Пропиленгликоль в отоплении без насоса

Самостоятельное применение пропиленгликоля в системах отопления частного дома

Вода в качестве теплоносителя, при всей своей доступности и отличных теплофизических характеристиках обладает в то же время существенным недостатком. В случае непредвиденного прекращения ее циркуляции в отопительной системе трубы при минусовых температурах обречены на разрушение.

Можно, конечно, использовать и отопительные контуры на основе гелиосистем, но это возможно далеко не во всех случаях.

Поэтому при разработке и установке систем индивидуального отопления все чаще обращают внимание на использование альтернативных теплоносителей на основе незамерзающих жидкостей. Пропиленгликоль для систем отопления в этом списке по праву стоит на первом месте.

Применение пропиленгликоля в системах отопления частного дома

В чем преимущества пропиленгликоля как теплоносителя

Пропиленгликоль (синонимы: 1,2-пропиленгликоль, (С₃Н₆(ОН)₂ или, точнее, монопропиленгликоль) представляет собой прозрачную вязкую жидкость. Он не токсичен, более того, разрешается к использованию в парфюмерии, а также в пищевой промышленности как пищевая добавка, имеющая, по европейской классификации, шифр Е1520.

В чистом виде пропиленгликоль используется мало, главным образом, из-за дороговизны производства. Между тем, именно эта незамерзающая жидкость для систем отопления рекомендуется к применению в отопительных системах домов, подверженных риску замерзания теплоносителя при неудовлетворительных условиях его циркуляции.

Применяемую водную смесь составляют около 46% пропиленгликоля и примерно 4% различных карбоксилатных присадок (используемых главным образом для снижения вязкости рабочей среды, а также с целью снижения его коррозионной активности).

Как антифриз для систем отопления теоретически возможно применение и других жидких рабочих сред – например, этиленгликоля или глицерина. Но этиленгликоль (теоретически имеющий определенные преимущества перед пропиленгликолем) весьма ядовит, а глицериносодержащие антифризы как потенциальные теплоносители уступают пропиленгликолю по своим эксплуатационным параметрам.

Каким требованиям должен удовлетворять антифриз для систем отопления

Пропиленгликоль для системы отопления

В первую очередь рассматриваются такие показатели, как:

температура кипения;
способность к кристаллизации при пониженных температурах.

Большее эксплуатационное значение имеет второй из них, поскольку представить себе отопительную систему дома, в которой внезапно вышел из строя циркуляционный насос, в то время, как котел исправно продолжает нагревать теплоноситель, довольно сложно.

Без термодатчиков и узлов контрольно-управляющей автоматики никто такую систему к эксплуатации не допустит. В то же время «нежелание» пропиленгликоля кристаллизовываться при пониженных температурах (вместо этого образуется гелеподобная масса, объем которой практически не изменяется) обеспечит целостность трубопровода даже при прекращении циркуляции в нем данного теплоносителя.

Пропиленгликоль имеет температуру кристаллизации 60°С, а в разбавленном состоянии – не выше -30°С, чего оказывается вполне достаточным для большинства форс-мажорных ситуаций. Концентрацию пропиленгликоля, впрочем, можно и поднять. Это бывает нужно в тех случаях, когда заказчику требуется иметь гарантированный запас по незамерзанию рабочей среды в системе отопления дома.

Преимущества пропиленгликоля как теплоносителя

Помимо вышеперечисленных особенностей, данная жидкость обладает еще одним преимуществом по сравнению с водой. Во многих случаях отопительные трубопроводы в доме прокладываются на базе обычных стальных труб. В условиях повышенных температур воды это способствует интенсивной коррозии внутренних поверхностей таких трубопроводов. В отличие от воды, пропиленгликоль с присадками подобной коррозионной активностью не обладает.

Схема работы антифриза

Вторым важным преимуществом является то, что пропиленгликоль для систем отопления имеет высокое значение диэлектрической постоянной, которая в 32 раза превышает аналогичный показатель для воды. Это означает что в трубопроводах, где прокачивается теплоноситель на основе пропиленгликоля, резко снижается опасность возникновения блуждающих токов, которые, в конечном счете, вызывают появление трещин, свищей и прочих дефектов поверхности трубопроводов. Пропиленгликоль для систем отопления делает возможным применение трубопроводов, изготовленных и из других материалов:

медных;
латунных;
пластиковых с резиновым внешним контуром.

Естественно, что при этом снижается и стоимость регламентных работ при подготовке трубопроводов к работе в холодное время года.

Бытовой антифриз для систем отопления: особенности применения

Температура замерзания водного раствора пропиленгликоля

При замене теплоносителя с воды на пропиленгликоль обязательным будет проведение следующих работ:

тщательная промывка труб после их опрессовки под необходимым давлением;
очистка трубопроводов от замеченных участков ржавчины, особенно в застойных местах;
очистка минеральных отложений в уплотнительных элементах.

Подобные работы необходимо периодически проводить даже тогда, когда пропиленгликолевый теплоноситель используется не первый год. Дело в том, что в процессе своей прокачки по трубам пропиленгликоль, как и любая другая незамерзающая жидкость, постепенно насыщается катионами железа и меди.

Это ухудшает эксплуатационные показатели теплоносителя. В частности, возрастает плотность смеси, что приводит к увеличению энергозатрат при прокачке и одновременно увеличивает коррозионную активность той структурной части пропиленгликоля, которая не связана ингибирующими присадками.

Обустройство контура с использованием пропиленгликоля своими руками

Особое внимание уделяется вопросам герметизации отопительного контура, поскольку малейшие утечки незамерзающей жидкости для систем отопления приводят к тяжелым последствиям. Также стоит ознакомиться с особенностями изменения теплофизических характеристик данного теплоносителя.

Выбор теплоносителя для системы отопления

Многие небезосновательно полагают, что бытовой антифриз для систем отопления представляет собой источник повышенной опасности:

При покупке необходимо проверить наличие сертификата качества. В некоторых случаях за пропиленгликоль для систем отопления могут выдаваться различные жидкие смеси, выпускаемые под звучными названиями – «незамерзайка», раствор изопропилового спирта (CH₃CH(OH)CH₃) в воде и пр. Такие составы недопустимо применять в системах отопления, поскольку совершенно не гарантируется соблюдение необходимых теплофизических свойств полученной смеси.
Особо опасным при получении своими руками подобной «незамерзайки» является невозможность контроля фактической температуры кристаллизации рабочей среды. Например, для пропиленгликоля минимум температуры кристаллизации/замерзания вещества составляет -60°С, при концентрации пропиленгликоля 70%. Фасованная незамерзайка может быть произведена на основе не только изопропилового, но и метилового спирта. Оба этих вещества являются чрезвычайно токсичными, и в случае аварии трубопровода все проживающие в доме могут получить тяжелые отравления.
«Незамерзайка» используется в основном для очистки стекол автомобилей, и поэтому ее пагубное воздействие на резинотехнические детали минимально. В то же время теплоноситель в системе отопления постоянно контактирует с уплотнительными элементами трубопроводов, поэтому низкая их стойкость в данном случае предопределена.

Ввиду этих особенностей при обустройстве своими руками отопительного контура с применением в качестве теплоносителей незамерзающих жидкостей следует ориентироваться на специализированные составы, рекомендуемые для систем отопления.

Особое внимание при обустройстве системы отопления своими руками следует уделить и выбору котла: большинство импортных конструкций на работу с незамерзающими жидкостями не рассчитаны, поэтому возможны проблемы с гарантийным ремонтом такого оборудования.

Источник статьи: http://heatinginfo.ru/samostoyatelnoe-primenenie-propilenglikolya-v-sistemah-otopleniya-chastnogo-doma/

Теплоноситель на основе пропиленгликоля для систем отопления

В качестве наполнителя нагревательных контуров и радиаторов применяется пропиленгликоль для отопления. В замкнутой системе энергоноситель не должен содержать примеси, химические вещества, щелочи и соли, способствующие коррозии. Использование готового теплоносителя повышает эксплуатационные характеристики котла, снижает разрушение внутренней поверхности труб, батарей.

Особенности водяной системы отопления

Пропиленгликоль в системе отопления позволяет избежать коррозии и накипи

В состав входит нагревательный котел, сеть трубопроводов, батареи, циркуляционная помпа, коллекторы, внешние измерители температуры, термостаты. Вода проходит сквозь теплообменник агрегата, нагревается и по трубам поступает в радиаторы отапливаемого пространства. Энергоноситель отдает тепло через батареи и возвращается к источнику. Теплоноситель передвигается естественным способом или с помощью помпы.

гравитационное (естественное);
принудительное.

Работа управляется датчиками и термоголовками в автоматическом режиме или координируется вручную. В системе температура регулируется отдельно на всех приборах, что дает экономию топлива. В магистрали используется теплоноситель на основе пропиленгликоля, это продлевает срок службы оборудования и приборов. В трубах не откладывается осадок, поэтому отдается 80–90% тепла.

Недостаток воды в том, что она замерзает в неотапливаемых строениях, разрывает коллекторы и радиаторы. Добавление соли проблему не решает, т. к. ведет к активизации коррозии, включение в состав теплоносителя антифриза повышает стоимость отопления.

Описание пропиленгликоля

Для редко посещаемого дачного дома лучше использовать незамерзающую жидкость

Вещество активно используется в отопительных контурах по причине нетоксичности и безопасности. Представляет собой вязкую жидкость без цвета со свойственным запахом, которая применяется во многих отраслях хозяйствования.

раствор выдерживает без изменения состояния температуры от -40 до +100°С, для чистой субстанции рабочие параметры в диапазоне -60 — +185°С;
вещество содержит до 5% карбоксилатов, защищающих внутренность трубы от разрушения;
в состав гликоля для отопления вводят антикоррозионные, противонакипные и стабилизирующие добавки.

Плотность пропиленгликоля меньше, чем у глицерина и этиленгликоля, но больше аналогичного показателя этанола. Вязкость субстанции больше, чем у спиртов и этиленгликоля, особенно в условиях холода. Производится вещество из окиси пропилена методом гидратации при +160 — +200°С под давлением в 1,6 Мпа.

Реакция протекает в вакууме, в процессе выделяется:

пропиленгликоль – 85%;
дипропиленгликоль – 13%;
трипропиленгликоль – 2%.

Готовый продукт хранится год без изменения качеств. После этого вещество делится на присадки и основу, что снижает теплоемкость пропиленгликоля.

Технические характеристики

Если добавить 54% незамерзайки в теплоноситель, жидкость начнет замерзать при минус 40 градусах

Продукт находит применение в качестве основы для энергоносителя, с которым система не боится замерзания. Могут использоваться недорогие трубы, т. к. вещество содержит противокоррозионные компоненты.

Температура замерзания в зависимости от концентрации пропиленгликоля:

содержится 54% вещества – энергоноситель замерзает при -40°С;
48% – -30°С;
39% – -20°С;
25% – -15°С;
15% – -5°С.

В системе с веществом используются накопительные бойлеры, в отоплении с этиленгликолем применение таких агрегатов по инструкции не положено. Недостатком пропиленгликоля, как и этиленгликоля, считается повышенная текучесть, из-за чего жидкость проникает в щели, недоступные для воды. Сварка швов и соединения фитингами выполняются тщательно, чтобы исключить протечки.

Теплоноситель пропиленгликоль используется только в системе с соответствующими техническими характеристиками, поэтому замена воды не всегда приводит к хорошим результатам. Производители радиаторов указывают в паспорте соответствие изделий тем или иным видам энергоносителя.

Продукт смешивается с водой, спиртами, этиленом, кислотами, органикой карбонильной группы, аминами и азотосодержащими растворами.

Достоинства и недостатки

Чтобы не образовывалась накипь, пропиленгликоль смешивают с дистиллированной водой

В воде при температуре свыше +75°С разлагаются карбонаты, откладывается накипь. Пропиленгликоль ингибирует процесс коррозии, идеально, если вещество добавляется в дистиллированную жидкость.

Преимущества применения энергоносителя с присадками:

предохраняет отопительный контур и приборы от разрыва при морозе, замерзание происходит медленно с постепенным кристаллообразованием;
замерзшее вещество в трубах получает рабочую консистенцию при запуске отопительного агрегата;
второй по экологической безопасности теплоноситель после воды, длительное вдыхание паров, проглатывание, попадание на кожу не опасно;
при контакте с отделкой пола и стен не повреждает материалы;
способствует быстрому нагреву и медленному охлаждению системы;
снижает гидравлическое сопротивление и улучшает функционирование помпы в обратной ветке;
снижает потребление электричества при прокачке энергоносителя, благодаря невысокой плотности.

К недостаткам относится высокая стоимость по сравнению с другими типами. Но дороговизна оправдывается минимизацией ремонтов, снижением количества топлива и трудовых затрат. Вещество не применяется в магистралях отопления, где есть оцинкованные элементы.

Различия пропиленгликоля с этиленгликолем

При нагревании этиленгликоля происходит расширение жидкости на 1,5%

Этиленгликоль является органическим кислотосодержащим раствором, представителем многоатомных спиртов. Это бесцветная прозрачная жидкость маслянистой густоты без запаха. Попадание в организм вызывает токсическое отравление.

Отличия от пропиленгликоля:

при замерзании объем воды с пропиленгликолем увеличивается только на 0,1%, а теплоноситель с этиленгликолем становится больше на 1,5%;
энергоноситель с пропиленгликолем выдерживает испарение воды из раствора и не замерзает до -60°С, этиленгликоль кристаллизируется при -13°С, глицерин – +17°С;
токсичность пропиленгликоля ЛД50 от 20 до 30 тыс. мг/кг, аналогичный показатель этиленгликоля – ЛД52 – 4700 мг/кг.

Токсическое вещество быстро всасывается в организм, вызывает отек легких и сердечную недостаточность. Вещество не используется в открытых системах, т. к. проникает через кожу и при дыхании. Отработанный энергоноситель на основе этиленгликоля не выливается в грунт или канализацию, а отдается на переработку.

Критерии выбора

Материалы радиаторов должны совмещаться с химическим составом теплоносителя

При определении вида учитывается рабочая температура, при которой энергоноситель существует определенное время без разложения. Свойства жидкостей описаны и позволяют сделать выбор присадки по характеристикам отопительной системы.

теплоемкость показывает объем энергоносителя, который обеспечит нужное тепло за единицу времени;
коррозионная активность говорит о необходимости выбора труб и батарей и о невозможности применения с некоторыми материалами;
вязкость определяет скорость передвижения жидкости, влияет на протечки, коэффициент передачи тепла, показатель меняется при нагревании или охлаждении;
показатель смазывания ограничивает использование некоторых материалов и конструкций разных механизмов, контактирующих с продуктом.

Имеет значение безопасность для человека, способность вызывать ожоги, токсические отравления. Учитывается предел возгораемости, возможность порчи предметов при разливе из системы.

Область применения и особенности использования пропиленгликоля

Если нужно долить теплоноситель, всю жидкость из системы сливают, затем закачивают новую

Вещество применяют при выпуске полиэфирных ненасыщенных смол для строительной и автомобильной промышленности, в производстве алкидных мастик и полиуретанов. Продукт используется при изготовлении кремов, паст, моющих препаратов в косметическом и фармацевтическом производстве. Пищевая отрасль применяет пропиленгликоль для растворения добавок, использует бактерицидные и консервирующие характеристики.

Вещество употребляется при производстве антифризов, тормозных, антиоблединительных жидкостей, служит пластификатором при выпуске поливиниловых пленок и целлофана. Пропиленгликоль заправляют в приборы для визуального дыма при сценических представлениях.

Из-за потери жидкости в контуре часто есть необходимость смешивать этиленгликоль и пропиленгликоль в системе отопления. Перед заливкой нужно провести тест на совместимость. Эти вещества сочетаются, но производители применяют разные добавки, которые при соединении могут давать осадок. Идеальным решением является полное сливание теплоносителя перед новой заливкой.

Энергоноситель на основе пропиленгликоля можно использовать в отопительных магистралях, которые частично проходят снаружи дома или на чердаке. Теплоноситель заливается в контур под давлением или вручную, но предварительно система проходит гидравлические испытания. В течение эксплуатации берутся пробы энергоносителя и проверяется пригодность в лаборатории.

Источник статьи: http://strojdvor.ru/otoplenie/teplonositel-na-osnove-propilenglikolya-dlya-sistem-otopleniya/