Чем заполнить вашу систему отопления?
Для любой системы отопления в качестве теплоносителя может использоваться вода или специальный теплоноситель (бытовой антифриз). Что лучше заливать в систему отопления зависит от конкретных условий эксплуатации, котельного оборудования, теплообменников, насосного оборудования и т. д. В России проблема защиты систем отопления от размораживания возникает ежегодно с наступлением холодов. Для того, чтобы эти системы работали безотказно в любое время года, необходимо использование таких теплоносителей, которые обеспечивают не только обогрев помещения, но и обладают следующими свойствами: низкой температурой замерзания, высокой теплопроводностью и теплоемкостью, низкой коррозионной активностью по отношению к конструкционным материалам, способностью работать без образования накипи, инертностью по отношению к материалам уплотнителей и, наконец, стабильностью в процессе эксплуатации. ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ - движущая жидкая или газообразная среда, используемая для осуществления теплообмена. Наиболее распространенными видами теплоносителей в системах отопления являются: вода и водные растворы этиленгликоля и пропиленгликоля с модифицирующими присадками. ВОДА занимает примерно 68% от всего объема используемых теплоносителей, но, несмотря на прекрасные теплофизические свойства, низкую стоимость, негорючесть, экологическую и токсикологическую безопасность воды, ее эксплуатация связана с рядом проблем, к числу которых относятся: высокая коррозионная активность по отношению к металлам (в первую очередь к черным сталям), склонность к соле и накипеобразованию. При использовании воды в качестве теплоносителя технологические процессы становятся менее эффективными, оборудование (особенно его трущиеся части) быстрее изнашивается. Теплообмен ухудшается из-за выпадения солей жесткости на металлических поверхностях. После очистки и промывки эти поверхности вновь покрываются ржавчиной и солями, что делает оборудование малопригодным для последующего применения. Это особо значимо в тех случаях, когда вода лишь частично покрывает поверхность металла, например, при эксплуатации емкостного оборудования, частично заполненных водой ванн, полупогруженных опор, дренажных труб и т.д. Преимущественно это связано с высокой коррозионной агрессивностью паров воды и низкой эффективностью мер защиты против нее. Один из способов борьбы с коррозией - добавление в воду присадок-ингибиторов (ингибиторов коррозии). КОРРОЗИЯ - самопроизвольное разрушение металлов и сплавов вследствие их взаимодействия с окружающей средой. ИНГИБИТОРЫ - (от лат. Inhibeo - задерживаю) в химии - вещества, тормозящие химические процессы, например коррозию, полимеризацию, окисление. Относительная масса ингибиторов, добавляемых в реакционную среду, может меняться от долей процента (ингибиторы полимеризации) до нескольких процентов (присадки к смазочным маслам). ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ - химические соединения или их композиции, присутствие которых в небольших количествах в агрессивной среде замедляет коррозию металлов. Их защитное действие обусловлено изменением состояния поверхности металла вследствие адсорбции или образования с ионами металла труднорастворимых соединений. Последние образуют на поверхности пленку, которая существенно тоньше конверсионных защитных покрытий. Замедление коррозии происходит из-за уменьшения площади активной поверхности металла и изменения энергии активации электродных реакций, лимитирующих сложный коррозионный процесс. Ингибиторы коррозии могут тормозить анодное растворение и вызывать пассивацию металла (анодные ингибиторы коррозии), снижать скорость катодного процесса (катодные ингибиторы коррозии) или замедлять оба эти процесса (смешанные ингибиторы коррозии). Широко применяющиеся ныне ингибиторы коррозии и накипеобразования для воды, например, содержащие хром, цинк, амины и др., часто являются токсичными и экологически опасными. В то же время некоторые нетоксичные ингибиторы коррозии, в частности фосфаты, силикаты, карбонаты, способствуют образованию отложений. Кроме того, большинство ингибиторов не эффективны при защите металлов, работающих в условиях неполного погружения (коррозия трубопроводов), в том числе при наличии на части поверхности остатков влаги, например, после промывочных операций, или при повышенной влажности атмосферы. Для систем отопления это актуально в случае кратковременного слива системы. Каждому читателю знаком цвет воды из-под крана, даже после ее кратковременного отключения. Также в состав теплоносителя вводят ингибиторы накипеобразования, набухания и растворения резиновых уплотнителей систем отопления, пенооборазования и мн. др. Еще одним недостатком воды является ее замерзание, приводящее к разгерметизации (размораживанию) системы отопления. Для снижения температуры замерзания воды в нее вводят: этиленгликоль, пропиленгликоль, ацетат калия и некоторые другие. Для понижения коррозионной активности и осадков(солей)образования, а также для повышения стабильности теплофизических свойств, в вышеупомянутые водные растворы вводятся целевые добавки. В результате получаются АНТИФРИЗЫ - жидкости для системы отопления. Они занимают оставшиеся примерно 30% объема теплоносителей. В свою очередь антифризы производятся на основе: этиленгликоля (около 25% от всего объема теплоносителей), пропиленгликоля (около 5%). Как правило, оставшиеся 2% антифризов приходится на специальные безводные охлаждающие жидкости. Качество антифризов зависит от сочетания и эффективности набора целевых добавок. Теплоносители на основе этиленгликоля Водные растворы этиленгликоля обладают удовлетворительными теплофизическими свойствами и получили широкое распространение в качестве автомобильных антифризов, позднее и бытовых антифризов для систем отопления. Однако, при замене воды на этиленгликолевые антифризы необходимо помнить и об изменении коэффициента температуры расширения антифриза. Для Вашего удобства мы приводим зависимость расширительных баков от объема системы в таблице 1. Зависимость объема расширительных баков от объема системы: Табл. 1 Объем системы, л Объем расширительного бака, л вода этиленгликоль 120 25 35 345 50 80 580 80 100 810 100 150 1155 150 200 1730 200 300 2310 300 500 2890 300 500 3470 500 2*300 Зависимость температуры замерзания теплоносителей от концентрации в них этиленгликоля: Табл. 2 t замерзания °С -40 -30 -20 -10 -5 0 Содержание, % масс. 53 46 36 24 14 1 В домашних условиях можно определить температуру замерзания tзамерзания °С эксплуатируемого теплоносителя по плотности. Зависимость плотности от температуры замерзания для водных растворов этиленгликоля приведены в таблице 3. Зависимость плотности от температуры начала замерзания этиленгликоля: Табл. 3 t замерзания °С -40 -30 -20 -10 -5 0 Плотность, кг/м.куб. 1069 1060 1047 1030 1017 999,2 ПРОПИЛЕНГЛИКОЛЬ - бесцветная густая жидкость со слабым характерным запахом, смешивается с водой и спиртом, обладает гигроскопическими свойствами. Его температура кипения при атмосферном давлении 187,4 °C, температура замерзания -60 °C, плотность при 20°C - 1, 037 г/см3. ЛД50 - 34,6 мг/кг. Температура самовоспламенения 421°C. Водные растворы пропиленгликоля до 60°C не горючи. На основе пропиленгликоля производятся наиболее безопасные по экологическим и токсикологическим свойствам бытовые теплоносители. ПРОПИЛЕНГЛИКОЛЬ разрешен к применению во всех странах для использования в качестве пищевой добавки (Е 1520). Благодаря низкой токсичности пропиленгликоля попадание небольшого (до 0,25%) количества теплоносителя на его основе в результате случайных протечек в пищевой продукт не вызывает порчи последнего. Теплоносители на основе пропиленгликоля Низкозамерзающие теплоносители на основе водного раствора пропиленгликоля широко используются в различных отраслях промышленности в качестве теплоносителей (антифризов), в том числе в системах отопления, вентиляции, кондиционирования жилых домов и общественных зданий, в системах охлаждения пищевых производств, а также в другом теплообменном оборудовании в интервале температур от минус 40°С до плюс 108°С. При аварийном разливе такого теплоносителя его достаточно собрать мокрой тряпкой. В то же время, при проливе этиленгликольсодержащих теплоносителей рекомендуется менять или плитку, или деревянный пол и утеплитель, впитавшие ядовитый этиленгликоль. Коррозионная активность пропиленгликоля ниже, чем у большинства известных водных растворов солей и спиртов, что позволяет предъявлять невысокие требования к сортности стали для оборудования и снизить стоимость используемого оборудования. Зависимость температуры замерзания теплоносителей от концентрации в них пропиленгликоля: Табл. 4 t замерзания °С -40 -30 -20 -10 -5 0 Содержание, % масс. 54 48 39 25 15 1 В домашних условиях можно определить температуру замерзания tзамерзания °С эксплуатируемого теплоносителя по плотности. Зависимость плотности от температуры замерзания для водных растворов пропиленгликоля приведены в таблице 5. Зависимость плотности от температуры начала кристаллообразования пропиленгликоля: Табл. 5 t замерзания °С -40 -30 -20 -10 -5 0 Плотность, кг/м.куб. 1040 1037 1031 1019 1010 999,3
