Varmebærer for varmesystemer: formål, egenskaper, varianter

Kjølevæsken til varmesystemet er et middel for energioverføring fra sted til generasjon til varmeapparatet. Vi snakker om vannvarmesystemer, så vi vil bare vurdere væsker. I artikkelen vil du lese om funksjonene ved bruk av forskjellige typer kjølevæsker for oppvarming.

Varmebærer i bygningsvarmesystemer

avtale

Kjølevæske til oppvarming er et viktig element, uten hvilken driften av systemet er umulig i prinsippet.

Tidligere brukte en person en direkte oppvarmingsmetode på grunn av en åpen flamme: i boligen var det et ildsted der brensel ble brent. Over tid fjernet sivilisasjonen en slik metode som farlig og ubehagelig, og brannen flyttet til kjeleovnen, og kjelen selv befant seg i et eget rom hjemme eller ute.

En slik omplassering krevde imidlertid oppfinnelsen av en metode for varmeoverføring over en avstand, og her ser vi fremveksten av en slik ting som et kjølemiddel: et stoff som er i stand til å lagre termisk energi for transport fra kjeleom til sluttbrukeren. Det første kjølevæsken som ble brukt av mannen var luft.

Over tid ble romvarmesystemene forbedret, og til slutt oppstod vannkonturene av varmeoverføring. Siden da er vann den viktigste typen agent for transport av varmeenergi for oppvarming av boliger og offentlige anlegg.

I dag har rekkevidden av brukte midler utvidet, men for husholdningssystemer er det vanligste vannet igjen. I lokale og autonome nettverk bruker ofte blandinger som består av vann, frostvæske og komplekse tilsetningsstoffer, noe som reduserer miljøets korrosivitet.

Vær oppmerksom på! Varmebæreren er det viktigste elementet i oppvarming, hvor egenskapene avhenger av mange av de bestemmende parametrene. Derfor bør valget av varmebærer tas alvorlig og så ansvarlig som mulig.

Grunnleggende parametere og krav

For bedre å forstå hva varmebæreren må møte, vurderer vi hele sin arbeidssyklus:

• Varmebærer for oppvarming helles i systemet, bestående av en varmeveksler av kjelen, matrør, radiatorer, ekspansjonstank og returrør;
• Brennstoff eller varmeelementet varmer vannet i varmeveksleren, og det starter en naturlig eller tvungen sirkulasjon rundt konturen;
• Siden systemet er stengt, kommer en ny del av stoffet umiddelbart inn i væskens sted som har forlatt varmeveksleren., som også varmer opp og går inn i rørledningen;
• Vann pipes inn i radiatorer, hvor varmen gir energi til miljøet på grunn av varmeoverføring, stråling og konveksjon;
• Gjennom returlinjen kommer den avkjølte væsken tilbake til varmeveksleren og prosessen gjentas.;
• For å kompensere for termiske utvidelser, brukes en ekspansjonstank til varmesystemer. åpen eller lukket type.

Å tydeligvis, for å karakterisere energibæreren, er en slik indikator som evnen til å akkumulere varme viktig. Hvis vi tegner en analogi med motortransporten, vil den være bæreevne på maskinen, og i vårt tilfelle kalles denne parameteren varmekapasiteten.

Vi vil ikke gå inn i analysen av forskjellige væsker, men merk at vann utmerker seg med den høyeste varmekapasiteten til alle væsker (ikke teller smelter).

Parametrene til varmebæreren til varmesystemet er imidlertid ikke begrenset av varmekapasiteten, selv om dette er en meget viktig indikator. Slike egenskaper som temperaturen i faseoverganger fra en aggregativ tilstand til en annen, det vil si kokingpunktet og frysepunktet, har også en sterk innflytelse på oppvarmingsoperasjonen.

Vær oppmerksom på! Vann er praktisk talt ideelt for oppvarming av boliger og offentlige bygninger, forutsatt at det er konstant oppvarming i løpet av den kalde årstiden. Men for autonome systemer som opererer i kortvarig modus, er frysing av vann fulle av ruptur av rør og systemfeil.

I tillegg bør det huskes at væsker utviser denne virkemåten under forhold med temperaturfall:

• med økende temperatur øker de;
• og når de faller, smelter de;
• men når det faller under overgangsstedet til den krystallinske fasen, begynner volumet å vokse igjen, og vannet viser her en unormal høy ekspansjon - opp til 9%.

Dette gjør det umulig og farlig for rør å bruke vann i forhold til mulig frysing, den eneste frelsen er å tømme kjølevæsken, som er fulle av økt korrosjon av veggene.

Maksimal temperatur er begrenset av normer for brann og traumatisk sikkerhet, så det gir ingen mening å varme kjølevæsken over 95 - 110 grader. I denne forbindelse passer vann til oss, men for å unngå å koke opp, økes denne indikatoren noen ganger ved å legge til forskjellige urenheter.

En annen viktig parameter er væskens viskositet og overflatespenning. Siden vårt system er en lukket sløyfe med sammenkoblede trykkbeholdere, må vi ta hensyn til hydrauliske lover og prosesser. For å sikre normal sirkulasjon av midlet ved en gitt hastighet, er det nødvendig å overvinne rørledningens hydrauliske motstand, som er direkte proporsjonal med viskositeten.

Vær oppmerksom på! Jo lavere viskositeten er, desto lettere er det for pumpen å flytte kjølevæsken rundt konturen. Dette påvirker systemets effektivitet og energikostnadene til pumpen direkte.

Som regel er viskositeten begrenset av slike parametere som kjølevannets hastighet i varmesystemet. Den bør ikke være lavere enn 0,2 - 0,3 m / s.

Det overveldende flertallet av rør er laget av valset stål, derfor er det viktig å ta hensyn til en slik flytende indikator som korrosivitet og stivhet.

Vannet i seg selv er ikke et farlig medium, men i nærvær av oksygen og forskjellige urenheter kan det forårsake betydelig skade på materialet i karetveggene. Dette problemet løses av et sett med tiltak, som kalles vannbehandling.

Mengden kjølevæske i varmesystemet bestemmes ved beregninger. En forenklet beregning av kjølevæsken i varmesystemet ser slik ut: Kokens volum + volumet av varmeapparater + volumet av vann i rørene + mengden væske i ekspansjonstanken.

De to første parametrene bestemmes av produktport, mengden av stoff i tanken er ikke avhengig av oss, og rørledningenes volum beregnes ved hjelp av formelen:

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

• ? = 3,14;
• R er radius av røret i meter;
• L er lengden på rørledningen.

Til slutt kan vi ikke ignorere det faktum at oppvarmingsanlegget ligger i bolig- og offentlige bygninger, hvor folk er konstant. Dette betyr at varmebæreren må være akseptabelt ut fra brann-, toksikologisk og kjemisk sikkerhet.

Så, for å oppsummere alt som har blitt sagt.

Kjølevæsken må oppfylle følgende krav:

1. Har høy varmekapasitet og termisk ledningsevne;
2. Ha et akseptabelt temperaturområde av væskefasen;
3. Har lav viskositet med tilstrekkelig overflatespenning;
4. Har lavt korrosivitet og kjemisk inertitet;
5. Væsken bør være så trygg som mulig for mennesker, ikke-brannfarlig og giftfri.

Vær oppmerksom på! Strenge krav til sammensetningen og egenskapene til kjølevæsken begrenser listen over stoffer som brukes ganske sterkt: Dette er som regel enten destillert / kranvann eller vann med tilsetning av frostvæske og tilsetningsstoffer.

arter

vann

Vann er en av de mest brukte typer varmeoverføringsvæsker for varmesystemer. Dette skyldes ekstremt utbredt, rimelig og billig.

Men disse er ikke alle fordelene:

• Vann har den høyeste varmekapasiteten og en tilstrekkelig høy varmeledningsevne;
• Vannets fluiditet kan tilskrives stoffer med lav viskositet;
• Stoffet er helt trygt for mennesker og miljøet;
• Væskefasen er i et akseptabelt temperaturområde;
• Korrosjonsaktivitet av renset vann er ganske lavt;
• Brenner ikke, eksploderer ikke, går ikke inn i farlige reaksjoner.

Vær oppmerksom på! Destillert og demineralisert vann kan kalles et ideelt kjølevæske, men det er en rekke mangler som tvinger oss til å lete etter måter å optimalisere egenskapene til dette stoffet.

Den største mangelen på vann er dens evne til å fryse ved negative temperaturer med en kraftig ekspansjon, noe som fører til at systemets fartøy brister. Dette betyr at oppvarming skal fungere jevnt om vinteren, noe som ikke alltid er akseptabelt.

En annen egenskap av vann er evnen til å oppløse de fleste kjemiske forbindelser, spesielt salter og mineraler. Som et resultat, når temperaturen endres, utfelles disse stoffene og deponeres i form av plakk på rørveggene, reduserer deres klaring og reduserer varmeledningsevnen av veggene flere ganger.

Vær oppmerksom på! For å bekjempe mangler blandes vann med ulike stoffer - frostvæske, tilsetningsstoffer, tilsetningsstoffer. Du kan selv gjøre det, eller du kan kjøpe et ferdig produkt.

frostvæske

Antifreeze er antifreeze kjølevæske med en pakke med anti-korrosjon og tilsettingstøy additiver. Det vanligste og tilgjengelige komplekset basert på etylenglykol.

Tilsetningen av glykoler senker krystalliseringstemperaturen av blandingen, og væskefasens rekkevidde ekspanderer til verdier fra -30 til + 130 grader. Samtidig, selv ved frysing, overstiger volumøkningen ikke 1,5%, noe som er trygt for strukturelle materialer.

Bruk av frostvæske reduserer korrosjonshastigheten til metaller med to størrelsesordener eller mer, men det er noe toksisitet av etylenglykol. Mer moderne og mindre giftig er propylenglykol, hvis fysiske egenskaper ligner etylenglykol, men prisen på dette stoffet er dobbelt så høy.

En annen sikker komponent av frostvæske er glycerin. Bruken av matglycerin er helt trygg for både mennesker og materialer i varmesystemet.

Ulempene med frostvæske inkluderer deres høyere viskositet og lavere overflatespenning. Dette stiller spesielle krav til sirkulerende pumper, ventiler, pakninger og andre elementer i systemet.

De mest høykvalitetsprodukter produseres av slike selskaper som Clariant, Arteco, BASF, DOW Chemical.

Vær oppmerksom på! For å forstå hvordan du velger kjølevæske, bør du bestemme modusen for oppvarming i vintertid: vann er egnet for permanent drift, og for rom med levealder (hytter, hytter, pensjonater etc.) er frostvæske bedre egnet.

konklusjon

Mange parametere i varmesystemet er avhengig av valg av varmebærer, og derfor bør den velges på designstadiet. Det mest brukte trykk eller destillert vann, samt frostvæske med additivpakning. Videoen vil hjelpe deg å gjøre det riktige valget av kjølevæske.