Антифриз для отопления: концентрация, объём, свойства

Оговорка. Температура замерзания — не точка, а область. Водный раствор гликоля начинает кристаллизоваться при одной температуре, а полностью затвердевает при другой: между ними он представляет собой кашу из льда и незамёрзшего концентрата. Для отопления важна именно вторая граница — та, ниже которой раствор перестаёт прокачиваться насосом; она лежит примерно на 5–8 °С ниже начала кристаллизации, и в таблицах производителей обычно указывается именно она. Отсюда первое практическое правило: не гнаться за низкой температурой. Разница между −25 и −35 °С — это 40 и 50 % гликоля, а вместе с концентрацией растут вязкость, стоимость и потери мощности. Второе правило — запас на деградацию присадок: за 5 лет службы температура замерзания поднимается на 3–5 °С, поэтому раствор разбавляют не «в ноль», а с запасом. Теплоёмкость и плотность считаются по линейным зависимостям от объёмной концентрации, которые хорошо совпадают с паспортными данными в диапазоне 20–50 %: при 40 % пропиленгликоля теплоёмкость падает до 3,84 кДж/(кг·°С), то есть на 8 %, а плотность растёт до 1034 кг/м³. Произведение ρ·cp при этом падает всего на 5 %, поэтому тепловая мощность при неизменном объёмном расходе теряется меньше, чем принято думать; главная проблема не в мощности, а в вязкости. Вязкость 40-процентного раствора при 20 °С в четыре раза выше, чем у воды, и лишь при 60 °С опускается до полутора-двух. По закону Блазиуса сопротивление пропорционально вязкости в степени 0,25, поэтому напор насоса растёт на 15–20 %, а не в разы; но пуск холодной системы зимой — отдельный режим, когда вязкость выше в разы и насос может не провернуть крыльчатку. Тепловое расширение гликолевых растворов больше, чем у воды, и расширительный бак приходится брать на 15–25 % большего объёма: формула Vб = V·(E + Z)/(1 − (p0 + 1)/(pmax + 1)) учитывает и расширение, и водяной затвор, и настройку клапана. Температура кипения раствора выше, чем у воды, что полезно: она даёт запас до парообразования у котла, но запас этот невелик — 4–6 °С при 40 %, и держать систему на границе не стоит. Разбавлять концентрат можно только дистиллированной или умягчённой водой: водопроводная вода с жёсткостью 4 мг-экв/л внесёт в систему десятки граммов солей, которые при нагреве выпадут накипью на теплообменнике. Смешивать растворы на разной основе и разных марок нельзя: присадки вступают в реакцию и выпадают в осадок. И последнее: антифриз не заменяет слив системы на зиму там, где это возможно, — он лишь даёт запас времени, если отопление отключилось.