Первое что мы сделаем — определимся с видами теплоносителя, которые будут рассматриваться в данной статье, а именно:

• Этиленгликолевые;

• Пропиленгликолевые;

• Глицериновые.

Все они являются водными растворами с добавлением присадок (в основном, антикоррозийных). 

И во всех них температура замерзания, главным образом, определяется процентным содержанием основного вещества в объеме жидкости.

Указанные присадки несут важную роль, так как связывая активный кислород уменьшают окислению материалов системы отопления и повышают ее долговечность. Кроме того, эти добавки могут выполнять дополнительные функции по сокращению накипи, уменьшению пенообразования, препятствованию образования водорослей в теплых полах и так далее. 

И так, рассмотрим подробней.

О видах теплоносителей

Теплоноситель на основе этиленгликоля

Формула основного вещества: С₂Н₆О₂.

Часто его называют: гликоль, 1,2-этандиол, МЭГ, моноэтиленгликоль, диоксиэтан.

В целом, — это двухатомный спирт, выглядящий как маслянистая жидкость без выраженного запаха и цвета. На вкус чуть сладковатый. В промышленности его производят при температурной или каталитической гидратацией оксида этилена.

Недостатки и преимущества

	Возможность получения самой низкой температуры замерзания среди рассматриваемых вариантов; Низкая цена; Небольшое количество отложений в системе.

Высокая токсичность (50-150 мл хватит для отравления со смертельным исходом); Разложение при превышении температуры эксплуатации; Большая вязкость при низких температурах (затрудняет запуск холодной системы и требует специальных процедур); Едкость (способны разъедать резину), поэтому уплотнители должны быть из более стойких материалов, таких как паронит. А при протечках придется менять элементы интерьера.

График начала кристаллизации раствора этиленгликоля 

На рисунке показана зависимость температуры замерзания от содержания основного вещества в растворе воды. Значения могут отличаться от табличных, так как показывают начало образования кристалликов, а не полное завершение процесса.

Щелкнув мышкой по рисунку на десктопе или указав пальцем в телефоне можно его увеличить.

Теплоноситель на основе пропиленгликоля

Формула основного вещества – C₃H₈O₂.

Называют так же – пропандиол-1,2.

Жидкость является прозрачным бесцветным веществом без явного запаха со сладковатым вкусом. Ее плотность ниже глицерина и этиленгликоля. 

Основной способ получения - гидратации оксида пропилена.

Недостатки и преимущества

	Не токсичен (вещество является элементом пищевых добавок); Безопасность (протекшую жидкость можно собрать тряпкой); Допустимость использования для альтернативных источников энергии (например, солнечных коллекторов).

Выше стоимость; Отставание от этиленгликоля по теплофизическим параметрам, большая степень вязкости (до 10-20%); Повышенная текучесть при отрицательных температурах.

График начала кристаллизации раствора пропиленгликоля

Схема демонстрирует зависимость температуры замерзания от содержания основного вещества в растворе воды. Как и ранее, данные могут отличаться от табличных, так как показывают начало образования кристалликов, а не полное завершение процесса. 

Выбрав изображение можно его увеличить для более подробного рассмотрения.

Общий недостаток всех теплоносителей из гликоля — требование замены или регенерации через 5-7 лет. 

По окончании гарантийного срока они должны проверяться и на основе проверки либо можно будет продолжать эксплуатацию или заменить/восстанавливать.

Теплоноситель на основе глицерина

Формула основного вещества – C₃H₅(OH)₃

Называют так же –  глицерóл, пропантриол-1,2,3.

Это простейший вариант трёхатомных спиртов и является не токсичной вязкой прозрачной жидкостью со сладким вкусом. 

Производится совершенно разными способами, из которых самый древний - при гидролизе (омыление) жиров.

	Безвреден для окружающей среды и человека; Относительно дешевый; Долговечен (8-10 лет службы); Отсутствие расширения при низких температурах; Низкая температура замерзания и высокая — кипения; Нейтральность к резине и цинку.

Стандартов качества этой продукции нет, поэтому существует вероятность приобрести не подходящий товар; Теплоемкость довольно низкая, а плотность и вязкость высокая (дополнительная нагрузка на элементы отопления); Образование пены при превышении допустимой температуры эксплуатации (обязательны специальные присадки); Термическая неустойчивость (при длительном нагреве до 120°С разлагается на ацетон и акролеин).

График начала кристаллизации раствора глицерина

Диаграмма показывает зависимость температуры кристаллизации от содержания основного вещества в растворе воды.   

Выбрав изображение можно его увеличить для более подробного рассмотрения.

Наш выбор

Так как основным сектором покупателей, которые задаются вопросом выбора вида теплоносителя являются "частники", то мы бы рекомендовали использовать незамерзайку на пропиленгликолевой основе. В настоящее время в структуре расходов эксплуатации домов цена теплоносителя не будет считаться ключевой, а преимущества выбора очевидны. 

При повышенных требованиях к безопасности мы бы рекомендовали вариант на основе глицерина, но с условием повышенного контроля за функционированием системы отопления без допускания превышения температуры эксплуатации.

Этиленгликоль же вполне можно применять при консервации систем кондиционирования или на промышленных объектах.

Таким образом, перед тем как купить теплоноситель для отопления рекомендуем все взвесить и принять решение.

Обращаем внимание, что даже в пределах одного вида раствора могут быть использованы добавки разного типа: органические (силикатные) и не органические (карбоксилатные), которые влияют на общий срок службы. Считается, что, в среднем, с первым видом присадок срок эксплуатации до 5 лет, а со вторым - до 10 лет.

Кроме того, существуют отдельно продаваемые средства, более эффективно решающие определенные проблемы эксплуатируемых систем. Их надо использовать по инструкциям производителей.

К таковым относятся:

• Герметизаторы протечек — позволяют устранить течь;  
• Ингибиторы коррозии — дополнительная защита;  
• Реагенты очистки систем отопления. 

Разбавляем теплоноситель

При заинтересованности посетителей данной темой перед ними обычно стоят следующие задачи:

• Как разводить концентрат антифриза что бы сэкономить на новой покупке?
• Как разводить антифриз если нужна температура замерзания жидкости выше заводской?
• Как понизить температуру замерзания если ее не хватает (долго при эксплуатации доливали воду или просто ошиблись ранее при разведении)?>

Предлагаем сначала решить, а можно разбавить антифриз вообще?

Ответ: можно, но осторожно. Дело в том, что каждый антифриз содержит присадки. И эти присадки рассчитаны на концентрацию основного вещества, которая имеется исходно при розливе. Их эффективность не линейная и резко падает при уменьшении процентного содержания ниже определенного значения. 

Производители говорят так: разведение водой с получением результата выше -10^оС — -15^оС градусов кристаллизации не желательно, так как присадки начинают плохо работать.

Так как изменить температуру замерзания? 

Выше по статье представлены графики зависимости температуры от процентного содержания основного вещества. 

Первое что необходимо сделать — получить из них исходную (С₁), конечную (С₂) и доливаемую (С₃) концентрации на основе температуры кристаллообразования. 

Эта температура указана или на упаковке товара, или требуется ее определить экспериментально (например, осуществив слив тестового объема для проведения измерения из системы) и замеряя образец одним из известных способов, про которые можно прочитать в интернете. 

Следующее, что требуется знать — итоговый объем жидкости (V), который надо получить. Собственно, он равен исходному объему - ведь в него будет делаться доливка. 

Далее в силу вступает вычисление пропорций по формуле:

V₃ = V(C₂ - C₁):(C₃ - C₁), где V₃ — доливаемый объем

После получения значения V₃, надо из исходного объема сначала слить объем V₃, а потом залить обратно уже новую жидкость. 

Рассмотрим примеры.

Разведение концентрата антифриза водой

Пусть у вас есть концентрат этиленгликоля -65^оС, вы хотите получить готовый раствор -30^оС. Объем вашей системы — 100 литров.

Из таблицы получаем:

С₁ — 65% (исходное состояние так как в концентрат добавляем воду);

С₂ — 45% (итоговое состояние);

С₃ — 0%  (добавляемая в исходную жидкость вода).

V₃ = 100(45 - 65)/(0 - 65) = 30 литров

Так как необходимо получить в сумме 100 литров, то вам требуется купить 70 литров концентрата и добавить 30 литров воды для получения жидкости с температурой замерзания в -30^оС.

Понижение температуры в системе 

Пусть вы долго использовали систему отопления и постепенно доливали ее чистой водой так как там время от времени падало давление. Залит у вас там пропиленгликоль и общий объем системы - 150 литров.

Сейчас вы опасаетесь, что жидкость замерзнет в холодную погоду и хотите долить концентрат что бы получилась приемлемая t^o, хотя бы -23^оС.

Однако, вы поискали и не смогли найти пропиленгликолевый концентрат, а обнаружили в продаже  только готовый раствор -40^оС. 

Вы слили из системы пол литра жидкости и проверили при какой температуре она замерзает. Оказалось -13^оС.

Из таблицы получаем:

С₁ — 30%;

С₂ — 40%;  

С₃ — 56%. 

А по формуле считаем:

V₃ = 150*(40 - 30)/(56 - 30) = 58 литров.

Так как нам надо 150 литров, то требуется купить 58 литров добавочной жидкости, слить из системы такой же объем и долить полученное.

ВНИМАНИЕ! Все смешивания надо делать в какой-то емкости. Очень не желательно просто сливать часть жидкости и потом закачивать обратно новую без предварительного смешивания (ожидая, что это произойдет после включения циркуляционного насоса. Причина — возможное пенообразование и другие негативные эффекты. 

Типовые таблицы смешивания

Ниже рассмотрены распространенные варианты, по которым покупателям часто нужна информация. Цифры приведены в виде процентов объема долива от общего количества. 

Таблица разведения водой

Примечание: если обратить внимание на график ПГ, то там отображается минимум -50^оС, но на таре концентрата написано -65^оС. В этом случае понимают температуру полной кристаллизации, а не ее начало. Поэтому чтоб не вводить в заблуждение мы ориентируемся на маркировку канистр и указываетм не -50^оС, а -65^оС.

Таблицы повышения концентрации 

Это случай, когда у вас уже есть система с незамерзайкой, а вы хотите сделать так чтоб она замерзала при более сильных холодах чем сейчас. 

В таблицах данного раздела столбец слева показывает исходную t^о_н, верхняя строка — финишную t^о_ф, а значения в ячейках — процент добавляемого антифриза в общем объеме. Например, если у вас должно быть 100 литров, а значение указано 13, то надо будет удалить 13 литров старой смеси и добавить столько же новой. Напоминаем, что добавление надо делать в отдельной емкости, а затем закачивать в систему обратно. 

Заключение