ТЕПЛОНОСИТЕЛИ Плюсы и минусы различных видов. Почему нужно выбирать теплоноситель на основе пропиленгликоля.
! Характеристики теплоносителя зависят от характеристик основного вещества, на основе которого он изготовлен.
ВОДА КАК ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ
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
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. *** Работающие в системе с глицерином насосы должны быть намного мощнее тех, что работают с водой или гликолевыми антифризами.
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: - при длительном нагревании свыше 90 о С разлагается с образованием паров легковоспламеняющихся токсичных веществ, в т.ч. акролеина, ацетона.****
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.
* – 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 (I класс опасности — чрезвычайно опасные вещества, ГОСТ 12.1.007-76), 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
Страхует систему от размораживания.
Хорошие теплофизические свойства.
Низкие показатели отложения солей и накипи.
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.
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.
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
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.
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.
*Даже учитывая обширные территории России с холодным климатом такие температуры в основном маловероятны.