Qual deve ser o refrigerante para sistemas de aquecimento: parâmetros de fluido para radiadores

Apesar da promoção de métodos alternativos de aquecimento de ambientes, na grande maioria dos casos a principal fonte de calor é um circuito de aquecimento líquido.Pela sua economia e eficiência, é ideal nos longos invernos típicos das nossas latitudes.

A desvantagem é que a água pode congelar. Portanto, além dele, um refrigerante anticongelante também é utilizado em sistemas de aquecimento, em substituição à água. Neste artigo, examinaremos mais de perto suas principais variedades, consideraremos suas vantagens significativas e principais desvantagens.

Também forneceremos um algoritmo para calcular o volume necessário de refrigerante para um sistema específico e recomendações para a escolha do tipo de fluido para circuitos de aquecimento.

Lista de requisitos de refrigerante

A principal tarefa do líquido nas tubulações é transferir energia térmica da caldeira para os radiadores.

Para que um sistema de aquecimento seja seguro e energeticamente eficiente, o refrigerante deve atender a uma série de requisitos importantes, incluindo:

• preservação de tubos contra corrosão;
• inércia química às vedações instaladas na tubulação;
• faixa de temperatura operacional adequada aos parâmetros operacionais das tubulações (do congelamento à ebulição);
• alta capacidade térmica para acumular o máximo de calor possível;
• capacidade mínima de formar escala;
• segurança total: sem liberação de fumos tóxicos e máxima resistência à explosão e ao fogo;
• composição química estável - o líquido não deve se decompor e alterar suas propriedades físicas quando exposto a altas temperaturas.

E agora a questão principal: qual anticongelante para sistemas de aquecimento modernos atende a todos os requisitos?

A resposta pode ser decepcionante, mas hoje esse líquido não existe na natureza. Essa composição química ideal ainda não foi criada. Portanto, a questão de selecionar a opção ideal é uma tarefa muito urgente hoje.

Quando o anticongelante é necessário?

Antes de começar a considerar líquidos alternativos, não descarte a água. Se o aquecimento for instalado numa casa onde os residentes vivem permanentemente, a água será uma das opções mais seguras e fiáveis.

Como refrigerante, possui parâmetros ótimos de circulação pelos circuitos dos sistemas de aquecimento.

Porém, no pico das geadas de inverno, a menor cristalização da água pode causar um grave acidente com destruição da tubulação e de componentes dos equipamentos de aquecimento.

Se se trata de uma casa de campo, que é visitada periodicamente, ou quando nos finais de semana a família costuma sair de casa, deixando o aquecimento sem vigilância, o refrigerante utilizado deve ser resistente à baixa faixa de temperatura característica da região.

Somente para a utilização de compostos químicos como transportadores de energia térmica é necessário preparar os circuitos de aquecimento. O sistema deve estar completamente vedado, pois o líquido é tóxico e inflamável em vários graus.

O anticongelante não pode ser utilizado “na sua forma pura” em circuitos de aquecimento. Como as composições anticongelantes não diluídas são agressivas e tendem a estimular o desenvolvimento de corrosão, elas são diluídas com água

O proprietário deve levar em consideração que o líquido anticongelante precisa ser trocado periodicamente, o que acarreta custos adicionais.

Alguns modelos de equipamentos de caldeira possuem recomendações específicas para o uso de uma determinada marca de refrigerante. Se utilizar um líquido de composição diferente, poderá perder a garantia da caldeira.

Revisão de refrigerantes populares

Para se proteger, examinaremos mais de perto cada tipo de refrigerante.

Opção nº 1 – água com aditivos

70% dos sistemas modernos utilizam água, inclusive suas composições modificadas com aditivos.

O que explica essa popularidade:

• completa inocuidade — um vazamento só pode causar dificuldades domésticas;
• maior capacidade de calor – cerca de 1 cal/g*C (cada litro de água é capaz de transferir mais calor que qualquer outro líquido);
• barato e acessível - a água tem um custo mínimo em comparação com compostos não congelantes. O sistema de água pode ser reabastecido a qualquer momento sem investimento significativo de tempo, trabalho e dinheiro.

É verdade que é indesejável substituir a água do circuito de aquecimento sem um bom motivo. Quando aquecido, fica isento de sais e oxigênio.

A água que ferveu várias vezes na caldeira já não tem a mesma composição e quantidade de sais que tinha quando foi colocada no sistema. Ao contrário da nova porção, é praticamente desprovida de oxigênio livre.

Não se deve trocar frequentemente a água nos circuitos de aquecimento para que as incrustações não se acumulem nas paredes dos tubos e na superfície interna das conexões

O outro lado da moeda é este:

• Ponto de congelamento relativamente alto, então deixe sem supervisão sistema de aquecimento de água é impossível (caso contrário, quando a água congela e se expande, pode romper canos e radiadores);
• Os sais contidos na composição podem provocar depósitos em tubulações e elementos de aquecimento, o que reduz a geração de calor e a eficiência geral do sistema;
• A água é um agente oxidante e o oxigênio dissolvido nela pode causar corrosão de elementos de aquecimento metálicos, incluindo radiadores.

Nada pode ser feito em relação à temperatura de congelamento, mas outras propriedades negativas podem ser significativamente reduzidas. Para começar, você pode reduzir a concentração de sal usando amaciante. Você pode reduzir a quantidade de sais de hidrocarbonato fervendo.

O ortofosfato de sódio, que pode ser adquirido na loja, suaviza a água. Nesse caso, é preciso lembrar da dosagem correta, pois... o excesso de reagentes pode afetar negativamente as propriedades térmicas da água.

Para evitar confusão com dosagens, você pode usar água destilada, mas custará muito mais. Agora você não precisa se preocupar com o entupimento dos radiadores com incrustações. Para trapacear e economizar dinheiro, você pode usar água derretida ou de chuva.

Já é destilado naturalmente. Mas a sua pureza só pode ser parcial. Poderia muito bem estar saturado de poluição atmosférica, mas em qualquer caso será muito mais macio do que a água de poços, poços ou torneiras.

Para preservar o estado técnico de tubos, conexões e equipamentos, é melhor colocar destilado no circuito de aquecimento. Também é melhor abastecer com água destilada após uma drenagem de emergência e reparo do sistema.

Os fabricantes oferecem água destilada enriquecida com aditivos inibidores. Eles reduzem significativamente a probabilidade de corrosão.

Além disso, surfactantes (surfactantes) são introduzidos nesse destilado. Seu conteúdo em água minimiza a formação de depósitos nas superfícies internas dos radiadores.

O surfactante provoca a descamação dos depósitos existentes (com posterior remoção do sistema por meio de filtro) e também reduz a atividade química da água. Como resultado, todas as juntas e vedações durarão mais.

Opção nº 2 – anticongelante não congelante

Mesmo a água destilada com o conjunto ideal de aditivos tem sua principal desvantagem - o congelamento a 0 graus Celsius. Um líquido especial para radiadores de aquecimento metálicos não apresenta essa falha e, além disso, possui uma temperatura de cristalização mais baixa.

As baixas temperaturas afetam o anticongelante de maneira diferente da água. Mesmo quando os valores mínimos de operação são excedidos, o líquido não cristaliza nem se expande, mas se transforma em uma substância gelatinosa. Portanto, tubos e radiadores ficam protegidos contra deformações e danos.

À medida que a temperatura aumenta, a consistência do anticongelante espessado torna-se mais líquida e os indicadores de fluidez aumentam, embora no estado normal sejam 15% inferiores aos do seu rival tradicional - a água.

O refrigerante é fornecido em duas modificações: 1 - com ponto de congelamento em estado não diluído de -65° e a segunda opção -30°

A composição anticongelante concentrada pode ser diluída de acordo com as instruções do fabricante, levando em consideração as condições climáticas locais. Para obter um líquido com limite de congelamento de -30°, dilua-o com água pela metade; para -20°, parte do anticongelante é misturada com duas partes de água.

A maioria dos compostos pode suportar até -65 graus. Na maioria das áreas da zona norte e central, a temperatura raramente cai abaixo de -35, então o anticongelante é frequentemente diluído com água destilada, baixando o limite para -40.

Os fabricantes de soluções de alta qualidade tornam a composição o mais estável possível, podendo durar até 5 anos. Depois disso, será necessário substituí-lo completamente.

Para alcançar estas propriedades, tivemos que sacrificar alguns dos benefícios que a água tem:

• a transferência de calor do anticongelante é 15% menor, às vezes isso pode implicar a necessidade instalação de radiadores adicionais ou seções;
• pode conter substâncias tóxicas, portanto o anticongelante não pode ser usado em sistemas de 2 circuitos onde a composição pode entrar no circuito de abastecimento de água quente;
• alta fluidez em relação à água, por isso é necessária a utilização de vedações específicas que possam evitar vazamentos;
• aumento da viscosidade, o que exigirá o uso de uma bomba mais potente - recomendações para a escolha de uma bomba e uma revisão dos dez principais modelos que revisado aqui;
• um coeficiente de expansão mais alto exigirá a instalação de um tanque de expansão maior.

Na utilização de todos os tipos de anticongelante, as instalações de aquecimento não podem ser realizadas com tubos galvanizados, pois em contato com eles, o anticongelante perde algumas de suas propriedades benéficas originais.

Deve-se lembrar que para preencher o circuito de aquecimento deve-se utilizar uma composição produzida especificamente para sistemas de aquecimento. Fluido de motor automotivo não pode ser usado para esta finalidade.

O uso de líquidos não congelantes como refrigerantes obriga a mudanças no projeto do sistema de aquecimento. Devido à viscosidade do anticongelante, ele transfere calor para os dispositivos de aquecimento de forma mais lenta, por isso é melhor aumentar o número de seções do radiador ou adquirir dispositivos com maior capacidade térmica.

Também é necessário reduzir o atrito nas tubulações, substituindo as conexões por análogos uma posição maiores que os usados ​​nos circuitos de água.

Os líquidos anticongelantes modernos, dependendo da sua composição, podem ser divididos em três tipos principais:

• glicerina;
• à base de propilenoglicol;
• à base de etilenoglicol.

Vamos considerar cada um separadamente para escolher a opção mais adequada aos equipamentos e condições existentes.

Opção nº 3 – anticongelante à base de etilenoglicol

Um dos anticongelantes mais populares ocupa lugar de destaque nas prateleiras das lojas pelo preço mais acessível devido ao seu processo de produção simples.

O líquido contém cerca de 4% de aditivos que evitam a formação de espuma do etilenoglicol em altas temperaturas. Isso também inclui inibidores que evitam que a corrosão ataque as superfícies metálicas.

Devido à agressividade do etilenoglicol, o produto é utilizado apenas na forma diluída para proteção do interior de tubulações e radiadores.

O etilenoglicol é agressivo para tubulações, dispositivos e conexões, tóxico, mas possui bom desempenho térmico

A principal desvantagem do etilenoglicol é a sua toxicidade. Uma quantidade mínima desta substância no corpo humano pode causar sérios problemas de saúde. Portanto, todo o sistema de aquecimento deve ter o mais alto grau de vedação.

Outra lacuna na utilização do etilenoglicol é o controle constante das temperaturas. Se a caldeira aquecer o líquido a uma temperatura próxima do ponto de ebulição, a composição começará a se decompor com a formação de sedimentos sólidos e liberação de ácidos, o que tem efeito destrutivo em todos os equipamentos de aquecimento.

O anticongelante especificado é adequado apenas para sistemas onde é possível manter a temperatura com precisão, mas nem todos os equipamentos da caldeira estão equipados com tal capacidade.

Opção nº 4 – líquido à base de propilenoglicol

Este é um anticongelante mais moderno que eliminou algumas das desvantagens do etilenoglicol.

Vantagens:

• atóxico - a composição contém aditivos utilizados na indústria alimentícia;
• pode ser usado em sistemas de circuito duplo, porque mesmo uma mistura acidental no circuito de bebida não prejudicará a saúde humana;
• propriedades térmicas mais elevadas;
• operou por 10 anos;
• atuam no circuito de aquecimento segundo o princípio da lubrificação, o que reduz a resistência hidráulica na tubulação e aumenta a eficiência do sistema.

Mas uma desvantagem não pôde ser eliminada - a incompatibilidade com o zinco. Aditivos especiais perdem qualidade ao fluir através de tubos galvanizados. Outra desvantagem relativa é o preço duas vezes mais alto.

Opção nº 5 - anticongelante de glicerina

O anticongelante glicerina é equiparado à água, próximo de um conjunto ideal de propriedades, mas ao mesmo tempo é criticado. As opiniões divergem, por isso faz sentido expressar todos os pontos.

Os defensores da composição da glicerina identificam as seguintes vantagens:

• solução ecologicamente correta e segura;
• ampla faixa de temperatura operacional - -30+100;
• ao congelar, expande-se para seus valores mínimos;
• não agressivo para tubos galvanizados e radiadores;
• custa menos que o propilenoglicol;
• vida útil 7 a 10 anos.

A versão à base de glicerina não é explosiva nem inflamável. Uma vantagem significativa é que praticamente não destrói os selos.

Aditivos sintéticos foram introduzidos na composição do anticongelante à base de glicerina, graças aos quais a corrosividade do líquido é significativamente reduzida

Entre aqueles que são contra este refrigerante, estão os seguintes argumentos:

• grande massa, o que causa carga adicional nas tubulações;
• falta de padrões de qualidade para misturas de glicerina;
• quando superaquecido e a água evapora, perde suas propriedades, transformando-se em uma massa gelatinosa com endurecimento;
• aumento da formação de espuma;
• em temperaturas acima de 90 graus pode começar a se decompor;
• menor capacidade térmica em comparação ao propilenoglicol;
• devido ao aumento da viscosidade, contribui para um desgaste mais rápido dos equipamentos.

É importante notar que em alguns países onde o etilenoglicol é proibido, não há produção de refrigerantes de glicerina. Devido às contradições no uso da glicerina líquida, a responsabilidade pelo seu uso é inteiramente do proprietário.

O anticongelante à base de glicerina é uma opção com muitas vantagens, mas o custo e a alta viscosidade fazem você pensar duas vezes antes de comprar

Opção nº 6 - refrigerante para caldeira a eletrodo

Este tipo de equipamento deve ser destacado separadamente, pois Caldeiras a eletrodo requerem um tipo especial de refrigerante. Neste caso, o líquido é aquecido devido à ionização pela influência da corrente alternada.

O anticongelante deve ter uma determinada composição química que possa fornecer três condições: os valores corretos de resistência elétrica, condutividade elétrica e ionização.

Os fabricantes de caldeiras a eletrodo fornecem suas próprias recomendações estritas sobre o uso de marcas específicas de refrigerante. Portanto, é necessário selecionar o anticongelante com especial cuidado para não perder a garantia.

Cada modelo de caldeira a eletrodo é limitado a determinadas marcas de refrigerante. Ao utilizar uma composição diferente, o fabricante reserva-se o direito de não cumprir as obrigações de garantia.

Recomendações para escolher um produto

É necessário levar em consideração não só as características do refrigerante do sistema de aquecimento, mas também a configuração do equipamento para tornar o aquecimento seguro e eficiente.

Se você decidir usar anticongelante, vejamos as condições sob as quais seu uso está excluído:

• falta de regulador de temperatura de aquecimento na caldeira;
• ao usar selos de linho tratados com óleo;
• o circuito de aquecimento utiliza tubos, radiadores, válvulas de corte com superfície galvanizada;
  - sistema de aquecimento tipo aberto

A evaporação da água de um líquido anticongelante pode alterar as propriedades e o vapor de etilenoglicol é tóxico.

O cumprimento das regras a seguir permitirá que os proprietários se livrem de uma série de problemas devido ao uso incorreto de líquidos anticongelantes:

• nos locais de vedação, a estopa de linho deve ser revestida com pasta de vedação;
• os radiadores seccionais precisam ser classificados para substituir a vedação por juntas de Teflon ou paronita;
• não use saídas de ar automáticas (para drenar o excesso de ar, é melhor instalar Guindastes Mayevsky para ajuste manual);
• radiadores e tubos devem ter volume e diâmetro aumentados;
• a presença de uma bomba de circulação de alta potência;
• instalar membrana tanque de expansão com volume aumentado.

O anticongelante é derramado no sistema de aquecimento somente após a qualidade lavar o circuito de aquecimento, para os quais é melhor usar compostos especiais. Para a segurança de todos os residentes, os especialistas recomendam o uso de propilenoglicol.

A caldeira não pode ser imediatamente após enchendo o sistema com refrigerante trazer para o pico de potência. É necessário aumentar a temperatura gradativamente. Isso é necessário para que o anticongelante obtenha características de desempenho ideais e se expanda dentro dos limites normais.

Para selecionar um refrigerante adequado, é necessário levar em consideração as propriedades dos tubos, equipamentos da caldeira e outros fatores.

Ao diluir um líquido com água, não devem ser permitidas concentrações superiores a -20 graus. O excesso de água causará depósitos de incrustações e alterará as propriedades de desempenho do glicol. Só pode ser diluído com água destilada.

Como determinar o volume do refrigerante?

A maneira mais fácil é usar um hidrômetro ou medidor de vazão de água. Existe um em quase todas as casas ou apartamentos com abastecimento de água centralizado.

Antes de iniciar as medições, o circuito de aquecimento deve ser completamente esvaziado. Em seguida, são feitas leituras no medidor e o sistema começa a ser preenchido com uma pequena pressão de água. Isto é necessário para evitar bolsas de ar que distorcem as leituras.

Assim que a tubulação de aquecimento estiver cheia de água, será necessário fazer novamente as leituras do hidrômetro. É preciso lembrar que 1 metro cúbico equivale a 1000 litros e adquirir a quantidade adequada de líquido.

O segundo método é menos conveniente, mas eficaz quando não há contador. O sistema cheio é esvaziado através de um recipiente medidor (tanque ou balde de determinado volume). O principal é não se perder na quantidade de baldes.

Outro método é matemático. Os valores dos volumes dos radiadores e tanque de expansão, diâmetros dos tubos e volume do trocador de calor da caldeira são tomados como dados iniciais. Usando fórmulas geométricas e aritméticas simples, você pode calcular o volume final.

Vimos exemplos detalhados de cálculo de cada um dos elementos do sistema de aquecimento em nossos seguintes artigos:

• Cálculo do volume da tubulação: princípios de cálculo e regras para cálculo em litros e metros cúbicos
• Tanque de expansão para aquecimento aberto: dispositivo, finalidade, tipos principais + dicas para cálculo do tanque

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O vídeo apresentará a opinião de um especialista sobre se vale a pena trocar a água por um líquido anticongelante:

Uma análise detalhada das características de enchimento do sistema de aquecimento com refrigerante e recomendações para iniciar corretamente o sistema no vídeo a seguir:

Os fatos apresentados revelam um quadro informativo completo para cada proprietário, que é determinado pela escolha do refrigerante. Ele saberá de que líquido necessita, quais as condições necessárias para seu uso e como criá-las.

Que tipo de líquido circula no seu sistema de aquecimento? Por que você escolheu este refrigerante específico e está satisfeito com seu funcionamento? Compartilhe sua opinião no bloco de comentários.

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