Tepelný nosič pre vykurovacie systémy: účel, vlastnosti,

Nosič tepla pre vykurovací systém je prostriedkom prenosu energie z miesta jeho vzniku na ohrievač. Hovoríme o vodných vykurovacích systémoch, preto budeme brať do úvahy iba kvapaliny. V článku sa dozviete o vlastnostiach použitia rôznych typov chladiacich prostriedkov na vykurovanie.

Tepelný nosič v systémoch vykurovania budov

vymenovanie

Chladiaca kvapalina pre vykurovanie je základným prvkom, bez ktorého je prevádzka systému v zásade nemožná.

Predtým osoba použila priamu metódu vyhrievania v dôsledku otvoreného plameňa: v obývacej izbe sa nachádzalo krbové kachle, v ktorom sa spaľovalo palivové drevo. V priebehu času civilizácia zrušila takúto metódu ako nebezpečnú a nepríjemnú a ohnisko sa presunulo do kotlovej pece a samotný kotol bol umiestnený v samostatnej miestnosti doma alebo vonku.

Takéto prerozdelenie však vyžadovalo vynález spôsobu prenosu tepla na vzdialenosť a tu vidíme vznik takej vec ako chladiacej kvapaliny: látka schopná uchovávať tepelnú energiu na prepravu z kotolne ku koncovému užívateľovi. Prvou chladiacou látkou, ktorú človek používal, bol vzduch.

Postupom času sa zlepšili systémy vykurovania priestorov a nakoniec sa objavili obrysy vody prestupu tepla. Odvtedy je voda hlavným typom prostriedku na prepravu tepelnej energie na vykurovanie bytových a verejných zariadení.

Dnes sa rozšíril sortiment použitých činidiel, ale pre domáce systémy zostáva najbežnejšia voda. V miestnych a autonómnych sieťach často používajú zmesi zložené z vody, nemrznúcej zmesi a komplexu prísad, ktoré znižujú korozívnosť média.

Venujte pozornosť! Nosič tepla je najdôležitejším prvkom vykurovania, ktorého vlastnosti závisia od mnohých určujúcich parametrov. Preto by sa výber tepelného nosiča mal brať vážne a čo najskôr zodpovedne.

Základné parametre a požiadavky

Aby ste lepšie pochopili požiadavky, ktoré musí tepelný nosič spĺňať, zvážte jeho úplný pracovný cyklus:

• Tepelný nosič na vykurovanie sa naleje do systému, pozostávajúci z výmenníka tepla kotla, prívodného potrubia, radiátorov, expanznej nádrže a spätného potrubia;
• Palivový alebo vykurovací prvok ohrieva vodu vo výmenníku tepla, a začína prirodzený alebo nútený obeh okolo obrysu;
• Keďže je systém zatvorený, nová časť látky okamžite vstúpi na miesto kvapaliny, ktorá opustila výmenník tepla., ktorý tiež ohrieva a vstupuje do potrubia;
• Voda nasávaná do radiátorov, kde tepelné činidlo dodáva svoju energiu do životného prostredia kvôli prenosu tepla, žiareniu a konvekcii;
• Prostredníctvom spätného vedenia sa chladiaca kvapalina vracia do výmenníka tepla a proces sa opakuje.;
• Na vyrovnanie tepelných rozťažností sa pre vykurovacie systémy používa expanzná nádrž. otvorený alebo uzavretý typ.

Je zrejmé, že na charakterizovanie prepravcu energie je dôležitý takýto ukazovateľ ako schopnosť akumulovať teplo. Ak porovnáme s prepravou motorov, bude to nosnosť stroja a v tomto prípade sa tento parameter nazýva tepelná kapacita.

Nebudeme sa zaoberať analýzou rozličných kvapalín, ale všimnite si, že voda sa vyznačuje najvyššou tepelnou kapacitou všetkých tekutín (nepočíta sa s tavením).

Parametre tepelného nosiča vykurovacieho systému však nie sú obmedzené tepelnou kapacitou, aj keď je to veľmi dôležitý ukazovateľ. Také charakteristiky ako je teplota fázových prechodov z jedného agregačného stavu do druhého, to znamená bod varu a bod mrazu, tiež majú silný vplyv na ohrev.

Venujte pozornosť! Voda je prakticky ideálna na vykurovanie obytných a verejných budov za predpokladu, že počas studenej sezóny je neustále vykurovanie. Avšak pre autonómne systémy pracujúce v krátkom časovom režime je zmrznutie vody plné roztrhnutia rúr a poruchy systému.

Navyše treba pamätať na to, že kvapaliny vykazujú toto správanie pri podmienkach poklesu teploty:

• so zvyšujúcou sa teplotou sa rozširujú;
• a keď padnú, zužujú sa;
• ale keď klesne pod bod prechodu na kryštalickú fázu, objem začína opäť rásť a voda tu vykazuje abnormálne vysokú expanziu - až o 9%.

To znemožňuje a nebezpečné pre potrubia používať vodu v podmienkach možného mrazu, jedinou záchranou je vypúšťanie chladiacej kvapaliny, ktorá je plná zvýšenej korózie stien.

Maximálna teplota je obmedzená normami požiaru a traumatickej bezpečnosti, takže nemá zmysel ohrievať chladivo nad 95 - 110 stupňov. Z tohto hľadiska nám vyhovuje voda, ale aby sa zabránilo varu, tento ukazovateľ sa niekedy zvýši pridaním rôznych nečistôt.

Ďalším dôležitým parametrom je viskozita a povrchové napätie tekutiny. Keďže náš systém je uzavretou slučkou s prepojenými tlakovými nádobami, musíme brať do úvahy hydraulické zákony a procesy. Aby sa zabezpečila normálna cirkulácia činidla pri danej rýchlosti, je potrebné prekonať hydraulický odpor potrubia, ktorý je priamo úmerný viskozite.

Venujte pozornosť! Čím je viskozita nižšia, tým ľahšie je čerpadlo premiestňovať chladivo okolo obrysu. To priamo ovplyvňuje účinnosť systému a náklady na energiu čerpadla.

Spravidla je viskozita obmedzená takým parametrom, ako je rýchlosť chladiacej kvapaliny v ohrievacom systéme. Nesmie byť menšia ako 0,2 - 0,3 m / s.

Prevažná väčšina rúr je vyrobená z valcovanej ocele, preto je dôležité vziať do úvahy takýto indikátor kvapaliny ako je korozívnosť a tuhosť.

Samotná voda nie je nebezpečným médiom, avšak v prítomnosti kyslíka a rôznych nečistôt môže spôsobiť značné poškodenie materiálu stien cievy. Tento problém je riešený súborom opatrení, ktoré sa nazývajú úpravy vody.

Množstvo chladiacej kvapaliny v systéme vykurovania je určené výpočtom. Zjednodušený výpočet chladiacej kvapaliny v vykurovacom systéme vyzerá takto: objem kotla + objem vykurovacích zariadení + objem vody v potrubí + množstvo kvapaliny v expanznej nádrži.

Prvé dva parametre sú stanovené pasom produktov, množstvo látky v nádrži nezávisí od nás a objem potrubia sa vypočíta podľa vzorca:

V = * * R * * L * 1000, kde:

• ? = 3,14;
• R je polomer potrubia v metroch;
• L je dĺžka potrubia.

Nakoniec nemôžeme ignorovať skutočnosť, že vykurovací systém je položený v obytných a verejných budovách, kde sú ľudia neustále. To znamená, že nosič tepla musí byť prijateľný z hľadiska požiaru, toxikologickej a chemickej bezpečnosti.

Takže, aby som zhrnul všetko, čo bolo povedané.

Chladiaca kvapalina musí spĺňať tieto požiadavky:

1. Majú vysokú tepelnú kapacitu a tepelnú vodivosť;
2. Mať prijateľný teplotný rozsah kvapalnej fázy;
3. Mať nízku viskozitu s dostatočným povrchovým napätím;
4. Má nízku korozívnosť a chemickú inertnosť;
5. Tekutina by mala byť pre ľudí rovnako bezpečná ako nehorľavá a netoxická.

Venujte pozornosť! Prísne požiadavky na zloženie a vlastnosti chladiacej kvapaliny obmedzujú zoznam použitých látok pomerne silno: spravidla ide o destilovanú / vodovodnú vodu alebo vodu s prídavkom nemrznúcej zmesi a prísad.

druh

voda

Voda je jeden z najbežnejšie používaných typov kvapalín na prenos tepla pre vykurovacie systémy. Je to spôsobené jeho extrémne rozšíreným, cenovo dostupným a lacným.

Ale to nie sú všetky výhody:

• Voda má najvyššiu tepelnú kapacitu a dostatočne vysokú tepelnú vodivosť;
• Fluidnosť vody možno pripísať látkam s nízkou viskozitou;
• Táto látka je absolútne bezpečná pre ľudí a životné prostredie;
• Kvapalná fáza je v prijateľnom teplotnom rozmedzí;
• Korózna aktivita čistenej vody je pomerne nízka;
• Nehorí, nevybuchne, nevstúpi do nebezpečných reakcií.

Venujte pozornosť! Destilovaná a demineralizovaná voda by sa mohla nazvať ideálnou chladiacou kvapalinou, ale existuje niekoľko nevýhod, ktoré nás nútia hľadať spôsoby, ako optimalizovať vlastnosti tejto látky.

Hlavným nedostatkom vody je jeho schopnosť zmrznúť pri negatívnych teplotách s ostrým rozťahovaním, v dôsledku čoho dochádza k pretrhnutiu nádob v systéme. To znamená, že vykurovanie by malo fungovať hladko v zime, čo nie je vždy prijateľné.

Ďalšou vlastnosťou vody je schopnosť rozpúšťať väčšinu chemických zlúčenín, najmä solí a minerálov. Výsledkom je, že keď sa teplota zmení, tieto zlúčeniny sa vyzrážajú a ukladajú vo forme plátov na stenách rúr, čím zužujú ich vzdialenosť a znižujú tepelnú vodivosť stien niekoľkokrát.

Venujte pozornosť! Na potlačenie nevýhod sa voda zmieša s rôznymi látkami - nemrznúcou zmesou, aditívami, aditívami. Môžete to urobiť sami, alebo si môžete zakúpiť hotový výrobok.

nemrznúca zmes

Nemrznúca zmes je nemrznúca kvapalina s obalom antikoróznych a zmäkčujúcich prísad. Najbežnejší a dostupný komplex založený na etylénglykole.

Pridanie glykolov výrazne znižuje teplotu kryštalizácie zmesi a rozsah kvapalnej fázy sa rozširuje na hodnoty od -30 do + 130 stupňov. Súčasne, aj pri zmrazovaní, zvýšenie objemu nepresahuje 1,5%, čo je pre stavebné materiály bezpečné.

Použitie nemrznúcej zmesi znižuje rýchlosť korózie kovov o dva rády alebo viac, ale existuje určitá toxicita etylénglykolu. Modernejším a menej toxickým je propylénglykol, ktorého fyzikálne vlastnosti sú podobné etylénglykolu, ale cena tejto látky je dvakrát vyššia.

Ďalšou bezpečnou zložkou nemrznúcej zmesi je glycerín. Použitie potravinového glycerínu je absolútne bezpečné pre ľudí i pre materiály vykurovacieho systému.

Nevýhody nemrznúcej zmesi zahŕňajú ich vyššiu viskozitu a nižšie povrchové napätie. To stanovuje špeciálne požiadavky na obehové čerpadlá, ventily, tesnenia a ďalšie prvky systému.

Najkvalitnejšie produkty vyrábajú spoločnosti Clariant, Arteco, BASF, DOW Chemical.

Venujte pozornosť! Ak chcete pochopiť, ako si vybrať chladiacu kvapalinu, je potrebné určiť režim prevádzky vykurovania v zimnom období: voda je vhodná na trvalé práce a pre miestnosti s príležitostným používaním (chalupy, chaty, penzióny atď.) Je vhodnejšie použiť nemrznúcu zmes.

záver

Mnoho parametrov vykurovacieho systému závisí od voľby tepelného nosiča, preto by sa mal zvoliť v štádiu projektovania. Najčastejšie používaná vodovodná alebo destilovaná voda, ako aj nemrznúca zmes s prídavným obalom. Videozáznam vám pomôže urobiť chybu pri výbere chladiacej kvapaliny.