Пропиленгликоль или этиленгликоль в теплообменнике: как антифриз меняет расчёт и выбор уплотнений

ООО «ПРОМТЕХРЕШЕНИЯ» · 13 ноября 2026

Гликоль заливают туда, где вода может замёрзнуть: в контуры приточных установок, драйкулеры, тепловые насосы, системы снеготаяния, дома с периодическим отоплением. Теплообменник отделяет такой контур от воды тепловой сети или чиллера. Ошибка обычно одна и та же: аппарат подбирают как для воды, а потом удивляются, что он недогревает, а насос не тянет. Разбираем, чем отличаются этиленгликоль и пропиленгликоль, какую выбрать концентрацию и насколько антифриз меняет расчёт пластинчатого теплообменника.

Коротко

•      Этиленгликоль дешевле и чуть лучше по теплофизике, но токсичен: 3 класс опасности по ГОСТ 12.1.007. Пропиленгликоль малотоксичен, его выбирают для жилых и общественных зданий, пищевых производств и везде, где возможен контакт с питьевой водой.

•      Концентрацию подбирают по минимальной температуре в контуре с запасом в несколько градусов. 40 % раствор этиленгликоля по объёму замерзает около минус 23 °C, пропиленгликоля около минус 22 °C.

•      Теплоёмкость 40 % раствора на 10-13 % ниже, чем у воды, вязкость в разы выше. Расход растёт, потери давления растут сильнее, теплопередача падает.

•      Штраф сильно зависит от температуры. На отоплении 70/50 °C он умеренный, на охлаждении около 0 °C большой.

•      Для водно-гликолевых растворов стандартный материал прокладок EPDM. Nitril и Viton по каталогу Ридан не работают ниже минус 15 и минус 10 °C.

•      Гликолевый контур не подпитывают из тепловой сети и водопровода, а отработанный антифриз нельзя сливать в канализацию.

Где в схеме гликоль и зачем там теплообменник

Типичные места, где мы встречаем пластинчатые аппараты вода-гликоль:

•      Калориферы приточных установок. Вода в калорифере может замёрзнуть при сбое автоматики или остановке насоса. Контур калорифера заполняют гликолем и греют через теплообменник от тепловой сети или котельной.

•      Холодоснабжение. Чиллер с выносным драйкулером или наружный контур фрикулинга работают на гликоле, а фанкойлы и технологические потребители внутри здания на воде. Между ними промежуточный теплообменник.

•      Тепловые насосы. Грунтовый или воздушный контур на антифризе, отопление дома на воде.

•      Снеготаяние и подогрев рамп. Трубы в бетоне на улице, контур на гликоле, тепло от котла или теплосети через теплообменник.

•      Загородные дома и объекты с периодическим отоплением. Систему заполняют антифризом, чтобы не сливать её на время простоя.

•      Пищевые и технологические контуры охлаждения на пропиленгликоле.

Теплообменник здесь нужен по двум причинам. Первая: объём гликоля держат минимальным, потому что он дорогой, а большая часть системы остаётся на воде. Вторая: при централизованном теплоснабжении сетевую воду нельзя смешивать с антифризом, и система с антифризом присоединяется по независимой схеме. Как устроена такая схема, мы разбирали в статье о теплообменнике для отопления.

Этиленгликоль и пропиленгликоль: сравнение

Свойства воды и 40 % растворов гликолей

Данные по свойствам из справочника Engineering ToolBox и технических данных производителя теплоносителей Mokon. Концентрации там приводят по-разному: по массе или по объёму. Для пропиленгликоля разница невелика, для этиленгликоля 40 % по объёму соответствует примерно 43 % по массе. Сверяйте, в каких процентах указан ваш теплоноситель.

Главное различие практическое. Этиленгликоль ядовит при проглатывании, и ГОСТ 19710-2019 относит его к веществам 3 класса опасности. Пропиленгликоль применяют как пищевую добавку, поэтому его ставят там, где утечка может попасть к людям, в продукт или в питьевую воду. За это приходится платить ценой и теплофизикой: пропиленгликоль заметно дороже и более вязкий, особенно на холоде.

Класс опасности конкретного теплоносителя смотрят в его паспорте безопасности. Готовые теплоносители содержат пакет присадок, и класс у них может отличаться от класса чистого гликоля.

Что говорят нормы

•      СП 60.13330.2020, п. 6.1.11. Для систем внутреннего теплоснабжения основной теплоноситель вода. Другие теплоносители применяют, если они соответствуют санитарно-гигиеническим требованиям и требованиям взрывопожаробезопасности.

•      СП 60.13330.2020, п. 6.1.12 в редакции Изменения № 3 (действует с 1 июля 2024 года). Для районов с расчётной температурой наружного воздуха минус 40 °C и ниже допускается нетоксичный и негорючий антифриз без веществ 1 и 2 классов опасности. При централизованном теплоснабжении системы с антифризом присоединяют по независимой схеме.

•      Изменение № 3 к СП 60.13330.2020 запрещает сливать отработанный антифриз в хозяйственно-бытовую и дождевую канализацию.

•      СП 510.1325800.2022, п. 5.10. Подпитку независимых систем после теплового пункта предусматривают водой из обратного трубопровода тепловой сети, кроме случаев, когда во внутреннем контуре другой теплоноситель. Для гликолевого контура нужна своя подпитка.

•      Правила технической эксплуатации, приказ Минэнерго № 511, пп. 434 и 436. Теплопотребляющие установки заполняют подготовленной водой или другой жидкостью, предусмотренной проектом. Гидравлические испытания допускается проводить той же жидкостью.

Отдельного запрета на этиленгликоль в действующей редакции СП 60 нет, но решение всегда упирается в санитарные требования к объекту. Для жилых домов, детских, лечебных и пищевых объектов на практике выбирают пропиленгликоль.

Как выбрать концентрацию

Температура замерзания водных растворов гликолей (Engineering ToolBox)

Правила выбора простые:

1.    Найдите минимальную температуру, которую может увидеть контур. Для наружных трубопроводов и калориферов это расчётная температура наружного воздуха, для холодоснабжения минимальная температура хладоносителя на выходе из испарителя.

2.    Возьмите температуру замерзания на несколько градусов ниже. Возле точки замерзания раствор густеет и превращается в кашу, насос его уже не прокачивает.

3.    Не берите «с запасом» лишние проценты. Чем выше концентрация, тем ниже теплоёмкость и выше вязкость. После 60-70 % этиленгликоля температура замерзания снова растёт: чистый этиленгликоль замерзает при минус 12,8 °C.

4.    Учтите, что концентрация в процессе меняется. Подпитка водой разбавляет раствор, утечки уносят готовую смесь. Концентрацию проверяют рефрактометром или ареометром.

Пример. Если температура в контуре может опуститься до минус 25 °C, раствор должен замерзать не выше минус 30 °C. По таблице это около 45 % этиленгликоля по объёму или около 47 % пропиленгликоля. Для минус 40 °C с тем же запасом понадобится около 55 % этиленгликоля, у пропиленгликоля почти 60 %, и вязкость на холоде становится главным ограничением при выборе насоса.

Как гликоль меняет расчёт теплообменника

На теплообменник действуют четыре свойства раствора сразу.

•      Теплоёмкость ниже. У 40 % этиленгликоля при 20 °C 3,65 кДж/(кг·К) против 4,19 у воды, на 13 % меньше. Для той же мощности и того же перепада температур массовый расход нужен больше.

•      Плотность выше. Часть разницы в теплоёмкости компенсирует плотность, поэтому объёмный расход растёт меньше массового.

•      Вязкость выше в разы. У 40 % пропиленгликоля при 26,7 °C 3,5 мПа·с против 0,85 у воды, при минус 1 °C уже около 13 мПа·с. Поток в каналах становится менее турбулентным, теплоотдача падает, потери давления растут.

•      Теплопроводность ниже. У 40 % пропиленгликоля около 0,39 Вт/(м·К) против 0,6 у воды. Это ещё больше снижает коэффициент теплоотдачи.

Итог: при одинаковой мощности через аппарат идёт больший объём раствора с худшей теплоотдачей. Нужна большая площадь, а потери давления на гликолевой стороне выше, чем были бы на воде.

Почему всё решает температура

Вязкость гликолей резко растёт при охлаждении, поэтому один и тот же раствор ведёт себя по-разному на отоплении и на холодоснабжении. Хорошо это видно по справочным поправкам для трубопроводов с 50 % этиленгликолем.

Этиленгликоль 50 %: поправки к расходу и потерям давления по сравнению с водой (Engineering ToolBox)

При 82 °C поправка к потерям давления около четверти, при 4 °C потери вырастают больше чем вдвое. В пластинчатом теплообменнике картина та же, и на холодоснабжении эффект сильнее, чем на отоплении.

Пример 1: нагрев гликолевого контура калорифера

Мощность 150 кВт, гликолевый контур 70/50 °C, средняя температура 60 °C. Сравним воду и 40 % этиленгликоль по массе. Расход считаем по формуле:

G = Q / (c × Δt)

На отоплении разница по объёму всего 5 %. Вязкость раствора при 60 °C примерно вдвое выше, чем у воды, поэтому теплообменнику понадобится дополнительная площадь. Потери давления в трубах для 50 % раствора при этой температуре по справочным поправкам растут примерно на треть, поэтому насос проверяют по новой рабочей точке.

Пример 2: промежуточный теплообменник для чиллера

Этот расчёт инженеры обсуждали на форуме АВОК. Офисное здание, чиллер с воздушным охлаждением конденсатора, вода в системе фанкойлов 12→7 °C, 21,34 м³/ч, это около 124 кВт. Чтобы не сливать систему на зиму, контур чиллера решили заполнить 40 % пропиленгликолем (температура замерзания минус 22,96 °C), а между ним и водой поставить пластинчатый аппарат. Один из участников выложил расчёт из программы подбора производителя: три варианта с одинаковым запасом поверхности 25 %.

Что видно из таблицы:

•      Расход гликоля на 10 % больше расхода воды при той же мощности.

•      Потери давления на гликолевой стороне в полтора раза выше, чем на водяной, хотя расходы почти равны.

•      Площадь аппарата определяется температурным напором. Если гликоль подаётся на 7 °C холоднее выходящей воды, хватает 7,3 м². При разнице 2 °C нужно уже 38 м², в пять раз больше.

Отсюда практический вывод для холодоснабжения: промежуточный теплообменник «съедает» несколько градусов. Либо чиллер готовит более холодный гликоль и теряет холодопроизводительность, либо фанкойлы работают на более тёплой воде, либо ставят большой аппарат. Решение выбирают по стоимости всей системы.

Как устроен узел вода-гликоль

Возьмём самый частый случай: калорифер приточной установки на гликоле, тепло от тепловой сети или котельной. Состав узла по ходу теплоносителей:

1.    Первичная сторона. Запорная арматура, грязевик или фильтр, регулирующий клапан с приводом, манометры и термометры на входе и выходе теплообменника.

2.    Теплообменник вода-гликоль. Пластинчатый, разборный или паяный, подобранный по свойствам раствора.

3.    Гликолевый контур. Циркуляционный насос, фильтр перед теплообменником, сепаратор воздуха и воздухоотводчики, расширительный бак, предохранительный клапан со сбросом в ёмкость для сбора раствора.

4.    Подпитка. Бак с запасом готового раствора и подпиточный насос или ручная подпитка, без связи с водопроводом.

5.    Калорифер. Смесительный узел с трёхходовым клапаном и насосом, датчики температуры воздуха и обратного теплоносителя.

Гликоль защищает калорифер от разрыва трубок, но защиту от замерзания на стороне автоматики не отменяет. При сбое регулирования холодный воздух всё равно выстудит помещение, а раствор, охлаждённый ниже расчётного, загустеет.

Для холодоснабжения схема похожа, только греющей стороной становится вода от фанкойлов, а гликоль охлаждается в испарителе чиллера или в драйкулере. Насос гликолевого контура подбирают по самой низкой температуре раствора: там вязкость максимальная, и рабочая точка насоса сдвигается сильнее всего.

Паяный или разборный аппарат для гликоля

Оба типа работают с водно-гликолевыми растворами. Выбор зависит от мощности, давления и того, как аппарат будут обслуживать.

Подробное сравнение двух типов есть в статье разборный или паяный теплообменник. Для гликолевых контуров приточных установок и тепловых насосов малой мощности чаще ставят паяные аппараты, для промышленных контуров и холодоснабжения больших зданий разборные.

Какие данные нужны для подбора теплообменника вода-гликоль

1.    Вид гликоля и концентрация, с указанием: по массе или по объёму. Если есть, марка готового теплоносителя.

2.    Тепловая мощность и температуры на входе и выходе по обеим сторонам.

3.    Минимальная температура, которую может увидеть гликолевый контур, включая аварийные режимы.

4.    Расходы, если они заданы оборудованием: чиллером, калорифером, тепловым насосом.

5.    Допустимые потери давления по каждой стороне и характеристики насосов.

6.    Рабочее и расчётное давление контуров, вторая среда и её качество.

Методика подбора пластинчатого аппарата в целом описана в статье как подобрать пластинчатый теплообменник. Для гликолевых контуров важно передать в расчёт именно реальные свойства раствора. Мы делаем подбор теплообменника под такие задачи бесплатно.

Уплотнения и материалы

Прокладки

Для воды, пара и водно-гликолевых растворов в разборных аппаратах ставят EPDM. При выборе прокладки для гликолевого контура важна нижняя температура. По каталогу Ридан пределы такие:

Если гликолевый контур холодоснабжения работает при минус 15-20 °C, нитрил и витон по нижней границе уже не подходят. Nitril и Viton выбирают, когда на второй стороне масло или нефтепродукты, и тогда проверяют обе среды. Подробно об эластомерах в статье про уплотнения EPDM, NBR и Viton.

Пластины и трубы

•      Пластины. Для водно-гликолевых растворов с ингибиторами обычно достаточно AISI 316. Если на второй стороне вода с хлоридами, материал выбирают по ней, см. статью AISI 316 vs AISI 304 vs титан.

•      Паяные аппараты. Медный припой работает с ингибированными гликолями, которые рассчитаны на медь. Состав присадок проверяют по паспорту теплоносителя.

•      Оцинкованные трубы. Большинство производителей гликолевых теплоносителей запрещают контакт с оцинковкой: цинк реагирует с присадками, в контуре появляется осадок. В СП 60.13330.2016 был прямой запрет на трубы с внутренней оцинковкой в контурах холодоснабжения с незамерзающими растворами.

•      Автомобильный антифриз. Для инженерных систем не годится: силикатные присадки для защиты алюминиевых двигателей дают отложения в теплообменниках.

Заполнение и подпитка контура

•      Готовая смесь или концентрат на дистилляте. Водопроводная вода приносит соли жёсткости и хлор, они снижают срок службы присадок и дают отложения на пластинах. Концентрат разводят дистиллированной или обессоленной водой.

•      Своя подпитка. Подпитку из обратки тепловой сети СП 510 для такого контура не предусматривает. Автоматическую подпитку из водопровода тоже не делают: при утечке она незаметно разбавит раствор, и контур замёрзнет. Ставят бак с запасом теплоносителя и подпиточный насос.

•      Больший расширительный бак. Раствор гликоля расширяется сильнее воды. Пример из справочника: система объёмом 0,8 м³ на 50 % этиленгликоле при нагреве от 0 до 80 °C увеличивается на 37 литров, это 4,6 %. Вода в тех же условиях расширилась бы примерно на 2,9 %.

•      Удаление воздуха. Вязкий раствор хуже отдаёт воздух, поэтому нужны воздухоотводчики в верхних точках и сепаратор воздуха.

•      Фильтр перед теплообменником. Гликолевый контур требует той же защиты от грязи, что и водяной. Как подобрать и обслуживать фильтр, мы рассказали в статье о грязевике перед теплообменником.

•      Маркировка. На трубопроводах и баке подписывают вид теплоносителя и концентрацию, чтобы при ремонте никто не долил воду.

Обслуживание гликолевого контура

•      Концентрация. Проверяют рефрактометром или ареометром хотя бы раз в год, перед холодами, и после любой подпитки.

•      pH и внешний вид. Присадки со временем срабатываются, раствор темнеет и закисляется. Нормы контроля и срок замены указывает производитель теплоносителя.

•      Доливают только тот же теплоноситель. Смешивать разные марки и тем более этиленгликоль с пропиленгликолем нельзя: присадки могут быть несовместимы.

•      Течи. Гликоль проникает через неплотности легче воды. Следы на прокладках теплообменника и арматуре проверяют при каждом обходе.

•      Гидравлические испытания. Контур испытывают той же жидкостью, которой он заполнен. Порядок и давления описаны в статье об опрессовке теплообменника.

•      Утилизация. Отработанный антифриз сливать в канализацию нельзя, его сдают специализированной организации.

Если теплообменник гликолевого контура начал терять мощность, причина чаще всего в отложениях продуктов распада присадок или в грязи из контура. Его промывают так же, как водяной, но после промывки контур заполняют свежим раствором. Подробнее в статье о разборной и безразборной промывке.

Типичные ошибки

•      Аппарат подобран на воду, а залили гликоль. Мощность падает, потери давления растут, насос не выходит на расчётный расход.

•      Концентрация «с запасом» 60-70 %. Теплоёмкость ещё ниже, вязкость выше, а защита от замерзания лучше не становится.

•      Подпитка из водопровода. Раствор разбавляется, и однажды калорифер замерзает.

•      Автомобильный антифриз вместо теплоносителя для инженерных систем.

•      Оцинкованные трубы в гликолевом контуре.

•      Нитриловые прокладки в контуре, который работает ниже минус 15 °C.

•      Нет учёта, чем заполнен контур. Через пару лет никто не помнит марку и концентрацию, долили что было.

•      Расширительный бак подобран на воду. При нагреве срабатывает предохранительный клапан, теплоноситель уходит в дренаж.

Чем поможет ПромТехРешения

Подберём пластинчатый теплообменник вода-гликоль под ваши температуры и реальные свойства раствора. Поставляем разборные и паяные теплообменники, пластины и уплотнения EPDM для гликолевых контуров. Обслуживаем аппараты на объекте: промывка, замена прокладок, опрессовка.

Частые вопросы

Что лучше для системы отопления: этиленгликоль или пропиленгликоль?

Для жилых и общественных зданий, пищевых производств и контуров рядом с ГВС выбирают пропиленгликоль: он малотоксичен. Этиленгликоль дешевле и немного лучше по теплофизике, но относится к 3 классу опасности, его применяют в закрытых промышленных контурах и холодоснабжении.

Какую концентрацию гликоля выбрать?

По минимальной температуре, которую может увидеть контур, с запасом в несколько градусов. 40 % раствор этиленгликоля по объёму замерзает около минус 23,5 °C, пропиленгликоля около минус 22 °C, 50 % растворы около минус 37 и минус 34 °C. Лишние проценты ухудшают теплопередачу.

Насколько больше нужен теплообменник для гликоля?

Зависит от температур. На отоплении 70/50 °C с 40 % этиленгликолем объёмный расход растёт примерно на 5 %, площадь умеренно. На холодоснабжении около 0 °C вязкость раствора в разы выше, и площадь определяется температурным напором. Точный ответ даёт только расчёт с реальными свойствами раствора.

Какие прокладки ставить в теплообменник вода-гликоль?

EPDM. По каталогу Ридан он работает от минус 30 °C до 160-180 °C. Nitril ограничен минус 15 °C, Viton минус 10 °C, поэтому для холодных гликолевых контуров они не подходят.

Можно ли залить в систему автомобильный антифриз?

Нет. Автомобильные антифризы содержат силикатные присадки для защиты алюминиевых двигателей, в инженерных системах они дают отложения на пластинах теплообменника. Нужен теплоноситель для систем отопления и охлаждения.

Можно ли подпитывать гликолевый контур водой?

Только в рамках доливки раствора нужной концентрации. Автоматическая подпитка из водопровода или тепловой сети разбавляет гликоль и снижает защиту от замерзания. Для такого контура ставят бак с запасом теплоносителя и подпиточный насос.

Нужен ли теплообменник, если система с антифризом подключена к теплосети?

Да. По СП 60.13330.2020 в редакции Изменения № 3 при централизованном теплоснабжении системы с антифризом присоединяют по независимой схеме, то есть через теплообменник. Подпитка такого контура из тепловой сети не предусматривается.

Как часто проверять концентрацию гликоля?

Хотя бы раз в год перед холодами и после каждой подпитки. Проверяют рефрактометром или ареометром, одновременно смотрят pH и цвет. Срок замены теплоносителя указывает его производитель.