Nosač toplote za grejne sisteme: namjena, osobine, sorte

Nosač toplote za sistem grejanja je sredstvo prenosa energije od mesta proizvodnje do grejača. Govorimo o sistemima grejanja vode, pa ćemo razmotriti samo tečnosti. U članku ćete pročitati karakteristike korištenja različitih vrsta hladnjaka za grijanje.

Nosač toplote u sistemima grejanja zgrada

Svrha

Hlađenje za grejanje je suštinski element, bez kojih je rad sistema u principu nemoguć.

Ranije je osoba koristila direktan metod zagrevanja zbog otvorenog plamena: u stanu je bilo ognjište u kojem je zapaljeno drvo. S vremenom, civilizacija je ukinula takav metod kao opasan i neudoban, a ognjište se preselilo u kotlovsku peć, a kotao je bio smješten u posebnoj prostoriji kod kuće ili spolja.

Međutim, ovakvom preradjivanju je bilo neophodno pronalazak metode prenosa toplote na daljinu, i ovde se vidi pojavljivanje takve stvari kao tečnost za hlađenje: supstanca sposobna za skladištenje toplotne energije za transport od kotlarnice do krajnjeg korisnika. Prvi hladnjak koji je koristio čovek bio je vazduh.

Vremenom se poboljšavaju sistemi grejanja prostora, a na kraju se pojavljuju i konture vode za prenos toplote. Od tada, voda je glavni tip agensa za transport toplotne energije za grejanje stambenih i javnih objekata.

Danas je opseg upotrebljenih agenasa proširen, ali za sisteme za domaćinstvo, najčešća voda ostaje. U lokalnim i autonomnim mrežama često se koriste smeše koje sadrže vodu, antifriz i kompleks aditiva koji smanjuju korozivnost medijuma.

Obratite pažnju! Nosač toplote je najvažniji element grejanja, na čije svojstvo zavisi veliki broj parametara koji određuju. Prema tome, izbor nosača toplote treba shvatiti ozbiljno i što je moguće odgovornije.

Osnovni parametri i zahtjevi

Da bi bolje razumeli zahteve koje nosilac toplote mora ispuniti, razmotrite svoj puni radni ciklus:

• Nosač toplote za grejanje se uliva u sistem, sastoji se od izmenjivača toplote kotla, dovodne cijevi, radijatora, ekspanzionog rezervoara i povratne cijevi;
• Gorivo za gorivo ili grejni element zagreva vodu u izmenjivaču toplote, i počinje prirodno ili prisilno cirkulaciju oko konture;
• Pošto je sistem zatvoren, novi deo supstance odmah ulazi u mesto tečnosti koja je napustila izmjenjivač toplote., koja se takođe zagreva i ulazi u cevovod;
• Voda je odvodila u radijatore, gde toplotni agent daje energiju okolini zbog prenosa toplote, zračenja i konvekcije;
• Kroz povratnu liniju, hlađena tečnost se vraća u izmenjivač toplote i proces se ponavlja.;
• Za kompenzaciju toplotnih proširenja, ekspanzioni rezervoar se koristi za grejne sisteme. otvoreni ili zatvoreni tip.

Očigledno je da se karakterizira energetski transporter, važan je i indikator kao sposobnost akumulacije toplote. Ako nacrtamo analogiju sa transportom motora, to će biti nosivost mašine, au našem slučaju ovaj parametar se zove toplotni kapacitet.

Nećemo ući u analizu različitih tečnosti, ali zapazimo da se voda odlikuje najvećim toplotnim kapacitetom svih tečnosti (ne računajući topljenja).

Međutim, parametri nosača toplote sistema grejanja nisu ograničeni toplotnim kapacitetom, iako je to veoma važan indikator. Takve karakteristike kao temperatura faznih prelaza iz jednog agregacionog stanja u drugu, tj. Tačka ključanja i tačka smrzavanja, takođe imaju jak efekat na zagrevanje.

Obratite pažnju! Voda je praktično idealna za grejanje stambenih i javnih zgrada, pod uslovom da se tokom hladne sezone konstantno grejanje. Međutim, za autonomne sisteme koji rade u kratkoročnom režimu, zamrzavanje vode je preplavljeno rupturam cijevi i otkazom sistema.

Pored toga, treba zapamtiti da tečnosti pokazuju ovo ponašanje pod uslovima pada temperature:

• sa povećanjem temperature, oni se šire;
• i kada padnu, uske;
• ali kada padne ispod tačke prelaska na kristalnu fazu, zapremina počinje ponovo da raste, a voda ovde pokazuje neuobičajeno visoku ekspanziju - do 9%.

Zbog toga je onemogućeno i opasno za cijevi da koriste vodu u uslovima mogućeg zamrzavanja, jedino spasenje je ispuštanje rashladne tečnosti, koja je pokrivena povećanom korozijom zidova.

Maksimalna temperatura je ograničena normama vatre i traumatske sigurnosti, tako da nema smisla zagrevanje hladnjaka iznad 95 - 110 stepeni. S tim u vezi, voda nam odgovara, ali kako bi se izbjeglo ukopavanje, ovaj indikator se ponekad povećava dodavanjem različitih nečistoća.

Drugi važan parametar je viskoznost i površinski napon tečnosti. Budući da je naš sistem zatvorena petlja sa međusobno povezanim posudama pod pritiskom, moramo uzeti u obzir hidrauličke zakone i procese. Da bi se osigurala normalna cirkulacija sredstva pri određenoj brzini, neophodno je prevladati hidraulički otpor cevovoda, koji je direktno proporcionalan viskoznosti.

Obratite pažnju! Što je viskozitet niži, lakše je da pumpa premjesti hladnjak oko konture. Ovo direktno utiče na efikasnost sistema i troškove energije pumpe.

Po pravilu, viskozitet je ograničen takvim parametrom kao brzina hladnjaka u sistemu grejanja. Ne bi trebao biti manji od 0,2 - 0,3 m / s.

Velika većina cevi je napravljena od valjanog čelika, pa je važno uzeti u obzir takav indikator tečnosti kao korozivnost i čvrstoća.

Sama voda nije opasan medijum, međutim, u prisustvu kiseonika i različitih nečistoća, može izazvati značajno oštećenje materijala zidova posude. Ovaj problem se rešava skupom mera, što se zove tretman vode.

Količina rashladnog sredstva u sistemu grejanja određuje se proračunom. Jednostavnije proračunavanje tečnosti za hlađenje u sistemu grejanja izgleda ovako: zapremina kotla + zapremina uređaja za grejanje + zapremina vode u cevima + količina tečnosti u ekspanzionoj posudi.

Prve dve parametre određuje pasoš proizvoda, količina supstance u rezervoaru ne zavisi od nas, a zapremina cjevovoda izračunava se prema formuli:

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

• ? = 3.14;
• R je radijus cevi u metrima;
• L je dužina cjevovoda.

Konačno, ne možemo ignorisati činjenicu da je sistem grejanja postavljen u stambenim i javnim zgradama, gdje su ljudi konstantno. To znači da nosač toplote mora biti prihvatljiv sa stanovišta požara, toksikološke i hemijske sigurnosti.

Dakle, da rezimira sve što je rečeno.

Rashladna tečnost mora da ispunjava sledeće zahteve:

1. Imaju visoku toplotnu snagu i toplotnu provodljivost;
2. Imaju prihvatljiv temperaturni opseg tečne faze;
3. Imajte nizak viskozitet sa dovoljnim površinskim napetostima;
4. Poseduje nisku korozivnost i hemijsku inertnost;
5. Tečna bi trebalo da bude bezbedna za ljude kao nezapaljive i netoksične.

Obratite pažnju! Strogi zahtevi za sastav i svojstva rashladne tečnosti ograničavaju spisak supstanci koje se prilično upotrebljavaju: po pravilu, ovo je ili destilirana vodovodna ili vodena voda sa dodatkom antifriza i aditiva.

Vrsta

Voda

Voda je jedna od najčešće korišćenih vrsta fluida za prenos toplote za sisteme grejanja. Ovo je zbog svoje izuzetno rasprostranjene, pristupačne i jeftine.

Ali to nisu sve prednosti:

• Voda ima najveći toplotni kapacitet i dovoljno toplotnu provodljivost;
• Tekućnost vode može se pripisati supstancama sa niskim viskozitetom;
• Supstanca je apsolutno sigurna za ljude i životnu sredinu;
• Tečna faza je u prihvatljivom opsegu temperature;
• Koroziona aktivnost prečišćene vode je prilično niska;
• Ne gori, ne eksplodira, ne ulazi u opasne reakcije.

Obratite pažnju! Destilovana i demineralizovana voda se može nazvati idealnom rashladnom sredstvu, ali postoje brojni nedostaci koji nas teraju da potražimo načine za optimizaciju svojstava ove supstance.

Glavni nedostatak vode je njegova sposobnost zamrzavanja na negativnim temperaturama sa oštrim ekspanzijom, zbog čega su pločice sistema rupture. To znači da grejanje treba mirno raditi tokom zime, što nije uvek prihvatljivo.

Još jedna osobina vode je sposobnost rastvaranja većine hemijskih jedinjenja, posebno soli i minerala. Kao rezultat toga, kada se promeni temperatura, ova jedinjenja precipitiraju i deponuju se u obliku ploče na zidovima cevi, sužavajući njihov prostor i nekoliko puta smanjujući toplotnu provodljivost zidova.

Obratite pažnju! Za suzbijanje nedostataka, voda se pomeša sa različitim supstancama - antifrizom, aditivi, aditivi. Možete to učiniti sami, ili možete kupiti gotove proizvode.

Antifriz

Antifriz je antifriz hladnjaka sa pakovanjem antikoroznih i emolijentnih aditiva. Najčešći i dostupni kompleks baziran na etilen glikolu.

Dodavanje glikola značajno smanjuje temperaturu kristalizacije smeše, a raspon tečne faze se širi na vrednosti od - 30 do + 130 stepeni. Istovremeno, čak i kada se zamrzava, povećanje zapremine ne prelazi 1,5%, što je sigurno za konstrukcijske materijale.

Korišćenje antifriza smanjuje stopu korozije metala za dva reda magnitude ili više, ali postoji određena toksičnost etilen glikola. Moderniji i manje otrovan je propilen glikol, čija fizička svojstva su slična etilen glikolu, ali cijena ove supstance je dvostruko veća.

Još jedna sigurna komponenta antifriza je glicerin. Upotreba hrane glicerina je apsolutno sigurna kako za ljude tako i za materijale sistema grejanja.

Nedostaci antifriza uključuju njihov viši viskozitet i nižu površinsku napetost. Ovo nameće posebne zahteve za cirkulacione pumpe, ventile, zaptivke i druge elemente sistema.

Najkvalitetnije proizvode proizvode kompanije Clariant, Arteco, BASF, DOW Chemical.

Obratite pažnju! Da bi se razumelo kako odabrati hladnjak, potrebno je odrediti način rada grejanja u zimskom periodu: voda je pogodna za stalni rad, a za sobe sa povremenom upotrebom (vikendice, vikendice, kuće za goste, itd.) Bolje odgovara antifriz.

Zaključak

Mnogi parametri sistema grijanja zavise od izbora nosača toplote, stoga ga treba odabrati u fazi projektovanja. Najčešće korišćena slavina ili destilovana voda, kao i antifriz sa dodatkom pakovanja. Video će vam pomoći da ne napravite grešku prilikom odabira hladnjaka.