Сергей Беликов - Незамерзающие теплоносители

Таблица 2.1.

Важнейший параметр для антифризов – максимальные рабочие температуры. Так, кипеть при атмосферном давлении большинство этиленгликолевых растворов начинает при 104–112 °С. Однако некоторые производители, например, Clariant, указывают рабочие температуры значительно выше – до 150 °С. Принципиальное значение этот параметр имеет потому, что, в отличие от воды, при превышении допустимой температуры происходит необратимое разложение гликолевых растворов. Если температура даже в какой-либо точке системы превысит критическое для данной марки антифриза значение – произойдет термическое разложение гликоля и антикоррозионных присадок с образованием кислот и выпадением твердых осадков.

Используя в качестве теплоносителя воду, необходимо знать, что не только природная, но даже прошедшая специальную обработку вода всегда содержит различные примеси, а их количество и состав в каждом конкретном случае неодинаковы. В каждом регионе России, городе, городском квартале, поселке «своя», индивидуальная вода, причем ее состав нестабилен и постоянно меняется с течением времени. Каждый последующий литр воды, вытекающий из питьевого крана, по своему составу может отличаться от предыдущего.

От состава воды зависит тип и скорость протекания коррозии оборудования, состав отложений котловой накипи и биологических обрастаний на теплопередающих поверхностях. В конечном счете, всё это отрицательно сказывается на работоспособности систем отопления в целом.

От состава воды зависит тип и скорость протекания коррозии оборудования, состав отложений котловой накипи и биологических обрастаний на теплопередающих поверхностях.

Одним из важных ограничивающих свойств воды, используемой в качестве теплоносителя, является возможность ее применения только при положительных температурах. Замерзшая вода – это выход из строя трубопроводов коммуникаций, радиаторов, ведущий к капитало-, материало– и ресурсоемким ремонтно-восстановительным работам.

Преимущества:

• экологически чистое вещество;

• обладает высокой теплоемкостью;

• относительно низкая вязкость и малые гидравлические потери при циркуляции в системе;

• всегда «под рукой», и ее быстро можно добавить в систему;

• низкая стоимость умягчения и деаэрации.

Рис. 2.1. Природная вода всегда содержит различные примеси, а их состав и количество в каждом конкретном случае неодинаков.

В каждом регионе России, в каждом городе и поселка своя вода, причем ее состав нестабилен.

Недостатки:

• возможность замерзания воды в системе (замерзает при температуре ниже 0 °С) и, как следствие, вывод последней из строя (дом с выключенной, но заполненной системой отопления зимой не оставишь);

• растворение в воде кислорода и диоксида углерода и, вследствие этого, коррозионная активность. Если, во избежание размораживания системы отопления, воду сливают – коррозионные процессы в системе, заполненной воздухом, идут еще быстрее, чем в закрытой, изолированной от воздуха;

• необходимость изменения химического состава воды (умягчение и деаэрация) перед использованием в инженерных системах;

• природная вода характеризуется таким показателем, как жесткость. При температуре воды выше 80 °С начинается интенсивное разложение карбонатов и гидрокарбонатов кальция и магния с отложением накипи на стенках теплообменных устройств, что является причиной ухудшения теплопередачи и снижения эффективности их работы;

• корректировка удельного эл. сопротивления воды в течение отопительного сезона;

• проведение ежегодного ремонта котла.

Основным недостатком солевых растворов является их коррозионная активность, ведущая к образованию продуктов коррозии. Это становится причиной ухудшения теплопередачи, и засорения трубопроводов.

Из патента РФ № 2117024 (МПК 6: С09К 5/00, опубликован 10.08.1998) известен антифриз следующего состава: ортофосфорная кислота – 1,3/1,4; гидроксид натрия – 0,8/1,0; карбонат натрия – 0,10/0,15; натриевая соль 2-меркаптбензтиазола – 0,01/0,05; динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты – 0,03/0,07; пеногаситель – 0,02/0,03; краситель – 0,002/0,003; вода – 0,85/1,50; ингибитор коррозии цветных металлов (капролактам) – 0,02/1,10; этиленгликоль – остальное.

Рис. 2.2. От состава воды зависит тип и скорость протекания коррозии оборудования, состав отложений котловой накипи и биологических обрастаний на теплопередающих поверхностях

Однако, из-за переизбытка натриевых солей в составе система неустойчива, что приводит к расслоению антифриза при хранении и перепадах температур.

Также известен состав антифриза, содержащий: ортофосфорную кислоту, триэтаноламин, натриевую соль 2-меркаптбензтиазола, двуводную динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, капролактам, дигидроксибензол, фосфит, пеногаситель, краситель, спирт н-бутиловый, воду и этиленгликоль (патент РФ № 2196797, МПК 7: С09К 5/00, опубликован 20.01.2003).

Как показали проведенные испытания, состав известного антифриза характеризуется недостаточной коррозионной стойкостью по отношению к алюминию.

Основными недостатками солевых растворов являются их коррозионная активность, ведущая к образованию продуктов коррозии. Это становится причиной ухудшения теплопередачи, выпадения солей из растворов и засорения трубопроводов. Даже добавление ингибиторов не спасает поверхности нагрева от интенсивного разрушения металлов.

При использовании масла в качестве теплоносителя необходимо помнить, что только правильно подобранное масло может обеспечить нормальную работу системы. Основным недостатком масел является их горючесть, низкая термическая стабильность и повышенная испаряемость.

Часто возникает путаница между понятиями «антифриз» и «тосол». Тосол – название автомобильной охлаждающей жидкости, разработанной в 1971 г. для автомобилей ВАЗ. Первые три буквы аббревиатуры – отдел «технологии органического синтеза», а «ол» добавлено по аналогии с этанолом, бутанолом, метанолом.

За рубежом же термин «антифриз» первоначально применялся к концентрату, который добавляли к воде в системе охлаждения ДВС. При этом акцентировалась лишь его морозозащитная, сезонная функция, не отражающая его свойств как теплообменной среды, которая предохраняет систему от коррозии и повреждений при всех эксплуатационных условиях. Термин engine coolant concentrate («двигательный охладитель концентрированный») охватывает все эти условия и в настоящее время предпочтителен для автомобильной «незамерзайки», а для систем теплоснабжения остался антифриз, который иногда противопоставляется автомобильному тосолу.