Nosač topline za sustav grijanja – voda ili antifriz

Sadržaj članka

• Zahtjevi za idealno rashladno sredstvo
• Nosač topline – voda
• Nosač topline – antifriz
• Kako odabrati optimalnu rashladnu tekućinu

Sustavi grijanja s cirkulacijom tekućeg nosača topline, s obzirom na njihovu rasprostranjenost, potukli su sve rekorde – njihova stalna popularnost uvelike je zaslužna za oštru zimsku klimu Rusije. Tekući sustavi grijanja uključuju čitav niz opreme, uključujući kotlove, izmjenjivače topline, crpne stanice, često i kilometre cjevovoda. Pravilni rad grijaćeg kompleksa izravno ovisi o karakteristikama rashladnog sredstva, pa koja vrsta tekućine se najbolje koristi u ovom svojstvu i zašto?

Zahtjevi za idealno rashladno sredstvo

Odmah treba napomenuti – ne postoji takva rashladna tekućina. Bilo koji od postojećih redovito obavlja svoje funkcije samo u određenom temperaturnom rasponu, što nadilazi što dovodi do dramatičnih promjena u njegovim karakteristikama kvalitete.

Nosač topline dužan je prenositi maksimalnu količinu topline po jedinici vremena s minimalnim gubicima topline. Viskoznost rashladne tekućine ozbiljno utječe na njegovo pumpanje unutar sustava grijanja, stoga je manje viskozna, to je bolje.

Rashladno sredstvo ne bi trebalo imati korozivni učinak na razne strukturne materijale cjevovoda i grijaćih uređaja, inače će izbor ovih materijala biti strogo ograničen. Osim toga, sposobnost podmazivanja određenih rashladnih sredstava nameće ograničenja na strukturni materijal cirkulacijskih crpki i druge mehanizme koji su u kontaktu s njima..

Sa stajališta sigurnosti u domaćinstvu, rashladno sredstvo mora imati određene (sigurne) karakteristike u pogledu toksičnosti, temperature paljenja tekućine i izbijanja isparavanja.

I posljednje – tekućina koja se koristi kao nosač topline mora biti pristupačna ili, u slučaju visokih troškova, dugo održavati svoje karakteristike i volumen tijekom rada u sustavu grijanja.

Nosač topline – voda

Od svih tekućina koje na Zemlji postoje u prirodnom stanju, voda ima najveći toplinski kapacitet – u prosjeku 1 kcal / (kg deg), odnosno ako se jedan kilogram vode zagrije na 90 ° C i ohladi u radijatoru grijanja do 70 ° C , tada će 20 kcal topline biti dovedeno u sobu grijanu ovim radijatorom.

Ova tekućina ima visoku gustoću (917 kg / m³), smanjuje se zagrijavanjem ili hlađenjem. Usput, voda je jedina prirodna tekućina koja se širi i kada se zagrijava i hladi..

Ekološke i toksikološke karakteristike vode nadmašuju one bilo koje sintetičke tekućine za prijenos topline – slučajno curenje iz sustava grijanja neće stvoriti probleme zdravlju kućanstava, osim ako ne dospije izravno u ljudsko tijelo. A u slučaju takvog curenja, vrlo je jednostavno vratiti izvorni volumen vode – samo je potrebno dodati potrebnu količinu u otvoreni ekspanzijski spremnik prirodnog cirkulacijskog grijanja.

Što se tiče troškova, voda također nije izvan konkurencije, jer ne postoji jeftiniji i povoljniji nosač topline..

Međutim, ovo rashladno sredstvo ima niz nedostataka – obična voda, odnosno u svom prirodnom stanju sadrži kisik i soli, što uzrokuje unutarnju koroziju elemenata sustava grijanja, kao i prekomjerno zarastanje njihovih zidova s ​​skalom, što smanjuje prijenos topline i unutarnju količinu grijaćih uređaja.

Najjednostavniji način omekšavanja vode svima je dobro poznat – termički (kipući), koristeći metalni spremnik bez poklopca. Tijekom toplinske obrade, dio soli deponirat će se na dnu spremnika, a ugljični dioksid će se ukloniti iz volumena vode. Usput, što je veće područje dna spremnika za vrenje, više soli se može ukloniti iz vode – soli će se taložiti na dnu u obliku razmjera. Nedostatak termičke metode je taj što se na taj način iz vode mogu ukloniti samo nestabilni magnezij i kalcij bikarbonati, a njihovi stabilni spojevi će ostati..

Kemijska ili reagensna metoda učinkovitija je, omogućava vam prenošenje soli sadržane u vodi u netopljivo stanje. Za njegovu primjenu koriste se vapnena vapna, soda pepeo ili natrijev ortofosfat – uvođenje prva dva reagensa u volumen vode uzrokovat će stvaranje karbonatnog taloga, potonji – talog magnezijevih i kalcijevih ortofosfata. Na kraju kemijske reakcije, nastali talog se odstrani filtriranjem vode. Posljednji reagens – natrijev ortofosfat – osigurava najbolje omekšavanje vode, ali njegova upotreba zahtijeva precizno doziranje.

Destilirana voda je najprikladnija za sustave grijanja, jer je potpuno bez nečistoća. Jedini njegov nedostatak je da morate potrošiti novac na kupnju, trošak litre destilirane vode bit će oko 14 rubalja. Prije izlijevanja destilirane vode u sustav grijanja potrebno je temeljno isprati grijaće uređaje, cijevi i bojler običnom vodom, te oprati i prethodno korišteni sustav i novoinstalirani sustav – u svakom slučaju će doći do onečišćenja unutar njega.

Možete koristiti čistu otopljenu ili kišnicu, jer sadrži mnogo manje soli nego slavine, bunara ili artezijske.

Jedina mana vode koja se koristi kao nositelj topline je ta što će se na temperaturama ispod 0 ° C smrznuti, proširiti i uzrokovati ozbiljnu štetu na sustavu grijanja. Stoga, vlasnicima kuća koji nepravilno upravljaju sustavom grijanja tijekom hladne sezone, kao i koji žive u područjima gdje su prekidi u opskrbi energijom posebno česti, prikladnija je druga skupina tekućina za prijenos topline – antifriz.

Nosač topline – antifriz

Ne smrzavanje, izliveno u krug grijanja, omogućuje vam da u potpunosti riješite opasnost od smrzavanja sustava u hladnoj sezoni – niske temperature za koje je dizajniran ovaj antifriz ne mijenjaju njegovo fizičko stanje. Antifrizi mogu osigurati transport toplinske energije unutar sustava grijanja, ne uzrokuju korozivne procese i naslage kamenca.

Glavna kvaliteta antifriza je u tome što se ne stvrdne do određenih ekstremno niskih temperatura, u slučaju stvrdnjavanja ne šire se poput vode i ne uništavaju elemente sustava grijanja, već se pretvaraju u geliranu masu, čiji se volumen ne mijenja. Drugim riječima, ako se temperatura smrznutog antifriza poveća, tada će se iz gel-oblika vratiti u tekuće stanje bez ikakvih posljedica za krug grijanja..

Proizvođači uvode dodatne aditive u sastav antifriza kako bi povećali radni vijek sustava grijanja – inhibitore korozije i mineralnih naslaga koji uklanjaju korozijske žarišta i razmjere u sustavima koji djeluju duži niz godina. Prilikom odabira antifriza valja imati na umu da njegov sastav nije univerzalan – aditivi koji se nalaze u njemu dizajnirani su za određene strukturne materijale i legure, pogrešan izbor uzrokovat će elektrokemijsku koroziju ili, na primjer, uništenje polimernih materijala koji se koriste u konstrukciji sustava grijanja.

U pravilu se proizvode antifrizi, dizajnirani za dvije ekstremno niske temperature – do -65 i do -30 ° C. Ako je potrebno, možete promijeniti koncentraciju zasićenog sastava u željenu, od udjela jednog dijela destilirane vode do dva dijela antifriza (na primjer, ako se litra antifriza prvog tipa, dizajnirana za nižu temperaturu, razrijedi s 0,5 l vode, tada će takav sastav djelovati do – 30 ° C).

Kemijski sastav antifriza dizajniran je za 10 sezona grijanja ili 5 godina rada, nakon čega se mora zamijeniti cjelokupna količina antifriza..

U usporedbi s vodom, antifriz ima ne samo prednosti, već i nedostatke:

• toplinski kapacitet uređaja za smrzavanje je 15% niži, to jest oni pogoršavaju toplinu;
• njihova viskoznost je najmanje dvostruko veća, što zahtijeva uvođenje snažnih cirkulacijskih crpki u sustav grijanja;
• potrebna je veća volumenska ekspanzija tijekom grijanja, potrebni su ekspanzomati (zatvoreni ekspanzijski spremnik) i radijatori grijanja, čiji je kapacitet 50-60% veći od kapaciteta njihovih kolega koji se koriste u sustavima s vodenim toplinskim nosačem;
• fluidnost je 50% veća od vode, tj. odvojivi spojevi u sustavu sa antifrizom moraju se zapečatiti vrlo pažljivo;
• Antifrizi na bazi etilen glikola toksični su za ljude, pa se takav antifriz može koristiti samo u kotlovima s jednim krugom.

Za kućne potrebe, tj. Za sustave grijanja privatnih kuća, proizvode se antifrizi koji se temelje na dvije vrste poliola – etilen glikol (monoetilen glikol) i propilen glikol. Sastavi koji se temelje na prvoj vrsti poliola češći su i jeftiniji od onih koji se temelje na skupoj propilen glikolu, ali su vrlo toksični – kad ih unosimo, 350 mg etilen glikola dovoljno je da nanese ozbiljnu štetu zdravlju i čak uzrokuje smrt. Rad sa antifrizima koji sadrže etilen glikol zahtijeva obaveznu zaštitu kože, dišnog sustava i očiju.

Tijekom rada, antifrizi na bazi etilen glikola posebno su osjetljivi na pregrijavanje – s bilo kojim, čak i kratkotrajnim porastom temperature iznad granice koju je proizvođač odredio za određenu marku antifriza, dolazi do termičkog raspada poliola i aditiva u antifrizu, stvaraju se netopljivi sediment i kiseline. Talog, ako se pojavi na površinama grijaćih elemenata, formira naslage ugljika, ometajući izmjenu topline na lokalnoj razini i uzrokujući pregrijavanje s ponavljanjem stvaranja mulja, itd. Kiseline nastale raspadom etilen glikola kemijski reagiraju sa strukturnim metalima sustava grijanja, uzrokujući višestruko žarište korozija. Kao rezultat raspadanja aditiva, zaštitna svojstva rashladne tekućine, koja je prethodno osigurana za materijal brtvila odvojivih spojeva, naglo se smanjuju, a s velikom fluidnošću to će odmah uzrokovati curenje. Pored toga, pregrijavanje povećava stvaranje pjene antifriza, koji zauzvrat ubacuje zrak u sustav grijanja. Iz opisanih razloga potrebno je pažljivo nadzirati temperaturu grijanja kotlova i sustava grijanja, ali to ne omogućuju svi modeli kotlova..

Treba napomenuti da etilen glikol ulazi u kemijsku reakciju s cinkom – koristiti ga u sustavu grijanja u kojem antifrizi ove skupine djeluju kao rashladno sredstvo, strukturni elementi i uređaji s unutarnjim pocinčavanjem je besmisleno, jer će se sav njegov premaz u potpunosti uništiti tijekom gotovo jedne sezone grijanja.

Antifriz na bazi propilen glikola mnogo je sigurniji za kućanstva – tehnički propilen glikol je po karakteristikama sličan prehrambenom propilen glikolu (E1520), koji se široko koristi u farmaceutskoj, parfumerijskoj i prehrambenoj industriji zbog svoje potpune sigurnosti za ljudsko tijelo i okoliš. Ne zamrzivači s propilen glikolom dopušteno je koristiti u kotlovima s dva kruga, jer njihovo slučajno prodiranje u pitku vodu, kao i curenje na mjestima odvojivih spojeva neće naštetiti ljudima.

Tekućine za prijenos topline propilen glikola, osim općih pozitivnih karakteristika identičnih onima koje se odnose na antifrize etilen glikola, imaju podmazujući učinak unutar sustava grijanja, snižavaju hidrodinamičku otpornost i olakšavaju rad crpki sekundarnog kruga. Prijenos topline antifriza propilen glikola veći je od prenosa etilen glikola. Postoji samo jedan minus – veći trošak, oko 1000 rubalja. po 10 kg (za usporedbu, trošak antifriza etilen glikola na -30 ° C iznosi oko 550 rubalja po 10 kg).

Strogo je zabranjena upotreba antifriza u sustavu grijanja ako:

• sustav koristi elektrolizne (ionske) kotlove, u kojima se grijaći medij zagrijava propuštanjem električne struje kroz svoj volumen u spremniku kotla. Prije kupovine kotlovnice za grijanje općenito se uvjerite da mu proizvođač dopušta rad u sustavu grijanja s ovim antifrizom, jer u protivnom tvornička garancija za bojler neće biti valjana;
• sustav grijanja otvorenog tipa. Ovo se pravilo uglavnom odnosi na antifriz na bazi otrovnog etilen glikola;
• od uštede očekujete da će njegova otpornost na smrzavanje biti snižena na više od -20 ° C, jer će to ozbiljno smanjiti karakteristike aditiva koji se uvode u antifriz, što će dovesti do stvaranja žarišta korozije i kamenca;
• brtvljenje odvojivih spojeva vrši se namotajem platna i uljnom bojom – antifriz će neizbježno korodirati boju i neće biti smisla od namotavanja;
• pri konstrukciji kruga grijanja korištene su pocinčane cijevi i fitinzi;
• grijaći kotao zagrijava rashladno sredstvo na temperaturama većim od + 70 ° C (ovo je granična temperatura grijanja bilo kojeg antifriza, on se ne može zagrijati zbog visokog temperaturnog širenja svojstvenog rashladnim sredstvima ove skupine).

Ako se u sustavu grijanja koristi antifriz, moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti:

• sustav opremite snažnijom cirkulacijskom pumpom nego što bi bila potrebna za zagrijavanje tople vode. S dugim krugom grijanja bit će potrebna vanjska cirkulacijska pumpa;
• ugradite prostrani ekspanzat (ekspanzijski spremnik), čiji volumen najmanje dva puta prelazi volumen potreban za vodenu rashladnu tekućinu;
• koristite cijevi očito većeg promjera i volumetrijske radijatore u sustavu grijanja;
• ne instalirajte automatske ventilacijske otvore – samo ručne (na primjer, slavine Mayevskyja);
• Odvojive spojeve zatesnite brtvama izrađenim samo od kemijski otporne gume, paronita ili samo teflona. Lanenu rolu možete koristiti zajedno s brtvom otpornom na etilen glikol (ako koristite antifriz etilen glikola). Kada kupujete radijatore od lijevanog željeza, potrebno ih je rastaviti na odjeljke i zamijeniti postojeće gumene brtve paronitom ili teflonom;
• možete razrijediti sredstvo protiv smrzavanja samo destiliranom vodom, to jest, ovdje neće raditi ni kiša ni talina;
• prije svakog potpunog ulijevanja antifriza u sustav, obavezno ga je isprati vodom (bojler također) – proizvođači uređaja protiv smrzavanja preporučuju da ih u sustavu grijanja svaka 2-3 godine potpuno zamijenite;
• ne biste trebali istovremeno postaviti visoku temperaturu grijanja na hladni kotao – temperaturu morate postepeno podizati, dajući vrijeme rashladnoj tekućini da se zagrije (sustavi za smrzavanje imaju niži toplinski kapacitet od vode);
• zimi, kada dulje vrijeme isključite bojler s dvostrukim krugom u sustavu s antifrizom, ne zaboravite da ispustite vodu iz kruga za dovod tople vode, jer može smrznuti i oštetiti krugove.

Kako odabrati optimalnu rashladnu tekućinu

Prije svega, pitanje odabira rashladne tekućine trebalo bi biti presudno čak i u fazi projektiranja sustava grijanja, jer ako je stvoren za vodu, trebat će mu ozbiljnu rekonstrukciju antifriza..

Ako temperatura u krugu grijanja tijekom hladne sezone ne padne ispod +5 ° C, tada je optimalno rashladno sredstvo za takav sustav voda, iz koje se soli soli uklanjaju do maksimuma. Ako postoji mogućnost da temperatura u sustavu grijanja padne na minus vrijednosti, tada je u ovom slučaju potreban samo antifriz. Naravno, možete izbaciti vodu iz sustava, što će je zaštititi od oštećenja tijekom mraza, ali u ovom slučaju, krug će se napuniti zrakom, što će dramatično ubrzati korozijske procese u uvjetima visoke vlažnosti..

Sustav grijanja vode moguće je zaštititi od smrzavanja integriranjem električnih grijača u njega, kontroliranih temperaturnim senzorima ili na daljinu, putem GSM kanala, što će omogućiti održavanje temperature vode na razini iznad +5 ° C, ali ovdje postoji ovisnost o napajanju i mobilnoj komunikaciji – jedan od ovi sustavi odvojeno ili zajedno će dovesti do smrzavanja rashladne tekućine i višestrukog oštećenja kruga grijanja.

Prilikom odabira antifriza, morate detaljno proučiti njegove karakteristike, uključujući: dopuštenu ekstremno nisku temperaturu; sastav aditiva i njihova svrha; kako utječe na elemente sustava grijanja (izrađeni od obojenih metala i obojenih metala, lijevanog željeza, plastike, gume itd.); trajanje upotrebe u sustavu bez zamjene; sigurnost za zdravlje ljudi i ekologiju (uostalom, morat će je negdje spojiti). Usput, boja protiv smrzavanja nema praktičnu vrijednost za krug grijanja, potrebno je samo naglasiti pripadnost određenoj marki. S obzirom na potencijalne zdravstvene rizike za domaćinstva, antifriz propilen glikola je najbolji izbor..

S obzirom na popularnost vlasnika kuća antifriza marke Tosol, razvijenog sredinom prošlog stoljeća u SSSR-u, vrijedno je ukratko opisati njegove karakteristike. Dakle, antifriz je prvotno razvijen kao rashladno sredstvo protiv smrzavanja za motorna vozila, njegov sastav temelji se na etilen glikolu, čije su karakteristike gore opisane. Ne preporučuje se upotreba antifriza u sustavima grijanja, jer im ovaj antifriz nije namijenjen – sadrži specifične aditive za motore automobila, beskorisne i čak štetne u sustavima grijanja, jer antifriz jednostavno nije dizajniran za rad na visokim temperaturama.

Zaključno ćemo nazvati najoptimalniji antifriz koji je vrlo, vrlo jednostavno kupiti ili pripremiti – mješavinu etilnog alkohola od 40 ° s destiliranom vodom. Karakteristike karakteristika ove smjese koja se koristi kao sredstvo protiv smrzavanja su sljedeće:

• neznatno viša od vode, ali znatno niža od one etilen glikola i propilen glikola protiv smrzavanja, viskoznost;
• manja fluidnost od gore spomenutih antifriza, što omogućuje smanjenje zahtjeva za nepropusnost spojeva koji se mogu odvojiti, omogućujući upotrebu uobičajenih brtvila u njima (alkohol nije kemijski aktivan protiv gume);
• alkohol je izvrstan inhibitor korozije, odnosno blokira njegov razvoj;
• kada koristite vodu zasićenu solju (tvrdu), alkohol u ovoj smjesi sprječit će naslage kamenca na unutarnjim površinama kruga grijanja. Soli će se istaložiti u netoplji talog; lako ga je ukloniti ispiranjem sustava;
• kao rezultat topline miješanja i kontrakcije (komprimiranje vodenog volumena alkoholne otopine), alkohol ne isparava odvojeno od vode (pod uvjetom da njegov sadržaj u vodenoj otopini nije manji od 30%);
• tačka ključanja vodene otopine alkohola praktično odgovara vrelištu vode, to jest, kada temperatura u sustavu grijanja poraste na +85 ° C, što je uobičajeno za sustave s vodom kao nosačem topline, neće se dogoditi vrenja s pojavom čepova u obliku pare;
• udio alkohola u vodenoj otopini naglo smanjuje širenje vode tijekom zamrzavanja, to jest, čak i pri potpunom zamrzavanju sustava grijanja s takvim rashladnim sredstvom, neće biti oštećenja na njegovim strukturnim elementima.

Da bi se postigle određene granične vrijednosti otpornosti vodene otopine etilnog alkohola na niske temperature, potrebno je postići sljedeći sadržaj u otopini s vodom: 20,3% – zamrzavanje na -10,6 ° C; 33,8% – zamrzavanje na -23,6 ° C; 39% – smrzavanje na -28,7 ° C; 46,3% – smrzavanje na -33,9 ° C. Posebno će biti prikladno koristiti rashladno sredstvo, vodena otopina etilnog alkohola, u zatvorenim sustavima grijanja.

Prilikom pripreme vodeno-alkoholnog rashladnog sredstva, udjeli udjela alkohola u vodi izračunavaju se na sljedeći način – litra 96% alkohola sadrži 960 ml bezvodnog alkohola, odnosno da biste dobili 33% otopinu, trebate podijeliti 96 na 33 i dobiti potrebnu količinu vode jednaku 2,9 litara. To jest, ako u litru 96% alkohola unesete točno 2,9 litara, tada će udio alkohola u dobivenoj otopini iznositi točno 33% – spremno je rashladno sredstvo koje se ne smrzava na oko -22,5 ° C.

Povezani unosi:

1. Generatori topline: zrak, voda i vrtlog Sadržaj članka Povijest proizvođača topline Uređaj i princip rada generatora topline Vrste generatora topline Vortex generator topline – povijest Odakle dolazi višak toplinske energije u vrtložnim generatorima topline Proizvođači vrtlognih generatora...
2. Nosač platna – kako odabrati Sadržaj članka Što je platnena nosila Kako odabrati nosila za platno Podokviri za slike Brauberg Pinax Sonet Maljevič Kada radite na platnu, čvora kao što su nosila igra važnu ulogu. Ako...
3. Kako odabrati digitalni nosač Sadržaj članka Što digitalni nosač može učiniti Koji su kriteriji za odabir digitalnog nosača 1. U koje je svrhe alat potreban 2. Veličina maksimalne pogreške 3. Raspon izmjerenog kuta 4. Dostupnost...
4. Sustavi grijanja s akumulatorima topline Sadržaj članka Što je uređaj za skladištenje topline Što daje ugradnja akumulatora topline Kriteriji za izbor spremnika pufera Proračun akumulatora topline Značajke instalacije i rada Postoji način da se praktičnost korištenja...

Čitaj više  Peltier elementi - hlađenje i grijanje