Пропиленгликоль расширение при нагреве

Содержание
  1. Коэффициент расширения теплоносителя пропиленгликоля
  2. Для чего необходимо знать коэффициент расширения?
  3. Зависимость величины коэффициента расширения от температуры
  4. Выбираем теплоноситель на основе пропиленгликоля
  5. Что из себя представляет это вещество
  6. Преимущества и недостатки пропиленгликоля как теплоносителя
  7. Теплоносители на основе пропиленгликоля
  8. Теплоноситель пропиленгликоль – самый безопасный антифриз для отопительных систем
  9. Что представляет собой пропиленгликоль
  10. Основные характеристики
  11. Преимущества и недостатки
  12. Сфера применения
  13. Критерии выбора
  14. Особенности использования для отопления
  15. Эксплуатационные моменты
  16. Теплоносители для систем отопления — вода, антифриз, пропиленгликоль, как выбрать? Расчет расхода и цена
  17. Применение воды
  18. Этиленгликоль
  19. Пропиленгликоль
  20. Расчёт количества теплоносителя
  21. Расчётный
  22. Опытный
  23. Стоимость и критерии выбора
  24. Блиц-советы
  25. Пропиленгликоль и его свойства. Статьи компании «ТОВ
  26. Применение пропиленгликоля
  27. Условия хранения пропиленгликоля

Коэффициент расширения теплоносителя пропиленгликоля

Пропиленгликоль расширение при нагреве

Под коэффициентом теплового расширения любого тела понимают физическую величину, которая характеризует относительное изменение его объёма или линейных размеров при изменении (увеличении) температуры на 1К (˚С) при постоянном давлении.

На практике более заметно расширение либо уменьшение объёма на примере жидкостей при их нагреве либо охлаждении, соответственно, по сравнению с твёрдыми телами.

Изменение объёма обозначается показателем в виде коэффициента объёмного расширения: β = 1/V, К-1 (˚С-1).

Поскольку пропиленгликоль не может использоваться в чистом виде в качестве теплоносителя (состава низкозамерзающего всесезонного), ввиду его повышенной вязкости и коррозионной активности по отношению к металлам и сплавам, правильнее говорить о применении его водных растворах различной концентрации, в которые вводится пакет антикоррозионных присадок.

Водопропиленгликолевые составы низкозамерзающие всесезонные или жидкости охлаждающие для теплообменных систем относятся к одной из наиболее востребованной группе теплообменных жидкостей (после воды), применяемых в отопительной аппаратуре. Это обусловлено их довольно низкой температурой начала кристаллизации, что позволяет применять их и в зимний период (отопительный сезон).

К тому же они не столь токсичны как растворы этиленгликоля и не наносят вреда окружающей среде, хотя и обладают свойствами присущими гликолям. При низких отрицательных температурах окружающего воздуха они не переходят в твёрдую структуру льда (как это происходит с водой) и сохраняют работоспособность теплообменных систем.

Для чего необходимо знать коэффициент расширения?

Большинство автономных систем теплоснабжения спроектированы для применения воды, либо иногда — составов низкозамерзающих всесезонных, в качестве теплоносителя. Поэтому при расчётах и выборе аппаратов системы теплообмена (расширительной ёмкости) для них, учитываются и физические параметры.

Но если в качестве альтернативы будет использоваться не обычная техническая вода, нужно учитывать, что коэффициент расширения теплоносителя на основе пропиленгликоля (антифриза) будет другим. Его вычисляют для внесения необходимых корректировок, проверки соответствия объёма емкости расширительного бака.

Использование антифриза может привести к «завоздушиванию» отопительной системы. Этот процесс – результат более высокого (если сравнивать с водой) коэффициента температурного расширения теплоносителя на основе пропиленгликоля.

В итоге объёма емкости расширительного бака оказывается недостаточно для его заполнения. Поэтому излишки антифриза при нагреве его до рабочей температуры (обычно это около 85 °C) сбрасываются путем слива через предохраняющий клапан.

После снижения тепловой нагрузки требуется подпитка системы теплообмена рабочей средой. Для этого используется вода, в которой содержатся растворённый воздух, который выделяется из жидкой фазы в результате нагрева.

Все это провоцирует образование воздушных пробок, вызывающих серьезные аварии в системе отопления и поломки отдельной аппаратуры.

На практике этот процесс хорошо демонстрируется во время эксплуатации двигателей внутреннего сгорания автотранспортной техники, когда система их охлаждения не обеспечивает нормальной работы и начинает «закипать».

Зависимость величины коэффициента расширения от температуры

Величина коэффициента объёмного теплового расширения теплоносителей на базе водных растворов пропиленгликоля зависит не только от его концентрации (содержании) в растворе, но и от температурного диапазона системы теплообмена в которой применяется теплоноситель.

Существуют материалы и диапазоны температур, даже для воды когда, в узком интервале температур от 0˚С до + 4˚С, величина коэффициента отрицательная. Рассматриваемый коэффициент для теплоносителей на основе пропиленгликоля увеличивается с ростом температуры.

Конкретные величины коэффициента объёмного расширения и динамику его увеличения при повышении температур для антифризов можно найти в справочной литературе.

Теплоноситель, в основе которого содержится пропиленгликоль, имеет значительно больший коэффициент расширения при нагреве, по сравнению с водой, поэтому рекомендуется подбирать бак для такой системы отопления большего объема. В отличие от воды, теплоемкость такого теплоносителя меньше на 15%. Это приводит к ухудшению условий теплообмена и требует монтажа дополнительных радиаторов, обладающих максимальной мощностью.

Кроме теплового расширения в результате нагрева, в теплоносителе на базе пропиленгликоля могут происходить необратимые изменения его химического состава в результате перегрева. Поэтому допускать повышение температуры антифриза до максимальных показателей не рекомендуется.

Для объектов, где в отопительных системах требуется применение теплоносителей на основе водных растворов пропиленгликоля, гарантирующих экологическую безопасность, можно приобрести такую продукцию у компании «Савиа», которая занимается производством теплоносителей широкой номенклатуры.

Предлагаемые теплоносители сертифицированы, соответствуют международным и российским нормам качества. Составы подходят для обеспечения работы отопительных установок в жилых домах, на предприятиях пищевой промышленности. В случае утечки пропиленгликолевого антифриза исключается вероятность отравления.

Источник: https://teplonositeli-pro.ru/info/koeffitsient-rasshireniya-teplonositelya-propilenglikolya/

Выбираем теплоноситель на основе пропиленгликоля

Пропиленгликоль расширение при нагреве

Антифризы для систем отопления могут выпускаться на основе одного из трех веществ. Одно из таких веществ – пропиленгликоль.

Что из себя представляет это вещество

Пропиленгликоль – это двухатомный спирт, который при обычных условиях представляет собой бесцветную вязкую жидкость, которая имеет слабый запах и сладковатый вкус.

Есть схожее вещество, которое называется этиленгликоль, однако, пропиленгликоль в отличие от него считается нетоксичным веществом, поэтому пропиленгликоль получил широкое распространение в парфюмерной и пищевой промышленности, как добавка, имеющая условное обозначение Е-1520. Его химическая формула — С3Н6(ОН)2.

Кроме этого, пропиленгликоль очень текуч, способен просачиваться сквозь очень маленькие отверстия и трещины, гигроскопичен, имеет высокую температуру воспламенения — +421°С.

Этиленгликоль – очень токсичное вещество, которое тоже используют как антифриз, но не в жилых помещениях, а в автомобильной промышленности. Этиленгликоль имеет похожую химическую формулу – С2Н4(ОН)2.

Также не стоит использовать спирт этиленгликоль в бытовых системах отопления по таким причинам:

  • При перегреве этот спирт разлагается на вещества, которые вызывают накипь и повышенную коррозию металлических деталей;
  • Перегрев приводит к вспениванию этиленгликоля и завоздушиванию системы;
  • Этот спирт негативно влияет на резиновые прокладки, сокращая срок их службы.

Водные растворы на основе пропиленгликоля часто используются, как теплоноситель для систем отопления, кондиционирования, систем вентиляции и охлаждения пищевых продуктов.

Другие растворы спиртов, таких как этиленгликоль, применяют, как жидкости для омывания стёкол автомобилей зимой и в некоторых системах отопления как теплоноситель с соблюдением всех норм эксплуатации этого токсического вещества.

Преимущества и недостатки пропиленгликоля как теплоносителя

H2_2

Чтобы наглядно оценить преимущества и недостатки пропиленгликоля, его можно сравнить с другой популярной жидкостью-теплоносителем – водой:

  • Спирт имеет плотность 1037 кг/м³, больше чем у воды (1000 кг/м³) на 3,7%;
  • Температура кипения – +187 °С, выше чем у воды (+100 °С) на 87%;
  • Температура замерзания -60 °С, намного ниже, чем у воды (0 °С);
  • Жидкость имеет удельную теплоёмкость – 2483 Дж/(кг·К), ниже почти в 2 раза, чем у воды (4,187 Дж/(кг·К));
  • Теплопроводность – 0,218 Вт/(м·К), почти в три раза ниже, чем у воды 0,6 Вт/(м·К);
  • Динамическая вязкость – 56 мПа·с, в восемьсот раз больше, чем у воды (0,894 мПа·с).

Разобравшись в приведенных цифрах можно придти к таким выводам:

  1. Жидкость имеет плотность чуть-чуть выше, чем вода, а, значит, статическая нагрузка и давление в системе отопления будет почти такими же, как при стандартном теплоносителе;
  2. Высокая температура кипения – +187 °C – не должна вводить в заблуждение. Ведь удельная теплоёмкость пропиленгликоля почти в два раза ниже теплоёмкости воды. А это значит, что для доведения до кипения обеих жидкостей требуется приблизительно одинаковое количество тепла и достигнут они крайнего значения температуры почти одновременно, только одна будет бурлить при +100 °C, а другая – при +187 °C;
  3. По температуре замерзания этот теплоноситель явно превосходит воду. Кроме того, при замёрзании он почти не расширяется, как вода, и не «рвёт» систему отопления;
  4. Низкая удельная теплоёмкость даёт преимущество, с одной стороны – быстрый прогрев системы отопления, а с другой стороны недостаток – пропиленгликоль способен накопить мало тепла.
  5. Теплопроводность в три раза хуже, чем у воды, а значит – прогреваться система отопления будет не так быстро, как могло показаться из предыдущего пункта;
  6. Динамическая вязкость очень высокая. Это дополнительная нагрузка на циркуляционный насос, который должен гонять теплоноситель по трубам и радиаторам.

Явных преимуществ перед водой этот спирт не имеет. Но существуют ситуации, когда пропиленгликоль для систем отопления просто необходим:

  • Дача, загородный дом, другие помещения, которыми редко пользуются, требуют слива теплоносителя в зимний период. Но это ускоряет процесс коррозии деталей из чёрных металлов и не гарантирует полного опустошения системы отопления от воды, что может привести к повреждению системы отопления. Раствор пропиленгликоля можно не сливать круглогодично;
  • Антифриз на основе пропиленгликоля не вызывает коррозии системы отопления, не образует накипи.

Необходимо также обратить внимание, какие недостатки имеет эта жидкость:

  • Пропиленглиголь намного дороже воды и требует замены не реже, чем каждые пять лет;
  • Нельзя использовать для системы отопления детали, содержащие цинк. Пропиленгликоль их будет растворять или «смоет» оцинковку, закупорив сужения труб;
  • Пропиленгликоль очень текуч и способен проникать через соединения в системе отопления, сквозь которые не протекает вода.

Чтобы нивелировать некоторые отрицательные характеристики пропиленгликоля, такие как высокая вязкость и низкая теплопроводность, антифриз на его основе этот спирт разбавляют водой. Такой раствор позволяет:

  • Снизить стоимость антифриза;
  • Значительно уменьшить вязкость;
  • Повысить теплоёмкость;
  • Повысить теплоотдачу.

И как следствие:

  • Снижается температура кипения, но этого бояться не следует. Автоматика котлов всё равно рассчитана не на 160 °C;
  • Повышается температура замерзания, вместо -60 °C становится -30 — -40 °C градусов. Даже при замерзании антифриз на основе пропиленгликоля расширяется очень незначительно и не приведёт к разрушению системы отопления.

Теплоносители на основе пропиленгликоля

Теплоносители на основе пропиленгликоля имеют одинаковый состав, различающийся только концентрацией спирта. Наименования такие антифризы получают, как правило, по названию фирмы-производителя.

Если пропиленгликоля содержится 30%, то температура замерзания составляет -13 °С, 35% раствор спирта перестаёт быть жидким при -20 °С, 40% — при -25 °С, 75% раствор при -65°С.

При замене воды на раствор пропиленгликоля нужно учитывать свойства антифриза:

  1. Меньшую теплоёмкость и теплопроводность. Поэтому количество радиаторов нужно увеличить, также рекомендуется установить более мощный котёл. Но у многих владельцев частных домов отопительные приборы работают не больше, чем на половину максимальной мощности. Поэтому в большинстве случаев можно обойтись без замены котла;
  2. Большую вязкость. Необходимо использовать трубы с внутренним диаметром не меньше 25 мм и установить более мощный циркуляционный насос;
  3. Больший коэффициент расширения. Если расширительный бачок установлен маленького размера, меньше 10 л, то рекомендуется увеличить его объём вдвое;
  4. Большую текучесть. Уменьшить количество резьбовых соединений, врезок, сгонов и иметь свободный доступ к имеющимся, чтобы на случай протекания обнаружить проблемное место.

Если все технические параметры системы отопления подходят, чтобы использовать раствор пропиленгликоля в качестве теплоносителя, то нужно выполнить следующие подготовительные работы:

  1. Уплотнить все сгоны, резьбовые соединения, врезки;
  2. Слить воду и промыть систему отопления каустической содой, чтобы удалить ржавчину и накипь;
  3. Удалить детали и элементы, содержащие цинк;
  4. Применять антифриз с присадками, защищающими медные детали;
  5. Контролировать грязеуловители вдвое чаще;
  6. Каждые два года проверять раствор с помощью аэрометра на предмет концентрации спирта;
  7. Полностью менять антифриз в системе отопления не реже, чем через пять лет.

В случае перехода на другой теплоноситель, систему отопления нужно тщательно промыть от пропиленгликоля.

Внимание! Не все производители отопительных приборов допускают использовать антифриз в качестве теплоносителя. Поэтому надо внимательно ознакомиться с техническим паспортом котла и инструкцией по его эксплуатации.

Источник: http://DomOtopim.ru/obsluzhivanie-otopleniya/komplektuyushhie-i-rasxodnye-materialy/propilenglikol-dlya-sistem-otopleniya.html

Теплоноситель пропиленгликоль – самый безопасный антифриз для отопительных систем

Пропиленгликоль расширение при нагреве

Для нормального функционирования отопительной системы в сильные морозы рекомендуется использовать специальный теплоноситель.

На современном рынке можно встретить различные вещества, препятствующие замерзанию системы обогрева. Но более безопасным и эффективным считается теплоноситель на основе пропиленгликоля.

Данное средство имеет немало положительных характеристик и свои особенности использования.

Что представляет собой пропиленгликоль

Данное вещество имеет прямое отношение к классу двухатомных спиртов. Реактив представляет собой жидкую субстанцию с едва выраженным запахом и вкусом. В промышленности его получают в процессе гидратации окиси пропилена при давлении 16 мегапаскаль и температурном режиме  в пределах 160-200 градусов.

Химическая формула пропиленгликоля – С3Н6(ОН)2. Он совершенно безопасен в применении, так не содержит токсичных элементов. Для отопительных систем используют водные растворы, в основу которых входит этот реактив.

Пропиленгликоль имеет родственный состав с этиленгликолем – С2Н4(ОН)2.  Но последний элемент не используется для обогрева жилых домов, так как обладает достаточно высоким уровнем токсичности. При этом химическая формула обоих веществ имеет некую схожесть.

Основные характеристики

Пропиленгликоль – это гигроскопичное вещество, которое способно растворяться в воде, ацетоне, этаноле, хлороформе и спирте диэтиловом.  Такая бесцветная жидкость, содержащая углеродный атом, обладает низкой степенью летучести.  Она не способна вызывать коррозию и совершенно безопасна в применении.

Среди характеристик пропиленгликоля можно выделить:

  • плотность – 1037 кг/м³, что почти на 4 процента больше, чем у воды;
  • достаточно высокий показатель температуры кипения – 188 градусов выше нуля;
  • теплопроводность – 0,218 Вт/(м*К);
  • начало кристаллизации –  при -60 градусах;
  • значение удельной емкости – 2483 Дж/(кг*К).

Как выглядит пропиленгликоль

Теплоноситель пропиленгликоль – это водный раствор, который остается в жидком виде при температурном значении от -40 до 100 градусов. Готовая субстанция кроме основного компонента, растворенного в дистиллированной воде, включает красители, а также не более 5 процентов присадок антикоррозийного, стабилизирующего, смягчающего типа.

Плотность теплоносителя из пропиленгликоля зависит от концентрации основного компонента. Чем больше его процентное количества, тем выше максимальный уровень его кипения. Также соответственно увеличивается показатель плотности. Исходя из этого, на выпускаемых теплоносителях указывается процентная маркировка.

Преимущества и недостатки

Пропиленгликоль один из самых востребованных готовых теплоносителей для отопительных систем. Основной его функцией является защита оборудования обогрева от разрывов, что происходит благодаря способности практически не изменять свой объем при низких температурах. Поэтому в сильные морозы при его использовании нет необходимости слива системы.

К преимущественным сторонам применения теплоносителя на основе пропиленгликоля относят:

  1. Безопасность и экологичность. Вещество не содержит компонентов повышенной токсичности. Реактив не оказывает негативного воздействия при попадании на кожный покров или слизистую глаз. Его пары достаточно безвредны. При попадании на поверхность отделочного материала пола исключаются, какие либо химические реакции.
  2. Отсутствие коррозийной активности. Такое свойство позволяет применять данный теплоноситель для отопительных систем с различными конструктивными материалами.
  3. Высокий уровень теплофизических характеристик. Применение водного раствора пропиленгликоля для отопительных контуров способствует быстрому и равномерному нагреву помещения. При этом тепло удерживается достаточно долго.
  4. Отсутствие накипи. При нагревании до высоких температур данный антифриз не образует никаких твердых отложений. В то же время пропиленгликоль имеет бактерицидные и чистящие свойства. С его помощью удаляются различные налеты на внутренних участках отопительного оборудования.

Готовый раствор пропиленгликоля совершенно пожаробезопасный и его применение исключает возможность взрыва.

Данный теплоноситель также имеет некоторые отрицательные эксплуатационные моменты:

  1. Высокий показатель текучести. Пропиленгликоль способен проникать через самые незначительные щели. Его текучесть несколько выше от воды, поэтому иногда возникают протечки в местах, где их не должно быть. Но это свойство в тоже время можно отнести к положительным сторонам, так как позволяет улучшить качества сборки теплопроводной конструкции.
  2. Исключается возможность использование теплоносителя пропиленгликоль при наличии деталей, вмещающих цинк. Если не следовать такому предостережению, то вязкий антифриз со временем станет отслаивать оцинковку, что приведет к закупорке трубопровода.

Также иногда к отрицательным сторонам относят высокую стоимость антифриза на основе пропиленгликоля. При этом требуется его замена в системе отопления не реже чем через пять сезонов.

Сфера применения

Пропиленгликоль достаточно востребован в современной промышленности. Изготовленные на его основе теплоносители широко используются не только для отопительных систем, а также в качестве антифриза для вентиляционного и  кондиционирующего оборудования.

Безопасность вещества позволяет применять его для жилых и общественных зданий. При этом заливать антифриз можно в конструкции из различных материалов, включая резину, алюминий, сталь, медь или чугун. Исключением является оцинкованное покрытие.

Область применения в промышленности пропиленгликоля достаточно обширна:

  • фармацевтика;
  • табачное производство;
  • изготовление пищевой продукции;
  • автомобильная и авиационная отрасль;
  • нефтегазовая промышленность;
  • косметология, парфюмерия;
  • медицина.

Использование пропиленгликоля включает животноводство и сельское хозяйство. Его практикуют для повышения качества корма, а также для продления срока хранения овощных культур. В химическом производстве вязкое вещество применяют в процессе изготовления полиуретанов, растворителей для красок, пластмасс или полимеров.

Критерии выбора

Основным моментом, который следует учитывать при выборе теплоносителя для систем обогрева помещений, является рекомендация производителя к отопительному оборудованию. В инструкции к котлу часто указывается требования к жидкости, которой заполняют водяной контур, а иногда и марка антифриза.

Основными факторами, которые следует учитывать при выборе раствора пропиленгликоля для систем обогрева, являются:

  1. Климатические условия использования. На различных марках изделия обозначается самый максимальный уровень температуры замерзания. Этот  показатель зависит от концентрации раствора, процентное соотношение которой также указывается в названии теплоносителя.
  2. Производитель. От качества антифриза зависит эффективность работы отопительной системы. Приобрести хорошую продукцию можно у проверенных производителей. Качественная продукция не вмещает токсичных веществ и совершенно безопасна для применения.
  3. Характеристика присадок. Средства на основе пропиленгликоля, входящие в состав готовых теплоносителей, могут обладать антикоррозийными характеристиками, обеспечивая при этом защиту от разрушения металлов. Часто в состав добавляют умягчающие компоненты, которые ограждают резиновые элементы от деформации. Поэтому при выборе антифриза учитываются технические и конструкционные особенности отопительного оборудования.

При выборе теплоносителя на основе пропиленгликоля учитывайте характеристику присадок

Особой популярностью пользуется антифриз с присадками карбоксилатного типа. Такой теплоноситель можно использовать практически для любых материалов, входящих в конструкцию теплового устройства.

Пропиленгликоль предназначенный для отопительных систем должен отвечать всем техническим требованиям и соответствовать характеристикам применяемого оборудования обогрева.

Особенности использования для отопления

Теплоноситель пропиленгликоль заливается в систему, в соответствии техническими показателями. Перед применением  антифриза следует провести ряд подготовительных действий:

  • слить жидкость с системы, промыть все контуры с помощью каустической соды, убрать все отложения и ржавчину;
  • выполнить уплотнение всех соединений, включая врезки и сгоны;
  • удалить и заменить все содержащие цинк детали.

После этого можно заполнять систему раствором пропиленгликоля. При этом спусковой кран в самой нижней точке рекомендуется держать открытым. Такое действие позволит сразу увидеть, когда тепловые контуры полностью заполнятся. После наполнения система проверяется на отсутствие протечек и осуществляется пробный запуск отопительного оборудования.

Эксплуатационные моменты

Готовый раствор пропиленгликоля для устройств обогрева обладает более низкой теплопроводностью и теплоемкостью чем вода. Поэтому при использовании вещества часто возникает необходимость добавления количества батарей в помещении. Также может требоваться замена отопительного оборудования.

Чтобы продуктивно использовать антифриз на основе полипропилена для отопительной системы следует учитывать некоторые эксплуатационные рекомендации:

  • в связи с высокой вязкостью данного теплоносителя нужно устанавливать трубопровод с диаметром не менее 25 миллиметров, а также подбирать достаточно мощный циркулирующий насос;
  • для металлических труб следует применять антифриз с присадками, препятствующими образованию коррозии;
  • ежегодно использовать аэрометр для проверки концентрации основного реактива;
  • использовать расширительный бачок не менее чем на 10 литров;
  • обеспечить свободный доступ ко всем соединениям отопительного оборудования на случай устранения протечек;
  • делать замену теплоносителя пропиленгликоль через каждые пять эксплуатационных сезонов;
  • использовать и регулярно контролировать грязеуловители для систем отопления.
  • при замене антифриза осуществлять полную промывку теплового оборудования.

Замену теплоносителя на основе пропиленгликоля нужно делать через каждые 5 сезонов

При необходимости смешивания данного теплоносителя нужно учитывать, что раствор хорошо совмещается с жидкостью на основе глицерина, пропиленгликоля или этиленгликоля. При этом берется во внимания вид входящей в состав присадки, так как некорректное соединение разных добавок может стать причиной снижения технических характеристик антифриза.

Благодаря многочисленным достоинствам пропиленгликоль считается одним из лучших теплоносителей для отопительного оборудования. Но чтобы обеспечить эффективный рабочий процесс системы обогрева на несколько лет подряд следует при его использовании соблюдать все технические и эксплуатационные требования.

Источник: https://pechiexpert.ru/teplonositel-na-osnove-propilenglikolya-01/

Теплоносители для систем отопления — вода, антифриз, пропиленгликоль, как выбрать? Расчет расхода и цена

Пропиленгликоль расширение при нагреве

Выбор теплоносителя для отопительного контура – дело не простое и требует некоторых познаний. Сразу стоит оговориться, что выбор теплоносителя нужен только для зданий с автономным отоплением. Если помещение подключено к централизованному отоплению, то заполнять систему будет теплоснабжающая организация.

Теплоноситель может быть 3 видов:

Отопление частных домовладений с применением паровых или газовых систем крайне редки. Поэтому более детально рассмотрим, какие виды жидкостей можно использовать в виде теплоносителя.

Это:

  1. Вода.
  2. Этиленгликоль.
  3. Пропиленгликоль.

Перед выбором вещества, которое будет передавать тепло от котла во все помещения, необходимо учитывать некоторые особенности систем отопления – они могут быть с естественной циркуляцией и с принудительной, также нужно знать особенности отопительного котла, материал трубопроводов и радиаторов.

К основным требованиям, которые предъявляются к теплоносителям можно отнести следующие:

  1. Удельная теплоёмкость.
  2. Вязкость.
  3. Пожаробезопасность.
  4. Токсичность вещества.

Применение воды

Способ передачи тепла от источника до радиаторов при помощи воды является самым простым и вместе с тем наименее затратным. На долю воды приходится не менее 70% от общего числа применяемых жидкостей.

При всей кажущейся простоте применения, имеется ряд моментов, которые необходимо учитывать:

  1. Жёсткость. В воде присутствуют частицы твёрдых веществ. При нагревании свыше 70 градусов начинается процесс кристаллизации, что, в свою очередь, приводит к появлению накипи на внутренних поверхностях теплообменника котла, трубопроводах, батареях. Для борьбы с этим явлением существуют устройства для умягчения воды, которые также очищают воду от механического загрязнения. Подключаются такие устройства непосредственно к водопроводу. При подключении таким способом отпадает необходимость устанавливать дополнительный насос для заполнения системы. Заполнение происходит за счёт давления в сети водоподачи.
  2. Температурный режим. При осуществлении теплоснабжения в отдельно стоящем здании, температура на подаче редко превышает 95 градусов. Большинство бытовых отопительных котлов также рассчитываются на эту температуру, как максимальную. При данной температуре не происходит закипания жидкости. Необходимо помнить, что при температуре 80 градусов начинается процесс деаэрации (выделение частиц воздуха из воды). Для того, чтобы не произошло завоздушивания системы, необходимо предусмотреть установку воздушных клапанов, которые автоматически будут сбрасывать появившийся воздух.
  3. Температура замерзания. В случае, если помещение отапливается регулярно, то данной проблемы и не возникнет. В том случае, если отопление помещения осуществляется не на постоянной основе, а от случая к случаю, то необходимо учесть, что при 0 градусов вода заледенеет. Замерзание воды в отопительных приборах может привести к выходу их из строя на продолжительное время или даже к полной непригодности.

Положительные стороны использования воды:

  1. Экологически чистое вещество.
  2. Имеет высокую теплоёмкость.
  3. Не требует дополнительных энергетических затрат для обеспечения циркуляции.
  4. При необходимости заполнения системы – всегда в наличии.
  5. Низкая стоимость.

Отрицательные стороны:

  1. Превращается в лёд при 0 °С.
  2. Необходимость установки устройства водоподготовки.

Этиленгликоль

В некоторых условиях существует необходимость использовать теплоноситель с довольно низким порогом замерзания. Такие вещества называются антифризы. Антифриз на основе этиленгликоля составляет примерно 25% всех теплоносителей.

В состав антифриза на основе этиленгликоля вводят специальные добавки – ингибиторы, замедляющие скорость протекания нежелательных химических процессов под воздействием этиленгликоля.

Температура замерзания может достигать -60 °С.

Для использования этиленгликоля надо принимать в расчёт следующие факторы:

  1. Вязкость. В чистом виде этиленгликоль не применяют, его смешивают с водой. В зависимости от концентрации, меняется и вязкость вещества. С повышением вязкости уменьшается и скорость движения теплоносителя по трубам. Из-за этого приходиться увеличивать производительность насоса, что ведёт к увеличению расходов на выработку тепла.
  2. Тепловое расширение. Коэффициент теплового расширения у данного вещества в среднем на 50% выше, чем у воды. Поэтому при нагреве, для предотвращения роста давления в отопительных приборах, необходимо установить расширительный бак. Этот же бак должен служить и для подпита теплоносителем при снижении температуры.
  3. Химические свойства. По своим свойствам, этиленгликоль агрессивен к некоторым видам материалов. К примеру, при его использовании необходимо отказаться от резиновых уплотнителей. Потребуется заменить их на паронитовые. Также, использование оцинкованных труб невозможно. Этиленгликоль растворяет цинк. При принятии решения использовать этиленгликоль в виде теплоносителя, необходимо внимательно изучить паспорта всех установленных тепловых приборов на возможность его применения.
  4. Заполнение системы. Заполнение системы водно-гликолевой смесью возможно только с помощью подпиточного насоса. Учитывая повышенную вязкость смеси, необходимо правильно подобрать параметры насоса. Также, необходимо выбрать материал для бака, из которого насос будет заполнять контур отопления раствором. При выборе насоса, обязательно нужно учесть параметры жидкости, которую он будет перекачивать.
  5. Токсичность.Из-за высокой токсичности этиленгликоль не нашёл широкого применения. Для человека смертельная доза может составить 50–500 мг. В открытых системах, этиленгликоль применять категорически запрещено. Материалы, на которые попал этиленгликоль, необходимо заменить.

Положительные стороны:

  1. Размораживание системы практически невозможно.
  2. Хорошая теплоёмкость.
  3. Низкая вероятность образования накипи.
  4. Довольно привлекательная цена.

Отрицательные стороны – токсичность! Вот что не даёт этиленгликолю постепенно вытеснить воду с лидирующей позиции. Этиленгликоль – смертельно опасен.

Пропиленгликоль

Самым надёжным, безопасным и современным теплоносителем является продукт на основе пропиленгликоля. Применяться в мире начал с 60-х годов прошлого века.

В ведущих странах Европы уже 20 лет используют данный антифриз как основной теплоноситель. В нашей стране на долю пропиленгликоля приходиться всего 5%. По своим физическим свойствам он очень близок к этиленгликолю. Замерзание наступает при температуре 600 С.

 Коэффициент теплового расширения всего на 5% превышает аналогичный показатель воды.

При использовании пропиленгликоля, надо принимать в расчёт следующие факторы:

  1. Вязкость. Принимая во внимание повышенную вязкость по сравнению с водой,при проектировании системы отопления необходимо подбирать циркуляционный насос повышенной производительности. Это обеспечит нормальную скорость передачи тепла от отопительного котла к радиаторам отопления.
  2. Химические свойства. По своим химическим свойствам этот антифриз близок к этиленгликолю. Перед началом его использования, необходимо удостовериться в том, что на выбранном оборудовании, возможно применять данный теплоноситель. В противном случае, можно повредить котёл и систему отопления в целом. Применение резиновых уплотнителей, а также пакли, тоже не представляется возможным.
  3. Заполнение системы. Для того,чтобы заполнить контур отопления пропиленгликолем, необходимо применить подпиточный насос. В самой низшей точке системы отопления, необходимо предусмотреть место для присоединения подпиточного насоса. Заполнять систему необходимо медленно. При этом, все воздушные клапаны должны быть открыты. Такой способ заполнения поможет избежать закупорки системы воздухом.

Положительные факторы:

  1. Предохраняет систему от порывов при замерзании. При замерзании объем увеличивается всего на 0,1% (теплоноситель на этиленгликоле – примерно 1,5%). Сливать из системы в зимнее время теплоноситель не требуется.
  2. При использовании абсолютно не токсичен и безопасен для человека.
  3. По своим показателям имеет максимальный, после воды, уровень безопасности. Не опасен даже при вдыхании паров длительное время.
  4. Благодаря смазывающим свойствам предотвращает коррозию металлических частей системы отопления, снижает гидродинамическое сопротивление и способствует улучшению работы вторичного контура насоса.
  5. Хорошие теплофизические свойства.
  6. При использовании не образуется накипи.
  7. Обладает бактерицидными и стерилизующими свойствами.
  8. Пропиленгликоль не горюч и взрывобезопасен.

Отрицательные факторы – значительно высокая цена, в сравнении с другими видами теплоносителей.

Расчёт количества теплоносителя

Узнать нужное количество теплоносителя можно 2 способами:

Расчётный

Необходимо суммировать количество теплоносителя в котле радиаторах и трубопроводах. Данные о количестве теплоносителя в котле и батареях можно взять из паспортов.

Объем жидкости внутри трубы можно рассчитать по формуле:

  • V = S (площадь сечения трубы) x L (длина трубы).

Для упрощения расчётов существует таблица объёмов.

Объем воды в радиаторе:

  • алюминиевый радиатор — 1 секция — 0,450 литра;
  • биметаллический радиатор — 1 секция — 0,250 литра;
  • старая чугунная батарея – 1 секция — 1,700 литра;

Объем воды в 1 погонном метре трубы:

  • ø15 (G ½”) — 0,177 литра;
  • ø20 (G ¾”) — 0,310 литра;
  • ø25 (G 1,0″) — 0,490 литра;
  • ø32 (G 1¼”) — 0,800 литра;

Опытный

Для определения объёма опытным путём, необходимо полностью заполнить контур отопления водой. Затем необходимо аккуратно слить воду, замеряя, при этом объем мерной ёмкостью.

При заполнении водой необходимо приоткрыть кран, установленный на участке системы водоподготовки. При этом, воздушные клапаны должны быть открыты. Так можно избежать завоздушивания системы.

Слив воды из контура отопления производится через дренажный кран в систему канализации или подпиточный бак. Заполнение системы пропиленгликолем необходимо производить с помощью подпиточного насоса.

Как и в случае с водой, заполнение необходимо производить с малой скоростью. Учитывая стоимость пропиленгликоля, дренировать системы нужно только в подпиточный бак.

Заполнять системы этиленгликолем необходимо со всеми мерами предосторожностями. Ни в коем случае не допускать розлива антифриза или попадании его на тело.

Технически процедура, как слива, так и залива идентична процедурам с применением пропиленгликоля.

Периодичность замены воды в контуре отопления, как правило, составляет один тепловой сезон.

 Для антифризов периодичность установленная производителем составляет 5 лет.

Стоимость и критерии выбора

Этиленгликоль – самый доступный из антифризов.

Самым доступным видом теплоносителя является вода.

Стоимость этиленгликоля за 1 килограмм составляет от 50 до 70 рублей. Пропиленгликоль самый дорогой представитель: его стоимость за 1 килограмм колеблется от 80 до 130 рублей, в зависимости от расфасовки и страны производителя.

Как уже видно теплоноситель может существенно повлиять на характеристики отопительной системы.

Вода имеет самую высокую теплоёмкость из вышеописанных представителей, поэтому увеличивать мощность радиаторов отопления не потребуется, показатели её вязкости оптимальны, она прекрасно движется как в системах с естественной циркуляцией, так и с принудительной циркуляцией.

В паспортах циркуляционных насосов в характеристике оборудования, указывается давление и расход из расчёта вязкости воды. Нагрузки на насосное оборудование стандартны, а котлы, как правило, рассчитаны на работу по тепловому графику 95-70, что на 5 градусов ниже температуры кипения воды.

Если нужен тёплый дом, который отапливается эпизодически, теплоноситель из ряда антифризов может быть лучшим решением, чем вода.

Параметры теплоёмкости антифриза достаточно хорошие, но меньшие по сравнению с водой, поэтому понадобятся дополнительные секции радиаторов или же более частая укладка трубы тёплого пола.

Этиленгликоль из-за его повышенной токсичности для жилых помещений лучше не использовать.

Пропиленгликоль хоть и значительно дороже воды, но даёт гарантию стабильной и безопасной эксплуатации системы отопления в холодное время года.

Блиц-советы

  1. Выбор теплоносителя необходимо производить еще в процессе проектирования.
  2. Этиленгликолевые смеси категорически запрещено применять в двухконтурных котлах.
  3. Применение пропиленгликоля оправданно в относительно небольших контурах отопления и только при отсутствии утечек.

0,00, (оценок: 0) Загрузка…

Источник: https://housetronic.ru/otoplenie/element/system/teplonositely.html

Пропиленгликоль и его свойства. Статьи компании «ТОВ

Пропиленгликоль расширение при нагреве

Пропиленгликоль (монопропиленгликоль -1,2-пропандиол, 1,2-дигидроксипропан) – органическое соединение, двухатомный спирт алифатического ряда, химическая формула СН3СН(ОН)СН2ОН.

Название образуется от углеводородного радикала – пропилена и слова гликоль, означающего двухатомный спирт.

Характеристики пропиленгликоля: плотность — 1,0363 г/см³, температура кипения 189°С, температура воспламенения — 111°С

Пропиленгликоль – вязкая жидкость без цвета и запаха, сладковатая на вкус, с хорошими гигроскопическими свойствами (легко впитывает воду), хороший растворитель для гидрофильных (хорошо растворимых в воде веществ – это соли, сахара, аминокислоты) и гидрофобных (в воде практически не растворимые  — это жиры), поэтому широко используется для получения растворов химических веществ, не растворимые друг в друге.

Применение пропиленгликоля

Пропиленгликоль не токсичен, не вызывает отравление при попадании внутрь организма, не опасен даже при длительном вдыхании, взрыво-, пожаро- и экологически безопасен. Пропиленгликоль нашел широкое применение во многих  странах мира в пищевой и фармацевтической отраслях промышленности в качестве пищевой добавки Е1520.

Пропиленгликоль высокой чистоты используется для придания продуктам питания желаемых свойств, например определенного цвета (красители), длительности хранения (консерванты), аромата (ароматизаторы), а также для получения нужного качества, консистенции и вкуса пищевых продуктов, а также в качестве растворителя для экстракции многих природных ароматизирующих веществ, а также используется в качестве носителя, смягчителя и увлажнителя  во многих видах косметической продукции для смягчения и увлажнения кожи: при приготовлении шампуней, эмульсий, лосьонов, эликсиров, паст, кремов, помад и других препаратов.

Пропиленгликоль широко применяется для получения экологически чистых, взрыво- и пожаробезопасных водных растворов — теплоносителей (антифризов, хладагентов, незамерзающих жидкостей) для систем отопления  и кондиционирования жилых помещений, производственных помещений для пищевой, фармацевтической, косметической промышленности, а также для использования в системах промышленного кондиционирования при производстве  и хранении пищевых продуктов. В зависимости от климатических условий эксплуатации изготавливаются и применяются теплоносители на пропиленгликоле в виде водных растворов ( антифризов, хладагентов, незамерзающих жидкостей) с содержанием основного вещества  31%, 37%, 42%, 45%, 50% и 55% и с рабочим диапазоном температур до -15°C, -20°C, -25°C, -30°C, -35°C и -40°C  соответственно.

Важнейшим теплофизическим параметром водного раствора пропиленгликоля является зависимость температуры замерзания (кристаллизации) раствора от его концентрации.

Эта зависимость носит нелинейный характер и температура замерзания водного раствора достигает своего минимума в -60°C  при концентрации 70%, затем при дальнейшем повышении концентрации до 98% температура замерзания остается практически постоянной в -60°C.

Концентрация, количество пропиленгликоля, содержащегося в теплоносителе, формирует в основном и цену самого теплоносителя. В связи с этим не целесообразно и экономически не выгодно применение водных растворов с концентрацией выше 70%.

Нелинейный характер зависимости температуры кристаллизации водного раствора пропиленгликоля от его концентрации представлены в табл.

№1 в виде двух функциональных зависимостей: 1) зависимость температуры кристаллизации водного раствора от его концентрациии и 2) значения величины плотности раствора при температуре 20°C  в зависимости от концентрации пропиленгликоля.
Табл. №1.

Влияние концентрации пропиленгликоля на температуру кристаллизацию водного раствора пропиленгликоля. Значения (величина) плотности раствора при температуре 20°C.

Концентрация пропиленгликоля, %Температура замерзания, °CПлотность при 20 °C
31%-15 °C1,023
36%-20 °C1,028
42%-25 °C1,032
45%-30 °C1,035
50%-35 °C1,038
55%-45 °C1,040
60%-55 °C1,042
65%-57 °C1,043
70%-58 °C1,044

Условия хранения пропиленгликоля

Гарантийный срок хранения пропиленгликоля составляет 5 лет со дня изготовления. Пропиленгликоль при условии соответствия показателей качества норме может быть признан годным к использованию.

При транспортировке и для его непродолжительного хранения могут быть использованы емкости из обычной стали, покрытых внутри толстым слоем фенольного лака, однако при длительном хранении необходимо использовать емкости из нержавеющей стали или алюминия.

Концентрированный пропиленгликоль  относится к горючим пожаро- и взрывоопасным веществам, при возгорании рекомендуется тушить пенными или порошковыми средствами, а также тонкораспыленной водой. Водные растворы пропиленгликоля – теплоносители ( антифриз, незамерзающая жидкость, хладагент) негорючие вещества.

Источник: https://tosol.prom.ua/a296941-propilenglikol-ego-svojstva.html

Слесарю
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: