Отопление в частном доме: что заливать в систему отопления?

Городской особняк или дача с собственной системой отопления — это хорошо. Но рано или поздно уважающий себя хозяин начинает размышлять, как эту систему усовершенствовать. Точнее, что залить в нее вместо воды.

Почему возникает такой вопрос, понятно. Вода — теплоноситель привычный, но обладает одним неприятным свойством. При нуле градусов она замерзает, а превращаясь в лед, расширяется. И тогда трубам, кранам, радиаторам, насосам, котлам и прочим частям теплосистемы не устоять — разрывы неизбежны.

Тут и начинаются поиски альтернативы. Разумных вариантов два — купить специальный состав в магазине или изготовить его своими силами. Рассмотрим оба решения.

Магазинный вариант

В продаже легко найти незамерзающую жидкость, которая подойдет на роль теплоносителя. Это не что иное, как антифриз, в основе которого — полипропиленгликоль либо этиленгликоль. Подобная смесь заливается в расширительный бачок автомобиля. Только присадки чуть-чуть отличаются.

Казалось бы, это то, что нужно. Ведь состав не замерзает? Нет, и к тому же еще не испаряется. И заморачиваться не надо — пошел в магазин, купил, залил в систему. Но не все так просто. Есть у покупного антифриза ощутимые минусы:

• дорого стоит;
• нуждается в периодической смене;
• агрессивен к штатным уплотнителям;
• теплоемкость меньше, чем у воды;
• по сравнению с водой в состоянии статичности более жидкий, в движении — более густой;
• с этиленгликолем является ядом, а с полипропиленгликолем стоит еще дороже.

Пройдемся по пунктам подробно.

Высокая цена

Литр антифриза обычного качества на основе этиленгликоля обойдется вам примерно в 80 рублей. Смесь с полипропиленгликолем стоит около 150 рублей за литр. Если учесть, что система отопления имеет в среднем объем 100-150 литров, то за теплоноситель потребуется заплатить от 10 до 15 тысяч рублей. Вроде невеликие деньги, однако опять же возникает «но» — смотрим следующий пункт.

Необходимость периодической замены

Каждые 3-5 лет всю жидкость придется полностью сливать, систему промывать и затем заливать свежий антифриз.

Зачем это нужно? Дело в том, что и этиленгликоль, и полипропиленгликоль отличаются нестабильностью. Если в антифриз не добавлять присадки, то оба соединения в скором времени разлагаются. В результате образуется нерастворимый осадок, который хлопьями оседает в узких частях системы.

Но мы-то покупаем антифриз с присадками, скажете вы. Да. А можно ли надеяться на их качество? Лучше не надо. Вариант со сменой теплоносителя надежнее. И если присадки окажутся бракованными, то эта процедура потребуется не через три, а уже через два года.

Разъедающее действие на штатные уплотнители

Еще один момент, связанный с присадками. Даже их присутствие в антифризе не снижает агрессивности гликолей. В результате — повреждение и протечка штатных уплотнителей в системе. По этой причине некоторые изготовители котельного и радиаторного оборудования налагают запрет на использование антифриза в качестве теплоносителя.

Меньшая теплоемкость по сравнению с водой

У воды этот показатель составляет 4,18 кДж/(кг·К). У гликоля со стандартными характеристиками он равен 3,3-3,5 кДж/(кг·К) — при температуре -30°С. Отсюда следует, что вам потребуется пропустить через систему объем антифриза на 25% больше, чем воды. Следовательно насос необходим более дорогой и мощный, затраты на электричество будут выше.

Гуще воды при движении, более жидкий в покое

Чтобы не вдаваться в физическую терминологию, представим суть на практических примерах. Если прежде вы использовали в качестве теплоносителя воду, а теперь решили перейти на жидкость с гликолем, готовьтесь сменить насос на более мощный. То есть тот, что следует за вашим в модельном ряду. Скажем, вместо Grundfos UPS 25-40 180 понадобится установить Grundfos UPS 25-60 180. И какой бы насос у вас раньше ни стоял, придется менять его на более мощный. Потому что гликоль в движении гуще, чем вода. 

Конечно, нельзя утверждать на сто процентов, что такая замена неизбежна. Но очень вероятна. Хорошо, если у вас обыкновенный насос — убрать его и установить новый несложно. А если он встроен в котел? Тогда нет иного варианта, как дополнительно врезать еще один, а это весьма трудоемко.

Жидкая консистенция гликоля по сравнению с водой в состоянии статичности тоже не сулит ничего хорошего. Пленка поверхностного натяжения более слабая — это чревато протечками в стыках системы.

С этиленгликолем обладает ядовитыми свойствами

Неприятно, конечно, это осознавать, хотя реального вреда вашему здоровью жидкость не нанесет. Поскольку циркулирует в закрытой системе, где остаются и ее пары.

Вариант «сделай сам — получится лучше»

Если магазинная жидкость вас не устраивает, попробуйте использовать теплоноситель собственного производства. Речь идет о растворе этилового спирта. Он хорошо известен каждому, поскольку при крепости 40° это не что иное, как водка. 

Плюсы этого теплоносителя — зеркальное отражение недостатков гликолей:

• стоит недорого (литр готового состава — 35 рублей);
• не нуждается в замене — только в доливке по мере необходимости;
• не оказывает агрессивного действия на штатные уплотнители;
• теплоемкость немного больше, чем у воды;
• в статичном состоянии и движении по густоте сравним с водой;
• ядовитые свойства не отмечены.

Правда, без минусов спиртовой раствор тоже не обходится:

• огнеопасен (если концентрация более 40%);
• скорость испарения выше, чем у воды;
• нельзя однозначно сказать, что не замерзает.

Теперь, когда мы оценили все достоинства и недостатки этого теплоносителя, пора приступать к приготовлению.

Расчет концентрации

Это самый важный этап, потому что от него напрямую зависит эффективность вашего «произведения». Итак, примем, что температура холодной пятидневки -27°С. Значит, для отопительной системы берем минимальный показатель -24°С, учитывая, что в помещении температура все-таки выше. К тому же если раствору и случится замерзнуть, то трубы он не разорвет. Поскольку практически не расширяется.

Заглянем в таблицу, где указана температура замерзания спиртового раствора в зависимости от его концентрации. Нам подходит -23,6°С. Этой отметке соответствует концентрация 34%. Значит, ее и нужно получить.

Смесь с таким содержанием спирта кипит при 85°С. Но надо еще учесть, что в котле она будет находиться под давлением — то есть в условиях, когда температура кипения жидкости повышается. Рассчитаем по простой формуле: 1 атм давления свыше атмосферного прибавляет к температуре кипения 13%. Наш случай стандартный, так что принимаем в расчет две дополнительные атмосферы. Получается 85°Сх1,26=107,1°С.

В котле отопительной системе максимальная температура 90°С. Это меньше, чем 107,1°С. То есть по показателю кипения концентрация 34% тоже годится.

Итак, мы выяснили, что смесь с таким процентом спирта не подвержена ни замерзанию, ни кипению, ни возгоранию. Собственно, такими же свойствами обладает и 39-процентный раствор.

Расчет объема

Теперь осталось определить, какое количество спирта и воды смешать, чтобы получился состав нужной концентрации.

Удобно пользоваться формулой N/B-1=X, где:

• N — исходная крепость спирта (чаще всего 96%);
• B – концентрация, которую нужно получить (у нас это 34%);
• Х — необходимый объем воды на 1 л чистого спирта.

Считаем: 96/34-1=1,82. Далее к этому количеству воды прибавляем 1 л спирта. Получаем 2,82 л готовой смеси 34-процентной концентрации.

Однако исходного объема мы можем и не знать — так часто бывает. Тогда проще пользоваться не формулами, а спиртомером.

Порядок действий

1. Заливаем воду в отопительную систему. Нужно заполнить ее целиком.
2. 10 л воды выпускаем. Вместо них доливаем 10 л чистого спирта.
3. Ждем, чтобы система поработала около получаса. Выпускаем немного жидкости и измеряем крепость с помощью спиртомера.
4. При полученной концентрации 20% производим грубый расчет: если на 10 л приходится 20%, то на 0,5 л — 1%. Нам для концентрации в 34% не хватает 14%. Значит, надо долить 7 л спирта.
5. Выпускаем 7 л жидкости из системы и заливаем 7 л чистого спирта.

Разумеется, любой технолог производства спиртосодержащих смесей ужаснется. Но зато мы все сделали быстро и достигли результата. И на инструменты особо не тратились — понадобился только спиртомер от китайских изготовителей стоимостью 100 рублей.

Выводы

У самодельного теплоносителя — то есть спиртового раствора — много плюсов. Но это тоже не идеал. Хотя бы потому, что его изготовление требует расчетов. Чистый спирт и даже водка в теплоносители не годятся, потому что подвержены возгораниям. Наиболее безопасная концентрация спирта — менее 39°С. 

Температуру замерзания раствора можно учитывать в диапазоне от -25°С до -28°С. Это оптимальный показатель в большинстве российских территорий — как для загородных построек, так и для капитальных домов.

Отрицательных качеств гликолей у спиртового теплоносителя нет.