Come deve essere il liquido termovettore per i sistemi di riscaldamento: parametri del fluido per i radiatori

Nonostante la promozione di metodi alternativi di riscaldamento degli ambienti, nella stragrande maggioranza dei casi il circuito di riscaldamento a liquido funge da fonte principale di calore. Grazie alla sua economicità ed efficienza, è ottimale nelle condizioni di lunghi inverni tipici delle nostre latitudini.

Lo svantaggio è che l'acqua può congelare. Per questo motivo, oltre all'acqua, viene utilizzato anche un fluido termovettore antigelo per impianti di riscaldamento, che sostituisce l'acqua. In questo articolo conosceremo più da vicino le sue principali varietà, ne esamineremo i notevoli vantaggi e i principali svantaggi.

Presenteremo inoltre un algoritmo per calcolare il volume necessario di fluido termovettore per un sistema specifico e raccomandazioni per la scelta del tipo di liquido per i circuiti di riscaldamento.

Elenco dei requisiti per il fluido termovettore

Il compito principale del liquido nei tubi è il trasferimento dell'energia termica dalla caldaia ai radiatori.

Affinché l'impianto di riscaldamento sia sicuro ed energeticamente efficiente, il fluido termovettore deve soddisfare una serie di requisiti importanti, tra cui:

• protezione dei tubi dalla corrosione;
• inerzia chimica nei confronti delle guarnizioni installate nella tubazione;
• un intervallo di temperature operative adatto ai tubi in base ai parametri di esercizio (dal congelamento all'ebollizione);
• elevata capacità termica per accumulare quanto più calore possibile;
• minima tendenza alla formazione di calcare;
• completa sicurezza: nessuna emissione di vapori tossici e massima resistenza a esplosioni e incendi;
• composizione chimica stabile – il liquido non deve decomporsi né modificare le sue proprietà fisiche sotto l'effetto delle alte temperature.

E ora la domanda principale: quale antigelo per i moderni impianti di riscaldamento soddisfa tutti i requisiti?

La risposta potrebbe deludere, ma oggi in natura non esiste un liquido del genere. Una composizione chimica così ideale non è ancora stata creata. Pertanto, la questione della scelta dell'opzione ottimale è un compito molto attuale oggi.

Quando è necessario utilizzare l'antigelo?

Prima di iniziare a considerare liquidi alternativi, non bisogna escludere l'acqua. Se il riscaldamento è installato in una casa dove i residenti vivono stabilmente, l'acqua sarà una delle opzioni più sicure e affidabili.

Come fluido termovettore, possiede parametri ottimali per la circolazione nei circuiti dei sistemi di riscaldamento.

Tuttavia, al culmine delle gelate invernali, la minima cristallizzazione dell'acqua può causare un grave incidente con la distruzione della tubazione e dei componenti dell'impianto di riscaldamento.

Se si tratta di una casa di campagna visitata periodicamente, o quando nei fine settimana la famiglia spesso lascia la propria dimora, lasciando il riscaldamento incustodito, allora il fluido termovettore utilizzato deve essere resistente all'intervallo di basse temperature caratteristico della zona.

Tuttavia, per l'utilizzo di composti chimici come vettori di energia termica, è necessario preparare i circuiti di riscaldamento. Il sistema deve essere completamente sigillato, poiché il liquido è in varia misura tossico e infiammabile.

Nei circuiti di riscaldamento non si possono utilizzare antigelo “allo stato puro”. Poiché le composizioni non diluite degli antigelo sono aggressive e tendono a favorire lo sviluppo di corrosione, vengono diluite con acqua.

Il proprietario deve considerare che il liquido antigelo va cambiato periodicamente, il che comporta spese aggiuntive.

Alcuni modelli di caldaie hanno raccomandazioni specifiche sull'uso di un particolare tipo di fluido termovettore. Se si utilizza un liquido di diversa composizione, si può perdere la garanzia sulla caldaia.

Panoramica dei fluidi termovettori più richiesti

Per tutelarsi, esaminiamo più in dettaglio ogni tipo di fluido termovettore.

Opzione #1 – acqua con additivi

Nel 70% dei sistemi moderni si utilizza acqua, comprese le sue versioni modificate con l'impiego di additivi.

A cosa è dovuta questa popolarità:

• completa innocuità – una perdita può causare solo disagi domestici;
• altissima capacità termica – circa 1 cal/g*°C (ogni litro d'acqua può trasferire più calore di qualsiasi altro liquido);
• economicità e disponibilità – l'acqua ha un costo minimo rispetto ai fluidi antigelo. In qualsiasi momento è possibile rabboccare l'impianto idrico senza notevole dispendio di tempo, lavoro e denaro.

In realtà, non è consigliabile sostituire l'acqua nel circuito di riscaldamento senza un valido motivo. Riscaldandosi, si libera dai sali e dall'ossigeno.

L'acqua che è stata fatta bollire più volte in caldaia non ha più la stessa composizione e quantità di sali che aveva al momento del riempimento dell'impianto. A differenza di una nuova quantità, è praticamente priva di ossigeno libero.

Non si dovrebbe cambiare frequentemente l'acqua nei circuiti di riscaldamento, per evitare che si depositi calcare sulle pareti dei tubi e sulla superficie interna dei raccordi

Il rovescio della medaglia è il seguente:

• Temperatura di congelamento relativamente alta, quindi non si può lasciare incustodito l'impianto di riscaldamento ad acqua (in caso contrario, durante il congelamento e l'espansione, l'acqua potrebbe rompere tubi e radiatori);
• I sali contenuti nella composizione possono provocare depositi su tubi ed elementi riscaldanti, riducendo l'emissione di calore e il rendimento complessivo dell'impianto;
• L'acqua è un ossidante e l'ossigeno in essa disciolto può causare la corrosione degli elementi metallici del riscaldamento, compresi i radiatori.

Con la temperatura di congelamento non si può fare nulla, ma si possono ridurre notevolmente le altre proprietà negative. Per cominciare, si può ridurre la concentrazione di sali mediante addolcimento. La quantità di sali bicarbonati può essere ridotta mediante ebollizione.

Il fosfato trisodico, acquistabile in negozio, permette di addolcire l'acqua. Bisogna però ricordare il corretto dosaggio, poiché un eccesso di reagenti può influire negativamente sulle proprietà termotecniche dell'acqua.

Per non confondersi con i dosaggi, si può usare acqua distillata, ma costerà molto di più. Ora non ci si deve preoccupare che i radiatori si intasino di calcare. Per aggirare il problema e risparmiare, si può usare acqua di fusione o piovana.

Essa è già distillata naturalmente. Ma la sua purezza può essere solo parziale. Potrebbe aver assorbito contaminanti atmosferici, ma in ogni caso sarà molto più morbida dell'acqua di pozzi, di sorgenti o del rubinetto.

Al fine di preservare lo stato tecnico di tubi, raccordi e apparecchiature, è meglio versare distillato nel circuito di riscaldamento. È inoltre consigliabile versare acqua distillata dopo uno scarico di emergenza e la riparazione dell'impianto.

I produttori offrono acqua distillata arricchita con additivi inibitori. Essi riducono notevolmente la probabilità di corrosione.

In tale distillato vengono anche introdotti tensioattivi (surfactant). Il loro contenuto nell'acqua minimizza la formazione di depositi sulle superfici interne dei radiatori.

I tensioattivi fanno sì che i depositi già presenti si stacchino (con successiva rimozione dall'impianto tramite filtro) e riducono anche l'attività chimica dell'acqua. Di conseguenza, tutte le guarnizioni e i tenute dureranno più a lungo.

Opzione #2 – antigelo non congelante

Anche l'acqua distillata con una miscela ottimale di additivi non è esente dal principale difetto: il congelamento a 0 gradi Celsius. Un liquido speciale per radiatori metallici di riscaldamento è privo di questo inconveniente, avendo inoltre una temperatura di cristallizzazione più bassa.

La bassa temperatura agisce sull'antigelo diversamente rispetto all'acqua. Anche quando vengono superati i valori minimi di esercizio, il liquido non cristallizza né si espande, ma si trasforma in una sostanza gelatinosa. Pertanto, tubi e radiatori sono protetti da deformazioni e danni.

Con l'aumento della temperatura, la consistenza dell'antigelo addensato diventa più fluida, aumentano gli indici di fluidità, sebbene in condizioni normali siano del 15% inferiori rispetto al tradizionale rivale – l'acqua.

Il fluido termovettore è disponibile in due varianti: 1 – con temperatura di congelamento allo stato non diluito -65° e la seconda variante -30°

Il concentrato antigelo può essere diluito secondo le istruzioni del produttore, tenendo conto delle condizioni climatiche locali. Per ottenere un liquido con limite di congelamento a -30°, viene diluito a metà con acqua; per -20°, una parte di antigelo viene miscelata con due parti di acqua.

La maggior parte delle formulazioni resiste fino a -65 gradi. Nella maggior parte dei territori del nord e della zona centrale, la temperatura raramente scende sotto i -35, quindi l'antigelo viene spesso diluito con acqua distillata, abbassando la soglia a -40.

I produttori di soluzioni di qualità rendono la composizione estremamente stabile, quindi può durare fino a 5 anni. Dopo questo periodo, sarà necessaria una sostituzione completa.

Per ottenere queste proprietà, si sono dovuti sacrificare alcuni vantaggi dell'acqua:

• Il potere termico dell'antigelo è inferiore del 15%, a volte ciò può comportare la necessità di installare radiatori aggiuntivi o sezioni;
• può contenere sostanze tossiche, pertanto non è possibile utilizzare l'antigelo in sistemi a doppio circuito, dove il liquido potrebbe entrare nel circuito di alimentazione dell'acqua calda;
• elevata fluidità rispetto all'acqua, che richiede l'uso di guarnizioni specifiche in grado di prevenire perdite;
• viscosità elevata, che richiederà l'utilizzo di una pompa più potente – le raccomandazioni per la scelta della pompa e la rassegna delle dieci migliori modelli le abbiamo esaminate qui;
• un coefficiente di dilatazione più elevato richiederà l'installazione di un vaso di espansione di volume maggiore.

Quando si utilizzano tutti i tipi di antigelo, non si può realizzare la distribuzione del riscaldamento con tubi zincati, poiché a contatto con essi l'antigelo perde parte delle sue proprietà benefiche originali.

Bisogna ricordare che per il riempimento del circuito di riscaldamento si deve utilizzare un prodotto specificamente progettato per gli impianti di riscaldamento. Il liquido per motori auto non può essere utilizzato a questo scopo.

L'uso di liquidi antigelo come fluidi termovettori richiede modifiche allo schema dell'impianto di riscaldamento. A causa della viscosità dell'antigelo, esso trasmette il calore ai termosifoni più lentamente, quindi è meglio aumentare il numero di elementi dei radiatori o acquistare apparecchi con maggiore capacità termica.

Inoltre, è necessario ridurre l'attrito nelle tubazioni sostituendo i raccordi con altri di una misura più grande rispetto a quelli utilizzati nei circuiti dell'acqua.

I moderni liquidi antigelo possono essere suddivisi in tre tipologie principali in base alla composizione:

• a base di glicerina;
• a base di propilenglicole;
• a base di etilenglicole.

Esaminiamo ciascuna separatamente per scegliere l'opzione più adatta alle apparecchiature e alle condizioni esistenti.

Opzione #3 – antigelo a base di glicole etilenico

Uno degli antigelo più popolari occupa un posto d'onore sugli scaffali dei negozi grazie al prezzo molto accessibile dovuto al semplice processo di produzione.

Il liquido contiene circa il 4% di additivi che impediscono all'etilenglicole di formare schiuma alle alte temperature. Include anche inibitori che impediscono alla corrosione di attaccare le superfici metalliche.

A causa dell'aggressività dell'etilenglicole, il prodotto viene utilizzato solo in forma diluita per proteggere l'interno dei tubi e dei radiatori.

L'etilenglicole è aggressivo verso tubi, apparecchi e giunzioni, è tossico, ma ha buone prestazioni termotecniche.

Il principale svantaggio dell'etilenglicole è la sua tossicità. Una quantità minima di questa sostanza nel corpo umano può causare gravi problemi di salute. Pertanto, l'intero impianto di riscaldamento deve avere il massimo grado di tenuta.

Un'altra lacuna nell'uso dell'etilenglicole è il controllo costante della temperatura. Se la caldaia riscalda il liquido a una temperatura prossima al punto di ebollizione, la composizione inizia a decomporsi con formazione di sedimenti solidi e rilascio di acidi, che hanno un effetto distruttivo su tutte le apparecchiature di riscaldamento.

Questo antigelo è adatto solo per quei sistemi in cui è possibile mantenere con precisione la temperatura, ma non tutte le caldaie sono dotate di questa possibilità.

Opzione #4 – liquido a base di glicole propilenico

Questo è un antigelo più moderno che ha eliminato alcuni degli svantaggi dell'etilenglicole.

Vantaggi:

• non tossico – contiene additivi utilizzati nell'industria alimentare;
• può essere utilizzato in impianti a doppio circuito, poiché anche una miscelazione accidentale nel circuito dell'acqua potabile non danneggia la salute umana;
• proprietà termotecniche superiori;
• ha una durata di 10 anni;
• agisce nel circuito di riscaldamento come lubrificante, riducendo la resistenza idraulica nelle tubazioni e aumentando l'efficienza del sistema.

Tuttavia, un difetto non è stato ancora eliminato: l'incompatibilità con lo zinco. Gli additivi speciali perdono le loro proprietà quando scorrono attraverso tubi zincati. Un altro svantaggio relativo è il prezzo due volte più alto.

Opzione #5 – antigelo a base di glicerina

L'antigelo a base di glicerina è equiparato all'acqua, per le proprietà quasi ideali, ma allo stesso tempo viene criticato. Le opinioni divergono, quindi ha senso menzionare tutti gli aspetti.

I sostenitori della composizione a base di glicerina evidenziano i seguenti vantaggi:

• soluzione ecologica e sicura;
• ampio intervallo di temperature operative – da -30 a +100;
• si espande in modo minimo durante il congelamento;
• non aggressivo verso tubi e radiatori zincati;
• costa meno del glicole propilenico;
• durata di servizio di 7-10 anni.

La versione a base di glicerina non è esplosiva e non brucia. Un notevole vantaggio è che praticamente non danneggia le guarnizioni.

All'antigelo a base di glicerina sono stati aggiunti additivi sintetici, grazie ai quali l'attività corrosiva del liquido è stata notevolmente ridotta.

Tra coloro che sono contrari a questo fluido termovettore, circolano i seguenti argomenti:

• grande massa, che causa un carico aggiuntivo sui tubi;
• assenza di standard di qualità per le miscele a base di glicerina;
• in caso di surriscaldamento ed evaporazione dell'acqua, perde le sue proprietà, trasformandosi in una massa gelatinosa con indurimenti;
• eccessiva formazione di schiuma;
• a temperature superiori a 90 gradi può iniziare a decomporsi;
• minore capacità termica rispetto al glicole propilenico;
• a causa dell'elevata viscosità, favorisce un'usura più rapida dell'attrezzatura.

Va notato che in alcuni paesi in cui il glicole etilenico è vietato, non esiste affatto produzione di fluidi termovettori a base di glicerina. A causa delle controversie sull'uso del liquido a base di glicerina, la responsabilità del suo utilizzo ricade interamente sul proprietario.

Antigelo a base di glicerina – un'opzione con molti vantaggi, ma il costo e l'elevata viscosità fanno riflettere prima dell'acquisto.

Opzione #6 – fluido termovettore per caldaia a elettrodi

Questo tipo di apparecchiatura deve essere menzionato separatamente, poiché le caldaie a elettrodi richiedono un tipo speciale di fluido termovettore. In questo caso, il liquido viene riscaldato mediante ionizzazione sotto l'azione della corrente alternata.

L'antigelo deve avere una composizione chimica specifica in grado di soddisfare tre condizioni: valori corretti di resistenza elettrica, conducibilità elettrica e ionizzazione.

I produttori di caldaie elettrodiche forniscono proprie rigorose raccomandazioni sull'uso di specifiche marche di fluido termovettore. Pertanto, è necessario selezionare l'antigelo con particolare attenzione per non perdere la garanzia.

Ogni modello di caldaia elettrodica è limitato a determinate marche di fluido termovettore. In caso di utilizzo di un'altra composizione, il produttore si riserva il diritto di non adempiere agli obblighi di garanzia.

Raccomandazioni per la scelta del prodotto

È necessario considerare non solo le caratteristiche dei fluidi termovettori per l'impianto di riscaldamento, ma anche la configurazione delle apparecchiature, per rendere il riscaldamento sicuro ed efficiente.

Se ha deciso di utilizzare l'antigelo, esaminiamo le condizioni in cui il suo utilizzo è escluso:

• assenza di un regolatore di temperatura di riscaldamento nella caldaia;
• in caso di utilizzo di guarnizioni in stoppa di lino con trattamento oleoso;
• nell'impianto di riscaldamento sono utilizzati tubi, radiatori, valvole con superficie zincata;
  -impianto di riscaldamento a circuito aperto

L'evaporazione dell'acqua dal liquido antigelo può alterarne le proprietà, e i vapori di glicole etilenico sono tossici.

Il rispetto delle seguenti regole consentirà ai proprietari di evitare una serie di inconvenienti in caso di uso improprio dei liquidi antigelo:

• nei punti di tenuta, la stoppa di lino deve essere spalmata con pasta sigillante;
• i radiatori sezionali devono essere smontati per sostituire le guarnizioni con guarnizioni in teflon o paronite;
• non utilizzare sfiati automatici (per lo spurgo dell'aria in eccesso è meglio installare rubinetti di Maevskij per la regolazione manuale);
• i radiatori e i tubi devono avere volume e diametro maggiorati;
• presenza di una pompa di circolazione di maggiore potenza;
• installare un vaso di espansione a membrana con volume maggiorato.

L'antigelo va versato nell'impianto di riscaldamento solo dopo un accurato lavaggio del circuito di riscaldamento, per il quale è meglio utilizzare prodotti specifici. Per la sicurezza di tutti gli inquilini, gli esperti raccomandano di usare il glicole propilenico.

La caldaia non deve essere portata subito alla potenza massima dopo il riempimento dell'impianto con il fluido termovettore. È necessario aumentare la temperatura gradualmente. Questo è necessario affinché l'antigelo raggiunga le caratteristiche operative ottimali e si espanda entro i limiti normali.

Per scegliere il fluido termovettore adatto, è necessario considerare le proprietà dei tubi, delle caldaie e altri fattori.

Quando si diluisce il liquido con acqua, non si deve consentire una concentrazione superiore a -20 gradi. L'eccesso di acqua provocherà depositi di calcare e altererà le proprietà di lavoro del glicole. Diluire solo con acqua distillata.

Come determinare il volume del fluido termovettore?

Il modo più semplice è utilizzare un contatore dell'acqua o un misuratore di portata. Questo è presente praticamente in ogni casa o appartamento con approvvigionamento idrico centralizzato.

Prima di iniziare le misurazioni, il circuito di riscaldamento deve essere completamente svuotato. Quindi si leggono i valori sul contatore e si inizia a riempire il sistema con una leggera pressione dell'acqua. Questo è necessario per evitare sacche d'aria che distorcono le letture.

Non appena la tubatura di riscaldamento è riempita d'acqua, è necessario rileggere i valori del contatore. È importante ricordare che 1 metro cubo equivale a 1000 litri, e acquistare la quantità corrispondente di liquido.

Il secondo metodo è meno comodo ma efficace quando non si dispone di un contatore. Il sistema pieno viene svuotato attraverso un contenitore graduato (serbatoio o secchio di volume definito). L'importante è non perdere il conto del numero di secchi.

Un altro metodo è matematico. Come dati iniziali si prendono i volumi dei radiatori e del vaso di espansione, i diametri dei tubi, il volume dello scambiatore di calore della caldaia. Utilizzando semplici formule geometriche e aritmetiche si può calcolare il volume finale.

Abbiamo analizzato esempi dettagliati di calcolo di ciascun elemento dell'impianto di riscaldamento nei seguenti nostri articoli:

• Calcolo del volume del tubo: principi di calcolo e regole per eseguire i calcoli in litri e metri cubi
• Vaso di espansione per riscaldamento a circuito aperto: struttura, scopo, tipi principali + consigli per il calcolo del vaso

Conclusioni e video utili sull'argomento

Il video presenta il parere di un esperto sul fatto se valga la pena sostituire l'acqua con un liquido antigelo:

Analisi dettagliata delle caratteristiche del riempimento dell'impianto di riscaldamento con il fluido termovettore e raccomandazioni per il corretto avvio dell'impianto nel seguente video:

I fatti presentati rivelano un quadro informativo completo per ogni proprietario che sceglie il fluido termovettore. Il proprietario saprà quale liquido gli serve, quali condizioni sono necessarie per il suo utilizzo e come crearle.

E quale liquido circola nel Suo impianto di riscaldamento? Perché ha scelto proprio questo fluido termovettore ed è soddisfatto del suo funzionamento? Condivida la Sua opinione nel blocco dei commenti.

Oppure sta ancora decidendo il tipo di fluido termovettore e non ha trovato le risposte alle domande sorte in questo articolo? Ponga le Sue domande nei commenti – cercheremo di aiutarLa.