Aký by mal byť teplonosné médium pre vykurovacie systémy: parametre kvapaliny pre radiátory

Napriek presadzovaniu alternatívnych metód vykurovania miestností je v drvivej väčšine prípadov hlavným zdrojom tepla kvapalinový vykurovací okruh. Vzhľadom na hospodárnosť a účinnosť je optimálny v podmienkach typických pre naše zemepisné šírky s dlhými zimami.

Nevýhodou je, že voda môže zamrznúť. Preto sa okrem nej používa aj nemrznúci nosič tepla pre vykurovacie systémy, ktorý nahrádza vodu. V tomto článku sa bližšie zoznámime s jeho hlavnými druhmi, pozrieme sa na ich podstatné výhody a hlavné nevýhody.

A tiež uvedieme algoritmus na výpočet potrebného objemu nosiča tepla pre konkrétny systém a odporúčania pre výber typu kvapaliny pre vykurovacie okruhy.

Zoznam požiadaviek na nosič tepla

Hlavnou úlohou kvapaliny v rúrkach je prenos tepelnej energie z kotla k radiátorom.

Aby bol vykurovací systém bezpečný a energeticky účinný, nosič tepla musí spĺňať rad dôležitých požiadaviek, okrem iného:

• ochrana rúr pred koróziou;
• chemická inertnosť voči tesneniam nainštalovaným v potrubí;
• rozsah pracovných teplôt vhodný pre prevádzkové parametre rúr (od mrznutia po vrenie);
• vysoká tepelná kapacita, aby akumuloval čo najviac tepla;
• minimálna schopnosť tvoriť vodný kameň;
• úplná bezpečnosť: žiadne uvoľňovanie toxických pár a maximálna odolnosť voči výbuchu a ohňu;
• stabilné chemické zloženie – kvapalina sa nesmie rozkladať a meniť svoje fyzikálne vlastnosti pôsobením vysokých teplôt.

A teraz hlavná otázka: ktorý antifriz pre moderné vykurovacie systémy spĺňa všetky požiadavky?

Odpoveď môže sklamať, ale dnes v prírode taká kvapalina neexistuje. Také ideálne chemické zloženie ešte nebolo vytvorené. Preto je otázka výberu optimálneho variantu veľmi aktuálnou úlohou.

Kedy je potrebné použiť antifriz?

Predtým, ako začnete uvažovať o alternatívnych kvapalinách, netreba zanedbávať vodu. Ak sa vykurovanie inštaluje v dome, kde obyvatelia žijú nepretržite, voda bude jednou z najbezpečnejších a najspoľahlivejších možností.

Ako teplonosné médium má optimálne parametre na cirkuláciu v okruhoch vykurovacích systémov.

Avšak na vrchole zimných mrazov môže aj najmenšia kryštalizácia vody spôsobiť vážnu haváriu s deštrukciou potrubia a uzlov vykurovacieho zariadenia.

Ak ide o vidiecky dom, do ktorého sa občasne prichádza, alebo keď rodina často počas víkendov opúšťa svoje obydlie a vykurovanie necháva bez dozoru, potom použité teplonosné médium musí byť odolné voči nízkym teplotám typickým pre danú oblasť.

Len na použitie chemických zlúčenín ako prenášača tepelnej energie je potrebné pripraviť vykurovacie okruhy. Systém musí byť úplne tesný, pretože kvapalina je v rôznej miere toxická a horľavá.

Vo vykurovacích okruhoch nemožno používať nemrznúce zmesi “v čistom stave”. Keďže neriedené zloženia nemrznúcich kvapalín sú agresívne a majú tendenciu podporovať rozvoj korózie, riedia sa vodou.

Majiteľ by mal brať do úvahy, že nemrznúcu kvapalinu je potrebné pravidelne meniť, čo so sebou prináša dodatočné náklady.

Niektoré modely kotlových zariadení majú konkrétne odporúčania na používanie nosiča tepla určitej značky. Ak použijete kvapalinu iného zloženia, môžete stratiť záruku na kotol.

Prehľad žiadaných nosičov tepla

Aby ste sa ochránili, podrobnejšie sa pozrieme na každý druh nosiča tepla.

Variant #1 – voda s prísadami

V 70% moderných systémov sa používa voda vrátane jej modifikovaných zložení s použitím prísad.

Čím sa vysvetľuje taká popularita:

• úplná neškodnosť – netesnosť môže spôsobiť len bežné ťažkosti;
• najvyššia tepelná kapacita – približne 1 cal/g*°C (každý liter vody dokáže odovzdať viac tepla ako ktorákoľvek iná kvapalina);
• lacnosť a dostupnosť – voda má minimálnu cenu v porovnaní s nemrznúcimi zmesami. Kedykoľvek je možné vodný systém doplniť bez výrazných nákladov na čas, prácu a peniaze.

Pravda, výmenu vody vo vykurovacom okruhu nie je vhodné vykonávať bez vážneho dôvodu. Pri zahriatí sa uvoľňuje od solí a kyslíka.

Voda, ktorá v kotle niekoľkokrát prevrela, už nemá také zloženie a množstvo solí, aké mala pri naliatí do systému. Na rozdiel od novej dávky je prakticky bez voľného kyslíka.

Nemali by ste často vykonávať výmenu vody vo vykurovacích okruhoch, aby sa na stenách rúr a vnútornom povrchu armatúr neusadzoval kameň

Odvrátená strana mince spočíva v nasledujúcom:

• Pomerne vysoká teplota tuhnutia, preto nemožno nechať vodný vykurovací systém bez dozoru (v opačnom prípade pri zamrznutí a rozpínaní môže voda roztrhnúť rúry a radiátory);
• Soli obsiahnuté v zložení môžu spôsobovať usadeniny na rúrach a vykurovacích prvkoch, čo znižuje uvoľňovanie tepla a celkovú účinnosť systému;
• Voda je oxidačné činidlo a kyslík v nej rozpustený môže spôsobiť koróziu kovových prvkov vykurovania vrátane radiátorov.

S teplotou tuhnutia nič nenarobíte, ale ostatné negatívne vlastnosti môžete výrazne znížiť. Na začiatok môžete znížiť koncentráciu solí pomocou zmäkčovania. Množstvo hydrogenuhličitanových solí môžete znížiť varením.

Ortofosfát sodný, ktorý si môžete kúpiť v obchode, umožňuje zmäkčiť vodu. Pritom treba pamätať na správne dávkovanie, pretože nadbytok reagencií môže negatívne ovplyvniť tepelnotechnické vlastnosti vody.

Aby ste sa nezmýlili s dávkovaním, môžete použiť destilovanú vodu, ale tá bude o rád drahšia. Teraz sa už nemusíte obávať, že sa radiátory upchajú vodným kameňom. Pre ľstivosť a úsporu môžete použiť roztopenú alebo dažďovú vodu.

Už je prirodzene destilovaná. Jej čistota však môže byť len čiastočná. Mohla byť nasýtená atmosférickými znečisťujúcimi látkami, ale v každom prípade bude oveľa mäkšia ako voda z vrtov, studní alebo z vodovodu.

Na zachovanie technického stavu rúr, armatúr a zariadení je lepšie do vykurovacieho okruhu naliať destilát. Destilovanú vodu je tiež lepšie naliať po núdzovom vypustení a oprave systému.

Výrobcovia ponúkajú destilovanú vodu obohatenú inhibítorovými prísadami. Tie výrazne znižujú pravdepodobnosť korózie.

Do takéhoto destilátu sa tiež pridávajú povrchovo aktívne látky (PAL). Ich obsah vo vode minimalizuje tvorbu usadenín na vnútorných povrchoch radiátorov.

PAL spôsobuje, že už existujúce usadeniny sa odlupujú (s následným odstránením ich zo systému pomocou filtra) a tiež znižuje chemickú aktivitu vody. V dôsledku toho budú všetky tesnenia a upchávky slúžiť dlhšie.

Variant #2 – nemrznúci antifriz

Dokonca aj destilovaná voda s optimálnou sadou prísad nie je zbavená hlavnej nevýhody – zamŕzania pri 0 stupňoch Celzia. Špeciálna kvapalina pre kovové vykurovacie radiátory je zbavená tohto nedostatku a navyše má nižšiu teplotu kryštalizácie.

Nízka teplota pôsobí na nemrznúcu zmes inak ako na vodu. Dokonca aj pri prekročení minimálnych prevádzkových hodnôt kvapalina nekryštalizuje a nerozpína sa, ale mení sa na gélovitú substanciu. Preto sú rúry a radiátory chránené pred deformáciami a poškodeniami.

Pri zvyšovaní teploty sa konzistencia zhustenej nemrznúcej zmesi stáva tekutejšou, zvyšujú sa ukazovatele tekutosti, aj keď v normálnom stave sú o 15 % nižšie ako u tradičného súpera – vody.

Teplonosné médium sa dodáva v dvoch modifikačných variantoch: 1 – s teplotou zamŕzania v nezriedenom stave -65° a druhý variant -30°

Koncentrovanú nemrznúcu zmes je možné riediť podľa pokynov výrobcu, pričom sa zohľadňujú miestne klimatické podmienky. Na získanie kvapaliny s hranicou zamŕzania -30° sa riedi vodou na polovicu, pre -20° sa jedna časť nemrznúcej zmesi zmieša s dvoma časťami vody.

Väčšina zmesí odoláva až do -65 stupňov. Na väčšine území severu a stredného pásma teplota zriedka klesá pod -35, preto sa nemrznúca zmes často riedi destilovanou vodou, čím sa znižuje prah na -40.

Výrobcovia kvalitných roztokov robia zloženie maximálne stabilným, preto je schopné vydržať až 5 rokov. Potom bude potrebná jeho úplná výmena.

Aby sa dosiahli tieto vlastnosti, museli sa obetovať niektoré výhody, ktorými disponuje voda:

• tepelný výkon nemrznúcej zmesi je o 15% nižší, niekedy to môže viesť k potrebe inštalácie dodatočných radiátorov alebo sekcií;
• môže obsahovať toxické látky, preto nemožno používať nemrznúcu zmes v dvojokruhových systémoch, kde sa zloženie môže dostať do okruhu prívodu teplej vody;
• vysoká v porovnaní s vodou tekutosť, kvôli ktorej je potrebné používať špecifické tesnenia schopné brániť únikom;
• zvýšená viskozita, ktorá si vyžiada použitie výkonnejšieho čerpadla – odporúčania pre výber čerpadla a prehľad desiatky najlepších modelov sme uviedli tu;
• vyšší koeficient rozťažnosti si vyžiada inštaláciu expanznej nádoby so zväčšeným objemom.

Pri používaní všetkých druhov nemrznúcich zmesí nemožno vykonávať rozvod vykurovania pozinkovanými rúrami, pretože v kontakte s nimi nemrznúca zmes stráca časť pôvodných užitočných vlastností.

Treba pamätať na to, že na naplnenie vykurovacieho okruhu treba použiť zmes vyrábanú špeciálne pre vykurovacie systémy. Kvapalinu do motorov automobilov nemožno na tento účel použiť.

Použitie nemrznúcich kvapalín ako teplonosných médií si vyžaduje zmeny v schéme vykurovacieho systému. Kvôli viskozite nemrznúcej zmesi prenáša teplo do vykurovacích zariadení pomalšie, preto je lepšie zvýšiť počet sekcií radiátorov alebo zakúpiť zariadenia s vyššou tepelnou kapacitou.

Tiež je potrebné znížiť trenie v potrubí výmenou tvaroviek za väčšie analógy o jednu veľkosť, ako sú tie, ktoré sa používajú vo vodných okruhoch.

Moderné nemrznúce kvapaliny možno podľa zloženia rozdeliť do troch základných typov:

• glycerínové;
• na báze propylénglykolu;
• na báze etylénglykolu.

Pozrime sa na každú zvlášť, aby sme vybrali najvhodnejšiu možnosť pre existujúce zariadenie a podmienky.

Variant #3 – nemrznúca zmes na báze etylénglykolu

Jeden z najobľúbenejších nemrznúcich prostriedkov si na pultoch obchodov drží svoje čestné miesto vďaka najdostupnejšej cene vzhľadom na jednoduchý výrobný proces.

Kvapalina obsahuje približne 4% prísad, ktoré zabraňujú peneniu etylénglykolu pri vysokých teplotách. Súčasťou sú aj inhibítory, ktoré zabraňujú korózii napádať kovové povrchy.

Kvôli agresivite etylénglykolu sa prostriedok používa iba v zriedenej forme, aby chránil vnútornú stranu rúrok a radiátorov.

Etylénglykol je agresívny voči rúrkam, zariadeniam a spojom, toxický, ale má dobré tepelnotechnické ukazovatele

Hlavnou nevýhodou etylénglykolu je jeho toxicita. Minimálne množstvo tejto látky v ľudskom tele môže spôsobiť vážne zdravotné problémy. Preto musí mať celý vykurovací systém najvyšší stupeň tesnenia.

Ďalšou medzerou v používaní etylénglykolu je neustála kontrola teplôt. Ak kotol ohrieva kvapalinu na teplotu blízku bodu varu, zmes sa začne rozkladať s vyzrážaním pevného sedimentu a uvoľňovaním kyselín, čo pôsobí deštruktívne na všetky vykurovacie zariadenia.

Uvedená nemrznúca zmes je vhodná len pre systémy, kde je možné presne udržiavať teplotný režim, ale nie všetky kotlové zariadenia sú vybavené takouto možnosťou.

Variant #4 – kvapalina na báze propylénglykolu

Je to modernejšia nemrznúca zmes, ktorá sa zbavila niektorých nedostatkov etylénglykolu.

Výhody:

• nie je toxický – obsahuje prísady, ktoré sa používajú v potravinárskom priemysle;
• môže byť použitý v dvojokruhových systémoch, pretože aj náhodné primiešanie do pitného okruhu nepoškodí zdravie človeka;
• vyššie tepelnotechnické vlastnosti;
• používa sa 10 rokov;
• pôsobia vo vykurovacom okruhu na princípe mazania, čo znižuje hydraulický odpor v potrubí a zvyšuje účinnosť systému.

Ale jeden nedostatok sa nepodarilo odstrániť – je to nekompatibilita so zincom. Špeciálne prísady strácajú kvalitu pri prúdení po pozinkovaných rúrach. Ďalším relatívnym nedostatkom je dvakrát vyššia cena.

Variant #5 – glycerínový antifriz

Glycerínový antifriz sa prirovnáva k vode ako blízky ideálnej sade vlastností, ale zároveň je kritizovaný. Názory sa líšia, preto má zmysel uviesť všetky body.

Zástancovia glycerínového zloženia uvádzajú nasledujúce výhody:

• ekologicky čisté a bezpečné riešenie;
• široký pracovný rozsah teplôt – -30+100;
• pri zamrznutí expanduje na minimálne hodnoty;
• nie je agresívny voči pozinkovaným rúram a radiátorom;
• stojí lacnejšie ako propylénglykol;
• životnosť 7-10 rokov.

Variant na báze glycerínu nie je výbušný a nehorí. Významným plusom je, že prakticky neničí tesnenia.

Do zloženia antifrizu na báze glycerínu sú pridané syntetické prísady, vďaka ktorým je výrazne znížená korózna aktivita kvapaliny.

Medzi tými, ktorí sú proti tejto teplonosnej kvapaline, panujú tieto argumenty:

• veľká hmotnosť, čo spôsobuje dodatočné zaťaženie rúr;
• nedostatok štandardov kvality pre glycerínové zmesi;
• pri prehriatí a odparovaní vody stráca svoje vlastnosti a mení sa na gélovitú hmotu s tvrdnutiami;
• zvýšená penivosť;
• pri teplote nad 90 stupňov sa môže začať rozkladať;
• nižšia tepelná kapacita v porovnaní s propylénglykolom;
• kvôli zvýšenej viskozite prispieva k rýchlejšiemu opotrebovaniu zariadenia.

Treba poznamenať, že v niektorých krajinách, kde je etylénglykol zakázaný, výroba glycerínových teplonosných kvapalín vôbec neexistuje. Vzhľadom na rozpory pri používaní glycerínovej kvapaliny, zodpovednosť za jej použitie nesie výhradne majiteľ.

Glycerínový antifriz – variant s veľkým množstvom výhod, ale cena a vysoká viskozita nútia zamyslieť sa pred nákupom.

Variant #6 – nosič tepla pre elektródový kotol

Tento typ zariadenia je potrebné uviesť samostatne, pretože elektródové kotly vyžadujú osobitný typ teplonosnej kvapaliny. Kvapalina sa ohrieva ionizáciou pôsobením striedavého prúdu.

Antifriz musí mať určité chemické zloženie, ktoré by dokázalo zabezpečiť tri podmienky: správne hodnoty elektrického odporu, elektrickej vodivosti a ionizácie.

Výrobcovia elektródových kotlov poskytujú vlastné prísne odporúčania na používanie konkrétnych značiek nosiča tepla. Preto je potrebné vyberať nemrznúcu kvapalinu s osobitnou starostlivosťou, aby ste nestratili záruku.

Každý model elektródového kotla je obmedzený na určité značky nosiča tepla. Pri použití iného zloženia si výrobca vyhradzuje právo neplniť záručné povinnosti.

Odporúčania pre výber prostriedku

Je potrebné zohľadniť nielen vlastnosti nosičov tepla pre vykurovací systém, ale aj konfiguráciu zariadenia, aby bolo vykurovanie bezpečné a efektívne.

Ak ste sa rozhodli zastaviť pri použití nemrznúcej kvapaliny, pozrime sa na podmienky, v ktorých je jej použitie vylúčené:

• neprítomnosť regulátora teploty vykurovania v kotle;
• pri použití tesnení z ľanového obmotania s olejovým spracovaním;
• vo vykurovacom okruhu sú použité rúry, radiátory, uzatváracia armatúra s pozinkovaným povrchom;
  - vykurovací systém otvoreného typu

Odparovanie vody z nemrznúcej kvapaliny môže zmeniť vlastnosti a pary etylénglykolu sú toxické.

Dodržiavanie nasledujúcich pravidiel umožní majiteľom zbaviť sa radu nepríjemností pri nesprávnom používaní nemrznúcich kvapalín:

• na miestach tesnení je potrebné namazať ľanovú kúdeľ tesniacou pastou;
• sekčné radiátory je potrebné rozobrať, aby sa vymenilo tesnenie za tesnenia z teflónu alebo paronitu;
• nepoužívať automatické odvzdušňovače (na odpustenie prebytočného vzduchu je lepšie nainštalovať kohútiky Majevského na ručné nastavenie);
• radiátory a rúry musia mať zväčšený objem a priemer;
• prítomnosť obehového čerpadla so zvýšeným výkonom;
• nainštalovať membránovú expanznú nádobu so zväčšeným objemom.

Nemrznúca kvapalina sa naleje do vykurovacieho systému len po kvalitnom preplachu vykurovacieho okruhu, na ktorý je lepšie použiť špeciálne prípravky. Z dôvodu bezpečnosti všetkých obyvateľov odborníci odporúčajú používať propylénglykol.

Kotol nemožno hneď po naplnení systému nosičom tepla uviesť na špičkový výkon. Teplotu je potrebné zvyšovať postupne. Je to potrebné, aby nemrznúca kvapalina dosiahla optimálne pracovné vlastnosti a roztiahla sa v normálnych medziach.

Aby ste zvolili vhodný nosič tepla, je potrebné zohľadniť vlastnosti rúr, kotlového zariadenia a ďalšie faktory.

Pri riedení kvapaliny vodou nemožno dovoliť koncentráciu vyššiu ako -20 stupňov. Nadbytok vody povedie k usadzovaniu vodného kameňa a zmene prevádzkových vlastností glykolu. Riedi sa len destilovanou vodou.

Ako určiť objem nosiča tepla?

Najjednoduchší spôsob je použiť vodomer alebo prietokomer vody. Taký majú prakticky v každom dome alebo byte s centralizovaným zásobovaním vodou.

Pred začiatkom meraní musí byť vykurovací okruh úplne vyprázdnený. Potom sa odčítajú údaje na vodomere a začne sa plniť systém malým tlakom vody. Je to potrebné, aby nevznikli vzduchové bubliny, ktoré by skresľovali údaje.

Hneď ako je vykurovacie potrubie naplnené vodou, treba znova odčítať údaje vodomera. Je potrebné si zapamätať, že 1 kubický meter je 1000 litrov, a zaobstarať si zodpovedajúce množstvo kvapaliny.

Druhý spôsob je menej pohodlný, ale účinný, keď nie je k dispozícii vodomer. Naplnený systém sa vyprázdni cez odmernú nádobu (nádrž alebo vedro určitého objemu). Hlavné je nestratiť prehľad o počte vedier.

Ďalšia metóda – matematická. Ako vstupné údaje sa berú hodnoty objemov radiátorov a expanznej nádoby, priemery rúr, objem výmenníka tepla kotla. Použitím jednoduchých geometrických a aritmetických vzorcov možno vypočítať konečný objem.

Podrobné príklady výpočtu každého prvku vykurovacieho systému sme rozobrali v nasledujúcich článkoch:

• Výpočet objemu rúry: princípy výpočtov a pravidlá vykonávania výpočtov v litroch a kubických metroch
• Expanzná nádoba pre vykurovanie otvoreného typu: konštrukcia, účel, základné druhy + rady na výpočet nádoby

Závery a užitočné video k téme

Video vás oboznámi s názorom odborníka na to, či sa oplatí meniť vodu na nezamŕzajúcu kvapalinu:

Podrobný rozbor špecifík plnenia vykurovacieho systému teplonosnou kvapalinou a odporúčania pre správne spustenie systému v nasledujúcom videu:

Uvedené fakty odhaľujú úplný informačný obraz pre každého majiteľa, ktorý sa rozhoduje o výbere teplonosnej kvapaliny. Bude vedieť, akú kvapalinu potrebuje, aké podmienky sú potrebné na jej používanie a ako ich vytvoriť.

A aká kvapalina cirkuluje vo vašom vykurovacom systéme? Prečo ste si vybrali práve túto teplonosnú kvapalinu a ste spokojní s jej prevádzkou? Podeľte sa o svoj názor v bloku komentárov.

Alebo sa ešte len rozhodujete o type teplonosnej kvapaliny a odpovede na vzniknuté otázky ste nenašli v tomto článku? Pýtajte sa svoje otázky v komentároch – pokúsime sa vám pomôcť.