расчет теплопотерь с учетом площади дома, высоты потолков, материала стен, количества окон и многих других факторов. Для предварительного подбора можно пользоваться следующей формулой: на 10 кв.м площади требуется примерно 1 кВт мощности (при высоте потолков до 3 м и хорошей теплоизоляции здания).

Каковы плюсы и минусы систем с принудительной и естественной циркуляцией?

Единственный плюс систем с естественной циркуляцией — отсутствие насоса, а, следовательно, они могут работать независимо от наличия электричества. К минусам систем с естественной циркуляцией можно отнести: требует монтажа труб большего диаметра (дороже и менее эстетично), невозможность автоматического регулирования, больший расход топлива. Единственный минус систем с принудительной циркуляцией — зависимость от электроэнергии. Плюсы: более комфортны (возможность поддерживать заданную температуру в каждой комнате), не требуют труб большого диаметра (эстетичнее и дешевле).

Для чего служат терморегуляторы на радиаторах  позволяющие автоматически поддерживать заданную температуру.

Такие регуляторы состоят из двух частей:

  1. регулирующего крана,
  2. термоголовки.

С помощью термоголовки вы задаете требуемую температуру воздуха. В ней же находится специальный состав, который расширяется при увеличении температуры в помещении и механически воздействует на регулирующий кран. Работа происходит следующим образом. Когда температура воздуха в помещении становится выше заданной, доступ горячей воды в радиатор сокращается, а при понижении температуры в помещении — доступ воды в радиатор увеличивается.

Чем мембранный бак лучше открытого?
Основные преимущества мембранного бака:

бак можно расположить там же, где и котел, т.е. нет необходимости тянуть трубу на чердак,
нет контакта воды и воздуха, а, следовательно, и возможности растворения в воде дополнительного кислорода (что продлевает срок «жизни» радиаторам и котлу),
есть возможность создать дополнительное давление даже в верхней точке системы отопления, что уменьшает риск образования воздушных «пробок» в верхних радиаторах.

Почему радиаторы рекомендуют устанавливать под окнами?

Это делается для того, чтобы теплый воздух, поднимающийся от радиатора блокировал движение холодного воздуха от окна.

Двухтрубные и однотрубные системы отопления. Чем они отличаются? Какая лучше?

При двухтрубной разводке к каждому радиатору подведено две трубы — «прямая» и «обратная». Эта разводка позволяет иметь одинаковую температуру теплоносителя на входе во все приборы. При однотрубной разводке теплоноситель переходит последовательно от одного радиатора к другому, при этом остывая. Т.о. последний радиатор в цепочке может быть значительно холоднее первого. Если вы заботитесь о качестве системы отопления — выбирайте двухтрубную систему, позволяющую регулировать температуру в каждой комнате. Единственный плюс однотрубной системы — более низкая цена.

Что может быть применено в качестве теплоносителя в системе отопления?

В качестве теплоносителя для систем отопления может использоваться либо вода, либо специальный антифриз (низкозамерзающий теплоноситель). Если нет опасности размораживания системы отопления вследствие прекращения работы котла (из-за перебоев в подаче электроэнергии, из-за падения давления газа или по другим причинам), то систему можно заполнить водой. Лучше если это будет вода дистиллированная. При этом желательно, чтобы в воде были специальные присадки способные «продлить жизнь» системе отопления (ингибиторы коррозии и т.д.). В случае же, если размораживание системы возможно, то стоит рассмотреть вариант с применением теплоносителя -это должен быть не автомобильный тосол, трансформаторное масло или этиловый спирт, а низкозамерзающий теплоноситель, специально разработанный для систем отопления. Надо помнить, что теплоноситель должен быть пожаробезопасным и не содержать в своем составе добавок недопустимых к применению в жилых помещениях.

Каков срок службы теплоносителя?

Если говорить о продолжительности службы теплоносителя, то антикоррозионные свойства антифриза рассчитаны на 5 лет непрерывной работы или 10 отопительных сезонов.

Как перевести мощность оборудования из «кВт» в «Гкал»?

Соотношение следующее: 100 кВт = 0,086 Гкал.

Какие преимущества закрытой системы отопления по сравнению с открытой?

Основными преимуществами являются следующие:

  1. отсутствие завоздушивания системы,
  2. нет испарения теплоносителя.

Можно ли отопить дом с помощью «теплого пола», без радиаторов?

Обычно напольного отопления недостаточно для обогрева помещения в самое холодное время года и его используют в качестве дополнительного для повышения комфортности. Важно иметь в виду, что температура теплого пола устанавливается не более 30 °С, т.к. при более высоких значениях ходить по полу неприятно.

Как тип теплоносителя (вода или антифриз) влияет на выбор радиаторов?

Да, т.к. теплоемкость теплоносителя примерно на 15-20% ниже, чем у воды (т.е. он хуже накапливает тепло и хуже отдает его), то при проектировании системы отопления с теплоносителем радиаторы следует выбирать более мощные.

Как перевести давление указанное в «атм» в «мм водяного столба»?

Соотношение единиц давления следующее: 0,01 атм = 100 мм вод. ст. = 1кПа = 10 мбар

Какие плюсы имеет двухступенчатый котел по сравнению с одноступенчатым?

Т.к. полная мощность котла требуется примерно 15% отопительного сезона, а 85% времени она является излишней, то понятно, что экономичнее использовать котел с двумя уровнями мощности. Основными плюсами двухступенчатого котла являются:

  • увеличение срока эксплуатации котла, за счет снижение частоты включений/выключений горелки примерно на 70%,
  • работа на 1-ой ступени с пониженной мощностью и снижение количества включений/выключений горелки позволяет экономить газ, а, следовательно, и деньги.

меньшее количество дымовых газов и меньшее количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосфере.

Правда ли, что при монтаже циркуляционного насоса надо обязательно сделать так, чтобы его вал находился в горизонтальном положении. Зачем это нужно?

Очевидно, что речь идет о монтаже циркуляционного насоса с мокрым ротором. Смазка подшипников такого насоса осуществляется теплоносителем системы отопления. Также теплоноситель выполняет функцию охлаждения. Понятно, что для этого должна быть обеспечена непрерывная циркуляция воды через гильзу насоса. Отсюда вытекает обязательное требование к монтажу насосов с мокрым ротором — их вал всегда должен находиться в горизонтальном положении.