Cómo debe ser el fluido caloportador para los sistemas de calefacción: parámetros del líquido para radiadores

A pesar del avance de métodos alternativos de calefacción de espacios, en la gran mayoría de los casos, el circuito de calefacción líquido actúa como la fuente principal de calor. Debido a su economía y eficiencia, es óptimo en las condiciones de largos inviernos característicos de nuestras latitudes.

El inconveniente es que el agua puede congelarse. Por ello, además del agua, se utiliza un portador de calor anticongelante para sistemas de calefacción, que reemplaza al agua. En este artículo conoceremos más de cerca sus principales variedades, analizaremos sus importantes ventajas y principales desventajas.

También presentaremos un algoritmo para calcular el volumen necesario de portador de calor para un sistema específico y recomendaciones para elegir el tipo de líquido para los circuitos de calefacción.

Lista de requisitos para el portador de calor

La función principal del líquido en las tuberías es transferir energía térmica desde la caldera hasta los radiadores.

Para que el sistema de calefacción sea seguro y eficiente energéticamente, el portador de calor debe cumplir una serie de requisitos importantes, entre ellos:

• protección de las tuberías contra la corrosión;
• inercia química frente a los selladores instalados en la tubería;
• rango de temperaturas de trabajo adecuado a los parámetros operativos de las tuberías (desde congelación hasta ebullición);
• alta capacidad calorífica para acumular la mayor cantidad de calor posible;
• mínima capacidad de formación de incrustaciones;
• seguridad total: sin emisión de vapores tóxicos y máxima resistencia a explosiones e incendios;
• composición química estable – el líquido no debe descomponerse ni cambiar sus propiedades físicas bajo la influencia de altas temperaturas.

Y ahora la pregunta principal: ¿qué anticongelante para sistemas de calefacción modernos cumple con todos los requisitos?

La respuesta puede decepcionar, pero hoy en día no existe tal líquido en la naturaleza. Una composición química tan ideal aún no se ha creado. Por lo tanto, la cuestión de seleccionar la opción óptima es una tarea muy relevante en la actualidad.

¿Cuándo es necesario usar anticongelante?

Antes de considerar los líquidos alternativos, no se debe descartar el agua. Si la calefacción se instala en una casa donde los residentes viven permanentemente, entonces el agua será una de las opciones más seguras y fiables.

Como fluido caloportador, posee parámetros óptimos para la circulación por los circuitos de los sistemas de calefacción.

Sin embargo, en el pico de las heladas invernales, la más mínima cristalización del agua puede provocar un accidente grave con la destrucción de la tubería y los componentes del equipo de calefacción.

Si se trata de una casa de campo a la que se va periódicamente, o cuando los fines de semana la familia abandona con frecuencia su hogar, dejando la calefacción sin supervisión, entonces el fluido caloportador utilizado debe ser resistente al intervalo de bajas temperaturas característico de la zona.

Solo para el uso de compuestos químicos como portadores de energía térmica, es necesario preparar los circuitos de calefacción. El sistema debe ser completamente hermético, ya que el líquido es tóxico e inflamable en diversos grados.

En los circuitos de calefacción no se pueden usar anticongelantes “en estado puro”. Dado que las composiciones sin diluir de los anticongelantes son agresivas y tienden a estimular el desarrollo de corrosión, se diluyen con agua.

El propietario debe tener en cuenta que el líquido anticongelante debe cambiarse periódicamente, lo que conlleva gastos adicionales.

Algunos modelos de equipos de caldera tienen recomendaciones específicas sobre el uso de un refrigerante de una marca determinada. Si se aplica un líquido de otra composición, se puede perder la garantía de la caldera.

Resumen de los portadores de calor más demandados

Para protegerse, analizamos en detalle cada tipo de refrigerante.

Opción #1 – agua con aditivos

En el 70% de los sistemas modernos se utiliza agua, incluyendo sus composiciones modificadas con aditivos.

¿A qué se debe tanta popularidad?

• total inocuidad – una fuga solo puede causar inconvenientes domésticos;
• altísima capacidad calorífica – aproximadamente 1 cal/g*°C (cada litro de agua puede transmitir más calor que cualquier otro líquido);
• bajo costo y accesibilidad – el agua tiene un costo mínimo en comparación con los compuestos anticongelantes. En cualquier momento se puede rellenar el sistema de agua sin grandes gastos de tiempo, trabajo y dinero.

Sin embargo, no es recomendable cambiar el agua en el circuito de calefacción sin una razón importante. Al calentarse, se libera de sales y oxígeno.

El agua que ha hervido varias veces en la caldera ya no tiene la misma composición y cantidad de sales que tenía al llenar el sistema. A diferencia de una nueva porción, prácticamente carece de oxígeno libre.

No se debe cambiar el agua con frecuencia en los circuitos de calefacción para evitar que se acumule sarro en las paredes de las tuberías y en la superficie interior de los accesorios.

La otra cara de la moneda es la siguiente:

• Temperatura de congelación relativamente alta, por lo que no se puede dejar desatendido el sistema de calefacción por agua (de lo contrario, al congelarse y expandirse, el agua podría romper las tuberías y radiadores);
• Las sales contenidas en la composición pueden provocar depósitos en las tuberías y elementos calefactores, lo que reduce la emisión de calor y el rendimiento general del sistema;
• El agua es un oxidante, y el oxígeno disuelto en ella puede causar corrosión en los elementos metálicos de la calefacción, incluyendo los radiadores.

Con la temperatura de congelación no se puede hacer nada, pero las demás propiedades negativas se pueden reducir significativamente. Para empezar, se puede disminuir la concentración de sales mediante el ablandamiento. La cantidad de sales de bicarbonato se puede reducir hirviendo.

El ortofosfato de sodio, que se puede comprar en una tienda, permite ablandar el agua. Hay que recordar la dosificación correcta, ya que un exceso de reactivos puede afectar negativamente las propiedades termotécnicas del agua.

Para no confundirse con las dosis, puede usar agua destilada, pero le resultará mucho más cara. Ahora no tiene que preocuparse de que los radiadores se obstruyan con sarro. Para hacer trampa y ahorrar, puede usar agua de deshielo o de lluvia.

Ya es destilada de forma natural. Pero su pureza puede ser solo parcial. Bien podría haberse cargado de contaminantes atmosféricos, pero en cualquier caso será mucho más blanda que el agua de pozos, norias o grifo.

Con el fin de preservar el estado técnico de las tuberías, válvulas y equipos, es mejor verter destilado en el circuito de calefacción. También es mejor verter agua destilada después de un drenaje de emergencia y reparación del sistema.

Los fabricantes ofrecen agua destilada enriquecida con aditivos inhibidores. Estos reducen significativamente la probabilidad de corrosión.

También se introducen tensioactivos (surfactantes) en dicho destilado. Su contenido en el agua minimiza la formación de depósitos en las superficies internas de los radiadores.

Los tensioactivos hacen que los depósitos existentes se desprendan (para luego eliminarlos del sistema mediante un filtro), y también reducen la actividad química del agua. Como resultado, todas las juntas y empaques durarán más.

Opción #2 – anticongelante

Incluso el agua destilada con un conjunto óptimo de aditivos no está exenta del principal inconveniente: la congelación a 0 grados Celsius. Un líquido especial para radiadores metálicos de calefacción no tiene este defecto, teniendo además una temperatura de cristalización más baja.

La baja temperatura afecta al anticongelante de manera diferente que al agua. Incluso al superar los valores mínimos de funcionamiento, el líquido no se cristaliza ni se expande, sino que se convierte en una sustancia similar a un gel. Por lo tanto, las tuberías y los radiadores están protegidos contra deformaciones y daños.

Al aumentar la temperatura, la consistencia del anticongelante espesado se vuelve más líquida, aumentan los índices de fluidez, aunque en estado normal son un 15% más bajos que los del tradicional competidor – el agua.

El fluido caloportador se suministra en dos variedades de modificación: 1 – con temperatura de congelación en estado sin diluir de -65° y la segunda opción de -30°

El concentrado anticongelante se puede diluir según las instrucciones del fabricante, teniendo en cuenta las condiciones climáticas locales. Para obtener un líquido con un límite de congelación de -30°, se diluye con agua a la mitad; para -20°, una parte de anticongelante se mezcla con dos partes de agua.

La mayoría de las formulaciones soportan hasta -65 grados. En la mayoría de los territorios del norte y centro, la temperatura rara vez baja de -35, por lo que el anticongelante a menudo se diluye con agua destilada, reduciendo el umbral a -40.

Los fabricantes de soluciones de calidad hacen que la composición sea lo más estable posible, por lo que puede durar hasta 5 años. Después de eso, será necesario reemplazarlo por completo.

Para lograr estas propiedades, fue necesario sacrificar algunas ventajas que posee el agua:

• La transferencia de calor del anticongelante es un 15% menor, a veces esto puede implicar la necesidad de instalar radiadores adicionales o secciones;
• puede contener sustancias tóxicas, por lo que no se puede usar anticongelante en sistemas de doble circuito donde la composición puede ingresar al circuito de suministro de agua caliente;
• alta fluidez en comparación con el agua, por lo que es necesario utilizar sellos específicos capaces de prevenir fugas;
• Viscosidad elevada, que requerirá el uso de una bomba más potente – las recomendaciones para elegir una bomba y una revisión de las diez mejores modelos las hemos considerado aquí;
• un coeficiente de expansión más alto requerirá la instalación de un tanque de expansión de mayor volumen.

Al usar cualquier tipo de anticongelante, no se puede realizar la distribución de la calefacción con tuberías galvanizadas, ya que en contacto con ellas el anticongelante pierde parte de sus propiedades beneficiosas iniciales.

Debe recordarse que para llenar el circuito de calefacción se debe usar una composición diseñada específicamente para sistemas de calefacción. No se puede usar líquido para motores de automóviles con este fin.

El uso de líquidos anticongelantes como fluidos térmicos obliga a realizar cambios en el esquema del sistema de calefacción. Debido a la viscosidad del anticongelante, este transfiere el calor más lentamente a los radiadores, por lo que es mejor aumentar el número de secciones de los radiadores o adquirir aparatos con mayor capacidad calorífica.

También se requiere reducir la fricción en las tuberías reemplazando los accesorios por otros de un tamaño mayor que los utilizados en los circuitos de agua.

Los líquidos anticongelantes modernos, según su composición, se pueden dividir en tres tipos principales:

• a base de glicerina;
• a base de propilenglicol;
• a base de etilenglicol.

Examinemos cada uno por separado para elegir la opción más adecuada para el equipo y las condiciones existentes.

Opción #3 – anticongelante a base de etilenglicol

Uno de los anticongelantes más populares ocupa su lugar de honor en los estantes de las tiendas gracias al precio más asequible debido al sencillo proceso de producción.

El líquido contiene aproximadamente un 4% de aditivos que evitan que el etilenglicol forme espuma a altas temperaturas. También incluye inhibidores que evitan que la corrosión ataque las superficies metálicas.

Debido a la agresividad del etilenglicol, el producto se utiliza solo en forma diluida para proteger el interior de las tuberías y radiadores.

El etilenglicol es agresivo con las tuberías, los aparatos y las conexiones, es tóxico, pero tiene buenas propiedades térmicas.

El principal inconveniente del etilenglicol es su toxicidad. Una cantidad mínima de esta sustancia en el cuerpo humano puede causar graves problemas de salud. Por lo tanto, todo el sistema de calefacción debe tener un grado máximo de estanqueidad.

Otra desventaja del uso de etilenglicol es el control constante de las temperaturas. Si la caldera calienta el líquido hasta una temperatura cercana al punto de ebullición, la composición comenzará a descomponerse con la formación de un sedimento sólido y la liberación de ácidos, lo que actúa de forma destructiva sobre todo el equipo de calefacción.

El anticongelante mencionado solo es adecuado para aquellos sistemas en los que se puede mantener con precisión el régimen de temperatura, pero no todos los equipos de caldera disponen de esta capacidad.

Opción #4 – líquido a base de propilenglicol

Este es un anticongelante más moderno que ha eliminado algunos de los inconvenientes del etilenglicol.

Ventajas:

• no es tóxico – contiene aditivos que se utilizan en la industria alimentaria;
• puede utilizarse en sistemas de doble circuito, ya que incluso una mezcla accidental en el circuito de agua potable no perjudicará la salud humana;
• mayores propiedades térmicas;
• tiene una vida útil de 10 años;
• actúa en el circuito de calefacción como lubricante, lo que reduce la resistencia hidráulica en la tubería y aumenta la eficiencia del sistema.

No obstante, un inconveniente no se ha podido eliminar: la incompatibilidad con el zinc. Los aditivos especiales pierden sus cualidades al circular por tuberías galvanizadas. Otra desventaja relativa es un precio dos veces más elevado.

Opción #5 – anticongelante de glicerina

El anticongelante de glicerina se equipara al agua, como cercano a un conjunto ideal de propiedades, pero al mismo tiempo es criticado. Las opiniones divergen, por lo que tiene sentido mencionar todos los puntos.

Los defensores de la composición de glicerina señalan las siguientes ventajas:

• solución ecológica y segura;
• amplio rango de temperatura de trabajo – -30 a +100;
• al congelarse se expande mínimamente;
• no es agresivo con tuberías galvanizadas y radiadores;
• cuesta menos que el propilenglicol;
• vida útil de 7 a 10 años.

La opción a base de glicerina no es explosiva ni inflamable. Una gran ventaja es que prácticamente no daña los sellos.

En la composición del anticongelante a base de glicerina se han incorporado aditivos sintéticos, gracias a los cuales se reduce significativamente la actividad corrosiva del líquido.

Entre quienes están en contra de este fluido caloportador, circulan los siguientes argumentos:

• mayor masa, lo que provoca una carga adicional en las tuberías;
• falta de estándares de calidad para las mezclas de glicerina;
• al sobrecalentarse y evaporarse el agua, pierde sus propiedades, transformándose en una masa gelatinosa con endurecimientos;
• formación excesiva de espuma;
• a temperaturas superiores a 90 grados puede comenzar a descomponerse;
• menor capacidad calorífica en comparación con el propilenglicol;
• debido a su mayor viscosidad, contribuye a un desgaste más rápido del equipo.

Cabe señalar que en algunos países donde el etilenglicol está prohibido, no existe producción de fluidos caloportadores de glicerina. Debido a las controversias en el uso del líquido de glicerina, la responsabilidad de su uso recae completamente en el propietario.

El anticongelante a base de glicerina – una opción con muchas ventajas, pero el costo y la alta viscosidad hacen reflexionar antes de comprar.

Opción #6 – portador de calor para caldera de electrodos

Este tipo de equipo debe señalarse por separado, ya que las calderas de electrodos requieren un tipo especial de fluido caloportador. El líquido se calienta mediante ionización por la acción de la corriente alterna.

El anticongelante debe tener una composición química específica que pueda cumplir tres condiciones: los valores correctos de resistencia eléctrica, conductividad eléctrica e ionización.

Los fabricantes de calderas de electrodos dan sus propias recomendaciones estrictas sobre el uso de marcas específicas de refrigerante. Por lo tanto, debe seleccionar el anticongelante con especial cuidado para no perder la garantía.

Cada modelo de caldera de electrodos está limitado a ciertas marcas de refrigerante. Si se utiliza otra composición, el fabricante se reserva el derecho de no cumplir con las obligaciones de garantía.

Recomendaciones para la elección del producto

Es necesario tener en cuenta no solo las características de los refrigerantes para el sistema de calefacción, sino también la configuración del equipo, para que la calefacción sea segura y eficiente.

Si ha decidido optar por el uso de anticongelante, analicemos las condiciones en las que su uso está excluido:

• ausencia de un regulador de temperatura de calentamiento en la caldera;
• cuando se utilizan juntas de estopa de lino tratadas con aceite;
• en el circuito de calefacción se utilizan tuberías, radiadores, válvulas de cierre con superficie galvanizada;
  - sistema de calefacción de tipo abierto

La evaporación del agua del líquido anticongelante puede cambiar sus propiedades, y los vapores de etilenglicol son tóxicos.

El cumplimiento de las siguientes reglas permitirá a los propietarios evitar una serie de problemas debido al uso incorrecto de líquidos anticongelantes:

• en los lugares de las juntas, se debe untar la estopa de lino con pasta selladora;
• los radiadores seccionales deben desmontarse para reemplazar la junta por juntas de teflón o paronita;
• no utilizar purgadores automáticos (para eliminar el exceso de aire es mejor instalar grifos de Maevsky para ajuste manual);
• los radiadores y tuberías deben tener un volumen y diámetro mayores;
• disponer de una bomba de circulación de mayor potencia;
• instalar un tanque de expansión de membrana con volumen aumentado.

El anticongelante se vierte en el sistema de calefacción solo después de un lavado de calidad del circuito de calefacción, para lo cual es mejor usar compuestos especiales. Por la seguridad de todos los residentes, los expertos recomiendan usar propilenglicol.

La caldera no debe ponerse a máxima potencia inmediatamente después de llenar el sistema con refrigerante. Es necesario aumentar la temperatura gradualmente. Esto es necesario para que el anticongelante alcance las características de trabajo óptimas y se expanda dentro de lo normal.

Para elegir el refrigerante adecuado, es necesario tener en cuenta las propiedades de las tuberías, el equipo de la caldera y otros factores.

Al diluir el líquido con agua, no se debe permitir una concentración superior a -20 grados. El exceso de agua provocará depósitos de cal y cambios en las propiedades de trabajo del glicol. Solo se diluye con agua destilada.

¿Cómo determinar el volumen del portador de calor?

La forma más sencilla es usar un medidor de agua o un contador de caudal. Este existe prácticamente en cada casa o apartamento con suministro de agua centralizado.

Antes de comenzar las mediciones, el circuito de calefacción debe vaciarse por completo. Luego se toman las lecturas en el contador y se comienza a llenar el sistema con un pequeño caudal de agua. Esto es necesario para evitar bolsas de aire que distorsionan las lecturas.

Una vez que la tubería de calefacción esté llena de agua, se deben tomar nuevamente las lecturas del medidor de agua. Es necesario recordar que 1 metro cúbico equivale a 1000 litros, y adquirir la cantidad correspondiente de líquido.

El segundo método es menos conveniente pero eficaz cuando no hay contador. El sistema lleno se vacía a través de un recipiente de medición (tanque o cubo de volumen determinado). Lo principal es no perder la cuenta del número de cubos.

Otro método es el matemático. Como datos iniciales se toman los valores de los volúmenes de los radiadores y del vaso de expansión, los diámetros de las tuberías, el volumen del intercambiador de calor de la caldera. Usando fórmulas geométricas y aritméticas simples se puede calcular el volumen final.

Hemos analizado ejemplos detallados de cómo realizar el cálculo de cada uno de los elementos del sistema de calefacción en los siguientes artículos:

• Cálculo del volumen de la tubería: principios de cálculo y reglas para realizar cálculos en litros y metros cúbicos
• Vaso de expansión para calefacción de tipo abierto: dispositivo, propósito, tipos principales + consejos para calcular el depósito

Conclusiones y video útil sobre el tema

El video presentará la opinión de un especialista sobre si vale la pena cambiar el agua por líquido anticongelante:

Análisis detallado de las características del llenado del sistema de calefacción con refrigerante y recomendaciones para el arranque correcto del sistema en el siguiente video:

Los hechos presentados revelan un panorama informativo completo para cada propietario que se decide por el refrigerante. Sabrá qué líquido necesita, qué condiciones son necesarias para su uso y cómo crearlas.

¿Y qué líquido circula en su sistema de calefacción? ¿Por qué eligió ese refrigerante y está satisfecho con su funcionamiento? Comparta su opinión en la sección de comentarios.

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