Toplotni nosilec za ogrevalne sisteme: namen, lastnosti,

Nosilec toplote za ogrevalni sistem je sredstvo za prenos energije iz mesta njegove proizvodnje v grelnik. Govorimo o sistemih za ogrevanje vode, zato bomo upoštevali le tekočine. V članku boste prebrali značilnosti uporabe različnih vrst hladilnih sredstev za ogrevanje.

Toplotni nosilec v ogrevalnih sistemih stavb

Namen

Hladilno sredstvo za ogrevanje je bistven element, brez katerega je delovanje sistema načeloma nemogoče.

Prej je oseba uporabila direktno metodo ogrevanja zaradi odprtega plamena: v stanovanju je bilo ognjišče, v katerem je bilo požgane drva. Sčasoma je civilizacija odpravila takšno metodo kot nevarno in neprijetno, ognjišče pa se je premaknilo v kotlovsko peč, kotel pa je bil v posebni sobi doma ali zunaj.

Vendar pa je takšna prerazporeditev zahtevala izum metoda prenosa toplote na daljavo, in tu se vidi pojav takšne snovi kot hladilna tekočina: snov, ki lahko shranjuje toplotno energijo za prevoz iz kotlovnice do končnega uporabnika. Prvi hladilnik, ki ga uporablja človek, je bil zrak.

Sčasoma so bili sistemi ogrevanja prostorov izboljšani in sčasoma se je pojavilo konture prenosa toplote. Od takrat je voda glavni tip sredstva za prenos toplotne energije za ogrevanje stanovanjskih in javnih objektov.

Danes se je obseg uporabljenih sredstev razširil, vendar je za gospodinjske sisteme najpogostejša voda. V lokalnih in avtonomnih omrežjih pogosto uporabljajo mešanice, ki so sestavljene iz vode, antifriza in kompleksa dodatkov, ki zmanjšujejo korozivnost medija.

Bodite pozorni! Toplotni nosilec je najpomembnejši element ogrevanja, katerega lastnosti so odvisne od številnih determinacijskih parametrov. Zato je treba izbiro nosilca toplote prevzeti resno in čim bolj odgovorno.

Osnovni parametri in zahteve

Da bi bolje razumeli zahteve, ki jih mora izpolnjevati nosilec toplote, upoštevajte njegov polni delovni cikel:

• V sistem se vlije toplotni nosilec za ogrevanje, ki ga sestavljajo toplotni izmenjevalnik kotla, dovodne cevi, radiatorji, ekspanzijski rezervoar in povratna cev;
• Prižgane gorivo ali grelni element segreva vodo v izmenjevalniku toplote, in prične naravno ali prisilno cirkulacijo okoli konture;
• Ker je sistem zaprt, nov del snovi takoj vstopi v mesto tekočine, ki je zapustila toplotni izmenjevalec., ki segreje in vstopa v cevovod;
• Voda je odvodnjena v radiatorje, kjer toplotno sredstvo daje energijo okolju zaradi prenosa toplote, sevanja in konvekcije;
• Z povratno črto se ohlajena tekočina vrne v toplotni izmenjevalnik in postopek se ponovi.;
• Za kompenzacijo toplotnih raztezkov se za ogrevalne sisteme uporablja ekspanzijska posoda. odprt ali zaprt tip.

Očitno je, da je značilnost energetskega transporterja pomemben indikator kot sposobnost kopičenja toplote. Če analogiramo s prevozom motorja, bo to nosilnost stroja, v našem primeru pa se ta parameter imenuje toplotna moč.

Ne bomo šli v analizo različnih tekočin, vendar upoštevajte, da se voda odlikuje po najvišji toplotni moči vseh tekočin (ne šteje se taljenja).

Vendar parametri toplotnega nosilca ogrevalnega sistema niso omejeni s toplotno zmogljivostjo, čeprav je to zelo pomemben kazalnik. Takšne značilnosti kot temperatura faznih prehodov iz enega agregatnega stanja v drugega, to je vrelišča in točke zmrzovanja, močno vplivajo tudi na ogrevanje.

Bodite pozorni! Voda je praktično idealna za ogrevanje stanovanjskih in javnih zgradb, pod pogojem, da se v hladnem obdobju stalno segrevajo. Vendar pa je za avtonomne sisteme, ki delujejo v kratkotrajnem stanju, zamrznitev vode prepolna zaradi zloma cevi in ​​izpada sistema.

Poleg tega je treba zapomniti, da tekočine kažejo to obnašanje v pogojih padca temperature:

• s povečano temperaturo, se širijo;
• in ko padejo, zožijo;
• vendar, ko padec pod prehodno točko do kristalne faze, se začne zopet povečati, voda pa kaže nenormalno visoko ekspanzijo - do 9%.

Zaradi tega je nemogoče in nevarno, da cevi uporabljajo vodo v pogojih morebitnega zamrzovanja, edino odrešenje je odtekanje hladilne tekočine, ki je obremenjena s povečano korozijo sten.

Najvišjo temperaturo omejujejo požarne in travmatične varnosti, zato ni smiselno segrevati hladila nad 95 - 110 stopinj. V zvezi s tem nam ustreza voda, vendar se ta indikator včasih poveča z dodajanjem različnih nečistoč, da bi se izognili vrenju.

Drug pomemben parameter je viskoznost in površinska napetost tekočine. Ker je naš sistem zaprta zanka z med seboj povezanimi tlačnimi posodami, moramo upoštevati hidravlične zakone in procese. Da bi zagotovili normalno cirkulacijo sredstva pri določeni hitrosti, je treba premostiti hidravlično odpornost cevovoda, ki je neposredno sorazmerna z viskoznostjo.

Bodite pozorni! Zmanjša viskoznost, lažje je, da črpalka premakne hladilno sredstvo okoli konture. To neposredno vpliva na učinkovitost sistema in stroške energije črpalke.

Praviloma je viskoznost s takim parametrom omejena kot hitrost hladilne tekočine v sistemu ogrevanja. Ne sme biti nižja od 0,2 - 0,3 m / s.

Velika večina cevi je izdelana iz valjanega jekla, zato je pomembno, da se tak indikator tekočine upošteva kot korozivnost in togost.

Sama voda ni nevaren medij, vendar lahko v prisotnosti kisika in različnih nečistoč povzroči znatno škodo materialu zidov posode. Ta problem je rešen z nizom ukrepov, ki se imenujejo obdelava vode.

Količina hladila v ogrevalnem sistemu se določi z izračunom. Poenostavljen izračun hladilne tekočine v ogrevalnem sistemu je takšen: prostornina kotla + prostornina grelnih naprav + prostornina vode v ceveh + količina tekočine v ekspanzijskem rezervoarju.

Prva dva parametra določata potni list izdelkov, količina snovi v posodi ni odvisna od nas, volumen cevovoda pa izračuna po formuli:

V =? * R? * L * 1000, kjer:

• ? = 3,14;
• R je polmer cevi v metrih;
• L je dolžina cevovoda.

Nazadnje, ne moremo prezreti dejstva, da je ogrevalni sistem položen v stanovanjske in javne stavbe, kjer so ljudje nenehno. To pomeni, da mora biti nosilec toplote sprejemljiv s stališča ognja, toksikološke in kemijske varnosti.

Torej, da povzamemo vse, kar je bilo povedano.

Hladilna tekočina mora izpolnjevati naslednje zahteve:

1. Imajo visoko toplotno kapaciteto in toplotno prevodnost;
2. Imeti sprejemljivo temperaturno območje tekoče faze;
3. Imajo nizko viskoznost z zadostno površinsko napetostjo;
4. Imajo nizko jedkost in kemično inertnost;
5. Tekočina mora biti čim bolj varna za ljudi kot nevnetljiva in nestrupena.

Bodite pozorni! Stroge zahteve glede sestave in lastnosti hladilne tekočine omejujejo seznam uporabljenih snovi precej močno: praviloma je to destilirana / voda v vodi ali voda z dodatkom antifriza in aditivov.

Vrste

Voda

Voda je ena od najpogosteje uporabljenih vrst tekočin za prenos toplote za ogrevalne sisteme. To je zaradi zelo razširjene, cenovno dostopne in poceni.

Vendar to niso vse prednosti:

• Voda ima najvišjo toplotno kapaciteto in dovolj visoko toplotno prevodnost;
• Tekočino vode je mogoče pripisati snovi z nizko viskoznostjo;
• Snov je popolnoma varna za ljudi in okolje;
• Tekoča faza je v sprejemljivem temperaturnem območju;
• Korozijska aktivnost prečiščene vode je precej nizka;
• Ne gorijo, ne eksplodirajo, ne vstopajo v nevarne reakcije.

Bodite pozorni! Destilirano in demineralizirano vodo bi lahko imenovali idealno hladilno sredstvo, vendar obstaja veliko pomanjkljivosti, zaradi katerih smo iskali načine za optimizacijo lastnosti te snovi.

Glavna pomanjkanje vode je zmožnost zmrzovanja pri negativnih temperaturah z močnim ekspanzijo, zaradi česar so plodovi sistema zlomljeni. To pomeni, da mora ogrevanje mirno delovati pozimi, kar ni vedno sprejemljivo.

Druga lastnost vode je sposobnost raztapljanja večine kemičnih spojin, zlasti soli in mineralov. Zaradi tega se te spojine ob spremembi temperature precipitirajo in se odlagajo v obliki plošče na stenah cevi, zožujejo svoj očistek in večkrat zmanjšajo toplotno prevodnost sten.

Bodite pozorni! V boju proti pomanjkljivostim se voda zmeša z različnimi snovmi - antifrizom, aditivi, aditivi. To lahko storite sami, ali pa lahko kupite končni izdelek.

Antifriz

Antifriz je hladilno sredstvo proti zamrznitvi s pakiranjem antikorozijskih in obremenilnih aditivov. Najpogostejši in na voljo kompleks, ki temelji na etilenglikolu.

Dodajanje glikolov bistveno zmanjša temperaturo kristalizacije zmesi in obseg tekoče faze se razteza do vrednosti od -30 do + 130 stopinj. Hkrati pa tudi pri zamrzovanju povečanje prostornine ne presega 1,5%, kar je varno za gradbene materiale.

Uporaba antifriza zmanjša stopnjo korozije kovin za dva reda ali več, vendar obstaja nekaj toksičnosti etilen glikola. Bolj sodoben in manj strupen je propilenglikol, katerega fizikalne lastnosti so podobne etilenglikolu, vendar je cena te snovi dvakrat višja.

Druga varna komponenta antifriza je glicerin. Uporaba živilskega glicerina je popolnoma varna tako za ljudi kot tudi za materiale ogrevalnega sistema.

Slabosti antifriza vključujejo njihovo višjo viskoznost in nižjo površinsko napetost. To postavlja posebne zahteve za obtočne črpalke, ventile, tesnila in druge elemente sistema.

Najbolj kakovostne izdelke proizvajajo podjetja, kot so Clariant, Arteco, BASF, DOW Chemical.

Bodite pozorni! Da bi razumeli, kako izbrati hladilno sredstvo, je treba določiti način obratovanja ogrevanja v zimskem času: voda je primerna za stalno delo, in za prostore z občasno uporabo (hiše, vikende, gostišča itd.) Je primernejši antifriz.

Zaključek

Veliko parametrov ogrevalnega sistema je odvisno od izbire toplotnega nosilca, zato ga je treba izbrati v fazi projektiranja. Najpogosteje uporabljene pipe ali destilirane vode, kot tudi antifriz z dodatkom pakiranja. Videoposnetek vam ne bo pomagal pri izbiri hladilne tekočine.