В якості теплоносія в опаленні найчастіше використовується вода, проте іноді застосовують і антифриз. Навіщо необхідно його використання і як вибрати антифриз для систем опалення ми розглянемо нижче.

Універсальним теплоносієм для систем опалення довгий час вважалася винятково вода. Цьому сприяли її фізико-хімічні властивості, у тому числі питома теплоємність рівна 4,169 кДж/кг.
Існує кілька факторів, які обмежують використання води в якості універсального теплоносія:
1. Температура переходу речовини з рідкого стану в твердий, яка для води досить висока (0 °С);
2. При замерзанні об'єм води збільшується в середньому на 10 %, що призводить до пошкоджень мереж, в яких перебуває вода при замерзанні.
Тому для вирішення певних завдань необхідно використовувати теплоносії з більш гнучкими властивостями. Оптимальна й ефективна робота може бути забезпечена тим, що використовується в якості теплоносія замість води антифриз для системи повітряного опалення.

Тут мова йде не про таких рідинах, як автомобільний тосол, етиловий спирт або трансформаторне масло. Для опалювальних мереж підходить найкраще саме антифриз.
У цьому випадку головна вимога до теплоносія - безпека з точки зору займистості або горючості. Також існують певні обмеження з точки зору нормативів для житлових приміщень або хімічної активності при реагуванні з металами.

Типи антифризів для опалення
Антифриз для опалення створений на основі водних розчинів етиленгліколю та пропіленгліколю. Ці сполуки в чистому вигляді являють собою досить агресивні середовища для опалювальних систем. Однак існують спеціальні присадки для захисту від корозії, появи піни, накипу, пошкодження окремих елементів мережі та арматури.
Ці присадки значно збільшують термічну стійкість, яка забезпечується в діапазонах температур від - 70 до + 110 °С. Зазначається відсутність термічної деструкції навіть при температурі + 165 - + 175 °С.
Антифриз в системі опалення нормально реагує на матеріали, які застосовуються в опалювальних мережах:
• гума;
• еластомери;
• пластик.
Этиленгликолевые антифризи

Вітчизняні антифризи для систем опалення, які широко представлені на ринку, створені на основі етиленгліколю.
Вони виготовляються в таких варіантах виконання:
• температура замерзання до - 30 °С;
• температура замерзання - 65 °С.
Заповнення системи опалення антифризом починається з приготування розчину. Для цього його необхідно своїми руками розбавити водою. Ціна етиленгліколю невисока, тому антифриз на його основі зазвичай не дуже дорогий. Істотний недолік етиленгліколю - висока токсичність при потраплянні на тіло, так і при вдиханні випарів. Смертельна доза цієї речовини для людини становить 250 мл.

Цей недолік обмежує використання антифризів на основі етиленгліколю в двоконтурних мережах теплопостачання, в яких теплоносій може потрапити в контур для гарячої води. Тому застосування таких антифризів обмежується тільки одноконтурними системами опалення.
Важливо! З метою безпеки антифриз на основі етиленгліколю забарвлюється в червоний колір. Так легше виявити його витік.
Пропиленгликолевые антифризи
В кінці минулого століття на ринки західних країн надійшли нетоксичні антифризи, які виготовлялися на основі пропіленгліколю. Перевага цих антифризів - повна нешкідливість. Ця якість є самим важливим для двоконтурних систем теплопостачання. Ці антифризи теж з'явилися на нашому ринку. Інструкція дозволяє їх використовувати при температурі до 35 °С.

Важливо! Для ідентифікації антифризів з пропіленгліколю його фарбують у зелений колір.
Пропіленгліколь є затвердженої харчовою добавкою Е1520, яка часто зустрічається в кондитерських виробах в якості агента, який сприяє пом'якшенню, утриманню вологи і дисперсії речовини.
Триэтиленгликолевые антифризи
При високих робочих температурах (до 180 °С) застосовують антифризи на основі триэтиленгликоля. Ця речовина має високі показники температурної стабільності. Однак такі теплоносії не є продукцією для широкого використання. Зазвичай триэтиленгликолевые антифризи використовуються в спеціальних системах опалення, у яких радіатори опалення для антифризу також розраховані на високі температури.

Склад і властивості антифризів
Перед тим, як закачати антифриз в систему опалення, необхідно ознайомитися з інформацією про теплотехнічних властивостях розчинів этиленгликолевых антифризів.
Основними складовими компонентами таких розчинів є етиленгліколь і вода (близько 95 %). Інші елементи цих рідин складають різні присадки.

Співвідношення етиленгліколю і води між собою визначають фізико-хімічні характеристики антифризу:
• температуру замерзання;
• температуру кипіння;
• в'язкість;
• теплопровідність;
• теплоємність;
• об'ємне розширення.

Індивідуальні характеристики кожного конкретного типу антифризу визначає пакет присадок.
Саме від цих компонентів залежать такі характеристики як:
• антикоррозийность;
• антикавитационность;
• строк роботи;
• ціна.

Головне завдання присадок при використанні антифризів - захист металів від корозії. Дослідження показали, що присадки значно зменшують корозію внутрішніх стінок (до 100 разів).
Шар іржі на внутрішніх стінках трубопроводів і опалювальних приладів має погану теплопровідність (в 50 разів менше, ніж сталь), стаючи, таким чином, ізолятором тепла. До
крім цього за рахунок корозії звужується внутрішній просвіт трубопроводів. З-за цього збільшується гідродинамічний опір, і швидкість руху теплоносія по трубопроводах знижується. Це збільшує енергетичні витрати.
Частинки іржі в теплоносії призводять до розгерметизації підшипників циркуляційних насосів, засмічують теплообмінні канали, елементи опалювальних котлів, викликають до протікання і пошкодження цілих елементів опалювальних систем.

Важливо! Використання присадок захищає метали опалювальних мереж від корозійних пошкоджень і збільшує термін служби цих елементів на 10 - 15 років.
Застосування розчинів антифризів на основі етиленгліколю або пропіленгліколю без присадок призводить до великих втрат в економічному плані, ніж вартість пакету присадок.
Рекомендації щодо застосування антифризів
Продаються такі речовини або в готовому до використання вигляді, або в концентрованому вигляді. В концентраті антифризу міститься тільки головний компонент теплоносія - етиленгліколь або пропіленгліколь. Звичайна пропорція розведення концентратів для нашого клімату - на одну об'ємну частину концентрату беруться дві об'ємні частини води.

1. Готові для використання антифризи вже містять воду і є 45% розчинами концентрованого базового компонента. Вони розраховані на застосування при температурі до - 30°С;
2. Перед тим як заповнити антифризом систему опалення концентрат найкраще розвести дистильованою або фільтрованої і відстояною водою;
3. Безпечна концентрація етиленгліколю у воді - до 1 г/л. В такій концентрації він не завдає шкоди навколишньому середовищу;
4. Разом з цим необхідно звернути увагу на той факт, що антифриз характеризується значно меншим коефіцієнтом поверхневого натягу (порівняно з водою). Це призводить до того, що теплоносій на його основі має велику текучість і легше проникає в пори і тріщини;
5. У середовищі етиленгліколю гума набухає повільніше, ніж у воді. Тому при заміні теплоносія з води на антифриз в старих мережах можуть з'явитися протікання.

Важливо! В системах опалення, у яких заливається антифриз не можна використовувати оцинковані елементи. При температурі вище +75 ° С шар цинкового покриття відшаровується від металу. Після він буде осідати всередині опалювального котла, при цьому антикорозійні характеристики антифризу значно знижуються. Тому радіатори опалення під антифриз не повинні бути оцинкованими.

Термін експлуатації
Термін експлуатації теплоносія на основі антифризу залежить від режиму експлуатації. Не радиться використовувати такі розчини при температурі близької до кипіння (105 - 120 °С). При місцевому нагріванні до температури вище + 175 °С відбувається термічне розкладання компонентів антифризу (насамперед етиленгліколю). Внаслідок цього буде утворюватися нагар на елементах нагріву, виділятися газоподібні продукти розпаду і руйнуватися антикорозійні присадки.

До того, як заповнити систему опалення антифризом, необхідно забезпечити належну циркуляцію теплоносія. Крім цього необхідно дотримуватися правильне розміщення нагрівальних елементів, щоб теплоносій не перегрівався і внаслідок цього не пригорав.
На практиці в мережах необхідно здійснювати розрахунки теплообмінних процесів з метою визначення ефективності для конкретного теплоносія, а також щоб здійснювати необхідну циркуляцію теплових потоків.
Такі розрахунки робляться на основі табличних даних для коефіцієнтів, які входять в рівняння подібності:
• число Рейнольдса;
• число Прандтля.

Важливим критерієм ефективності використання антифризів в якості теплоносія є дотримання герметичності опалювальної системи. Головний компонент таких розчинів - етиленгліколь, який окислюється на повітрі. При підвищенні температури цей процес прискорюється приблизно в два рази з підвищенням температури на кожні 10 °С.
При окисленні етиленгліколю утворюються гликолаты. Ці сполуки руйнують хімічну структуру присадок і призводять до окислення стінок трубопроводів мереж і до корозії. З цієї причини необхідно в опалювальних мережах застосовувати герметичні закриті розширювальні бачки.
Температура замерзання
При експлуатації антифризу необхідно визначити оптимальне співвідношення концентрації розведення основного компонента.

Якщо концентрація етиленгліколю буде високою, то це призводить до наступних наслідків:
• підвищується ціна;
• збільшується динамічна в'язкість рідини;
• знижується ефективність теплопередачі;
• створюється додаткове навантаження на насосне обладнання.
Тому важливо визначити, як відбувається замерзання водно-этиленгликолевого розчину. Цей процес проходить у декілька етапів. Для води цей процес проходить в один етап (рідина - лід).

Антифриз замерзає не відразу. Спочатку в ньому утворюються кристали, які вільно переміщаються всередині рідини. З пониженням температури вміст кристалів збільшується і, врешті-решт, ця суміш повністю твердне. Причому при замерзанні розчин розширюється незначно.

Висновки
Антифриз для системи опалення використати має сенс, коли дійсно є ймовірність того, що вода всередині мережі може замерзнути. При цьому слід визначати оптимальну концентрацію розчину для ефективної роботи всієї опалювальної системи і приймати до уваги вимоги техніки безпеки.