Ein effektiver Betrieb eines Wasserheizungssystems ist nur mit der richtigen Wahl des Kühlmittels möglich. Bevor Sie ein Wärmeversorgungsprojekt erstellen, müssen Sie dessen Typ im Voraus bestimmen und die wichtigsten technischen und betrieblichen Merkmale herausfinden. Es gibt bestimmte Parameter, die für den Wärmeträger des Heizsystems spezifisch sind: Temperatur, Volumen der Wärmeausdehnung, Viskosität.
Kühlmittel funktioniert im Heizsystem
Wie wählt man die richtige Wärmeübertragungsflüssigkeit zum Heizen? Bestimmen Sie dazu den Zweck für Wärmeversorgungssysteme. Die Berechnung seiner Eigenschaften ist im Entwurf enthalten. Daher ist es notwendig, die Funktionsmerkmale von Wasser oder Frostschutzmittel beim Erhitzen zu kennen.
Die Hauptaufgabe, die ein sicheres Kühlmittel für Heizsysteme erfüllen muss, ist die Übertragung von Wärmeenergie vom Kessel auf Batterien und Heizkörper.
Bei der autonomen Erwärmung wird dieser Vorgang mit einem Heizelement durchgeführt, das die Temperatur des Kühlmittels auf das erforderliche Niveau erhöht. Dann erzeugen die Temperaturerweiterung und der Betrieb der Umwälzpumpe die richtige Geschwindigkeit des heißen Wassers für den Transport zu den Heizkörpern des Systems.
Bevor Sie das Kühlmittelvolumen im Heizsystem berechnen, sollten Sie sich mit den sekundären Funktionen vertraut machen:
- Teilkorrosionsschutz von Stahlelementen. Dies tritt nur bei einem minimalen Sauerstoffgehalt im Wasser und ohne Schaumbildung auf. Es wurde beobachtet, dass beim ungefüllten Erhitzen das Rosten viel schneller ist;
- Umwälzpumpenkühler. Das gängigste Pumpenmodell hat den sogenannten "Nassrotor". Selbst wenn die maximale Temperatur des Kühlmittels im Heizsystem erreicht ist, wird der Heizstand des Pumpenaggregats verringert.
Diese Funktionen werden durch die Parameter des Heizmediums beeinflusst. Daher sollten Sie bei der Auswahl die Eigenschaften von Wasser oder Frostschutzmittel sorgfältig untersuchen. Andernfalls stimmen die tatsächlichen Wärmeversorgungsparameter nicht mit den berechneten überein, was zu einem Notfall führt.
Selbst wenn einfaches Wasser in das Heizsystem geflutet wird, kann es nicht für die Warmwasserversorgung zu Hause verwendet werden. Während des Betriebs ändern sich Inhalt und Parameter des Kühlmediums des Heizmediums
Arten von Wärmeträgern zum Heizen
Als zirkulierende Flüssigkeit können Sie Wasser und einige Arten von Frostschutzmitteln verwenden. Dies wirkt sich nicht auf die Kühlmittelmenge im Heizsystem aus, sondern auf die Anforderungen an Wärmeübertragung, Fahrgeschwindigkeit und Systemsicherheit.
Um die akzeptabelste Option zu ermitteln, ist ein Vergleich der Kühlmittel für Heizsysteme erforderlich. Am häufigsten wird gewöhnliches Wasser verwendet. Dies liegt an den erschwinglichen Kosten, den guten Indikatoren für die Wärmekapazität und -dichte. Wenn der Kessel nicht mehr funktioniert, kann er die empfangene Wärme noch eine Weile speichern, um seine Oberfläche auf die Batterien zu übertragen. In diesem Fall bleibt das Kühlmittelvolumen im Heizsystem gleich.
Wasser hat jedoch trotz seiner positiven Eigenschaften mehrere Nachteile:
- Friert ein. Bei negativen Temperaturen treten Kristallisation und Volumenzunahme auf. Dies führt zu Schäden an Rohren und Heizkörpern.Daher muss die optimale Temperatur des Kühlmittels im Heizsystem aufrechterhalten werden;
- Verunreinigungsgehalt. Dies gilt für normales Wasser. Oft ist dies genau der Grund, warum auf den Batterien, Heizkörpern und dem Kesselwärmetauscher Ablagerungen auftreten. Experten empfehlen die Verwendung von destillierten Flüssigkeiten, bei denen der Anteil an Alkali, Salzen und Metallen minimal ist;
- Mit einem hohen Sauerstoffgehalt löst es einen Rostprozess aus.. Dies ist häufiger bei offenen Heizsystemen der Fall. Aber auch in geschlossenen Heizkreisläufen kann sich der Sauerstoffgehalt im Wasser im Laufe der Zeit erhöhen.
Gleichzeitig kann Wasser als Kühlmittel für Aluminiumheizkörper verwendet werden. Vorbehaltlich der Zusammensetzung der Flüssigkeit und der Mindestmenge an Sauerstoff treten in ihr keine zerstörerischen Prozesse auf.
Wenn die Betriebsbedingungen des Heizungssystems die Möglichkeit einer Exposition gegenüber negativen Temperaturen implizieren, sollte eine andere Art von zirkulierender Flüssigkeit verwendet werden. Wie wählt man in diesem Fall ein Kühlmittel für Heizsysteme und welche Kriterien sollten beachtet werden?
Einer der bestimmenden Parameter ist die Gefriertemperatur. Für Frostschutzmittel kann es von -20 ° C bis -60 ° C sein. Auf diese Weise können Sie die Wärmeversorgung auch bei niedrigen Temperaturen betreiben, ohne dass es zu Störungen kommt.
Frostschutzmittel haben jedoch eine höhere Dichte als Wasser - die optimale Kühlmittelgeschwindigkeit im Heizsystem kann in diesem Fall nur durch den Einbau einer leistungsstarken Umwälzpumpe erreicht werden.
Die folgenden Arten von Frostschutzmitteln sind je nach Zusammensetzung und Komponenten erhältlich:
- Ethylenglykol. Es zeichnet sich durch geringe Kosten aus, ist aber extrem giftig. Nicht empfohlen für die autonome Beheizung eines Privathauses;
- Propylenglykol. Es ist völlig sicher für die menschliche Gesundheit. Es hat einen schlechteren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als eine Flüssigkeit auf Ethylenglykolbasis. Es hat hohe Kosten;
- Frostschutzmittel auf Glycerinbasis. Er wird am häufigsten als Wärmeübertragungsflüssigkeit zum Erhitzen ausgewählt. Der Preis ist viel niedriger als der von ungiftigen Propylenglykolverbindungen mit einer guten Wärmekapazität.
Sie müssen wissen, dass die Berechnung der Kühlmittelmenge im Heizsystem für Frostschutzmittel schwieriger ist. Dies liegt an ihrer Schaumbildung bei Erreichen der Maximaltemperatur. Um dieses Phänomen zu minimieren, fügen die Hersteller der Zusammensetzung der Flüssigkeit spezielle Inhibitoren und Additive hinzu.
Bevor Sie ein sicheres Kühlmittel für Heizsysteme kaufen, sollten Sie die Empfehlungen der Hersteller des Kessels und der Heizkörper lesen. Nicht alle Arten von Frostschutzflüssigkeiten können für Aluminiumheizkörper und Gaskessel verwendet werden.
Hauptmerkmale des Wärmeträgers zum Heizen
Der Kühlmittelfluss im Heizsystem kann erst nach Analyse seiner technischen und betrieblichen Parameter im Voraus ermittelt werden. Sie beeinflussen die Eigenschaften der gesamten Wärmeversorgung sowie den Betrieb anderer Elemente.
Da die Eigenschaften von Frostschutzmitteln von ihrer Zusammensetzung und dem Gehalt an zusätzlichen Verunreinigungen abhängen, werden die technischen Parameter für destilliertes Wasser berücksichtigt. Für die Wärmeversorgung sollte das Destillat verwendet werden - vollständig gereinigtes Wasser. Beim Vergleich von Kühlmitteln für Heizsysteme kann festgestellt werden, dass das fließende Fluid eine große Anzahl von Komponenten von Drittanbietern enthält. Sie wirken sich negativ auf den Betrieb des Systems aus. Nach dem Gebrauch während der Saison bildet sich auf den Innenflächen der Rohre und Heizkörper eine Schuppenschicht.
Um die maximale Temperatur des Kühlmittels im Heizsystem zu bestimmen, sollten nicht nur seine Eigenschaften berücksichtigt werden, sondern auch Einschränkungen beim Betrieb von Rohren und Heizkörpern. Sie sollten nicht durch erhöhte Hitzeeinwirkung beeinträchtigt werden.
Betrachten Sie die wichtigsten Eigenschaften von Wasser als Kühlmittel für Aluminiumheizkörper:
- Wärmekapazität - 4,2 kJ / kg * C;
- Massendichte. Bei einer Durchschnittstemperatur von + 4 ° C beträgt sie 1000 kg / m³. Während des Erhitzens beginnt das spezifische Gewicht jedoch abzunehmen. Bei Erreichen von + 90 ° С entspricht dies 965 kg / m³;
- Siedetemperatur. In einem offenen Heizsystem kocht Wasser bei einer Temperatur von + 100 ° C. Wenn Sie jedoch den Druck in der Wärmeversorgung auf 2,75 atm erhöhen. - Die maximale Temperatur des Wärmeträgers im Wärmeversorgungssystem kann + 130 ° C betragen.
Ein wichtiger Parameter beim Betrieb der Wärmeversorgung ist die optimale Kühlmittelgeschwindigkeit im Heizsystem. Dies hängt direkt vom Durchmesser der Rohrleitungen ab. Der Mindestwert sollte 0,2-0,3 m / s betragen. Die Höchstgeschwindigkeit ist durch nichts begrenzt. Es ist wichtig, dass das System die optimale Kühlmitteltemperatur in der Heizung im gesamten Kreislauf beibehält und keine Nebengeräusche auftreten.
Profis ziehen es jedoch vor, sich von den Höhlen des alten SNiP von 1962 leiten zu lassen. Es zeigt die Maximalwerte der optimalen Kühlmittelgeschwindigkeit im Wärmeversorgungssystem an.
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Rohrdurchmesser mm |
Maximale Wassergeschwindigkeit, m / s |
|
25 |
0,8 |
|
32 |
1 |
|
40 und mehr |
1,5 |
Das Überschreiten dieser Werte wirkt sich auf die Durchflussmenge des Kühlmittels im Heizsystem aus. Dies kann zu einer Erhöhung des Hydraulikwiderstands und einer „falschen“ Auslösung des Ablaufsicherheitsventils führen. Es ist zu beachten, dass alle Parameter des Wärmeträgers des Wärmeversorgungssystems vorberechnet werden müssen. Gleiches gilt für die optimale Temperatur des Kühlmittels im Wärmeversorgungssystem. Wenn Sie ein Niedertemperaturnetzwerk entwerfen, können Sie diesen Parameterwert nicht angeben. Bei klassischen Kreisläufen hängt der maximale Heizwert der zirkulierenden Flüssigkeit direkt vom Druck und den Einschränkungen der Rohre und Kühler ab.
Für die richtige Wahl erstellt das Kühlmittel für Heizsysteme den Temperaturplan des Systems vor. Die Maximal- und Minimalwerte der Warmwasserbereitung sollten nicht unter 0 ° C und über + 100 ° C liegen
Berechnung des Kühlmittelvolumens beim Heizen
Vor dem Befüllen des Systems mit Kühlmittel muss das Volumen korrekt berechnet werden. Dies hängt direkt vom Wärmeversorgungsschema, der Anzahl der Komponenten und ihren Gesamteigenschaften ab. Sie beeinflussen die Kühlmittelmenge im Heizsystem.
Zunächst werden die Parameter der Versorgungsleitung analysiert. Von großer Bedeutung ist das Material seiner Herstellung. Um das Kühlmittelvolumen im Heizsystem zu berechnen, müssen Sie den Innendurchmesser des Rohrs kennen. Nach modernen Standards gibt der Artikel aus Stahlrohrleitungen die Innengröße des Abschnitts an, und für Kunststoff wird die Außengröße übernommen. Im letzteren Fall ist es daher erforderlich, zwei Wandstärken zu subtrahieren.
Um das Kühlmittelvolumen im Heizsystem unabhängig zu berechnen, müssen Sie keine Berechnungen durchführen. Es reicht aus, die Daten aus der folgenden Tabelle zu verwenden. Mit seiner Hilfe können Sie die Kühlmittelmenge im Wärmeversorgungssystem berechnen.
|
Durchmesser mm |
Wärmeträgervolumen (l) in 1 Smp. Rohre, je nach Herstellungsmaterial |
||
|
Stahl |
Polypropylen |
Metall-Kunststoff |
|
|
15 |
0,177 |
0,098 |
0,113 |
|
20 |
0,314 |
0,137 |
0,201 |
|
25 |
0,491 |
0,216 |
0,314 |
|
32 |
0,804 |
0,353 |
0,531 |
|
40 |
1,257 |
0,556 |
0,865 |
Mit diesen Informationen reicht es aus, die Länge von Rohren mit einem bestimmten Durchmesser gemäß dem Wärmeversorgungsschema zu bestimmen und den resultierenden Wert mit einem Volumen von 1 mp zu multiplizieren Auf diese Weise wird das Kühlmittelvolumen im Wärmeversorgungssystem berechnet, jedoch nur in Rohren.
Zusätzlich zu den Versorgungsleitungen im Heizkreis gibt es Heizkörper und Batterien. Sie beeinflussen auch das Kühlmittelvolumen im Wärmeversorgungssystem. Jeder Hersteller gibt die genaue Kapazität des Heizgeräts an.Daher besteht die optimale Berechnungsoption darin, den Batteriepass zu untersuchen und die Menge der für die Wärmeversorgung erforderlichen Kühlflüssigkeit zu bestimmen.
Wenn dies aus mehreren Gründen nicht möglich ist, können Sie ungefähre Zahlen verwenden. Es ist erwähnenswert, dass bei einer großen Anzahl von Batterien der Berechnungsfehler zunimmt. Um die Kühlmittelmenge im Wärmeversorgungssystem genau zu berechnen, wird daher empfohlen, die Passcharakteristika der Batterie herauszufinden. Dies kann auf der Website des Herstellers im Bereich Technische Informationen erfolgen.
Die Tabelle zeigt das durchschnittliche Kühlmittelvolumen für einen Abschnitt in Heizkörpern aus Aluminium, Bimetall und Gusseisen.
|
Kühlertyp |
Achsabstand mm |
||
|
300 |
350 |
500 |
|
| Aluminium |
– |
0,36 |
0,44 |
| Bimetall |
– |
0,16 |
0,2 |
| Gusseisen |
1,1 |
– |
1,45 |
Diese Zahlen müssen mit der Gesamtzahl der Abschnitte im Heizsystem multipliziert werden. Dann sollte das bereits berechnete Wasservolumen in den Rohren zu den erhaltenen Daten addiert werden und die Gesamtmenge an Kühlmittel im Heizsystem kann bestimmt werden.
Es ist jedoch zu beachten, dass beim Vergleich von Kühlmitteln für Wärmeversorgungssysteme festgestellt wurde, dass das Volumen von Zeit zu Zeit aus objektiven Gründen abnehmen kann. Um die Funktionsfähigkeit des Systems aufrechtzuerhalten, sollte daher regelmäßig ein Kühlmittel hinzugefügt werden.
Für eine genaue Berechnung des Wasservolumens im Heizsystem muss die Leistung des Kesselwärmetauschers berücksichtigt werden. Bei Festbrennstoffmodellen kann dieser Wert mehrere zehn Liter betragen. In Gas ist es etwas niedriger.
Möglichkeiten, das Heizsystem mit Kühlmittel zu füllen
Nachdem es sich für die Art des Kühlmittels entschieden und sein Heizvolumen berechnet hat, muss es noch sein einziges Problem lösen - wie man dem System Wasser hinzufügt. Dies ist ein wichtiger Punkt bei der Auslegung der Wärmeversorgung, da bei Erreichen des kritischen Wasserstandes der Kesselwärmetauscher und die Heizkörper ausfallen können.
Bei einem offenen Heizsystem kann Wasser über einen Ausgleichsbehälter am höchsten Punkt des Systems hinzugefügt werden.
Dazu muss die Versorgungsleitung gezogen und an die Tankstruktur angeschlossen werden. Wenn Sie das Kühlmittelvolumen reduzieren, reicht es aus, die Zufuhr einer neuen Portion Wasser einzuschalten, um das System zu ergänzen.
Das Befüllen eines geschlossenen Systems erfolgt nach einem anderen Schema. Es sollte eine Make-up-Einheit enthalten. Diese Komponente befindet sich am Rücklaufrohr vor dem Ausgleichsbehälter und der Umwälzpumpe. Die Lieferkomponenten umfassen folgende Komponenten:
- Absperrventile am angeschlossenen Abzweigrohr installiert;
- Rückschlagventil, das die Änderung der Durchflussrichtung verhindert
- Sieb
Um den Betrieb des Geräts zu automatisieren, kann ein Servomechanismus am Kran installiert werden. Es wird an einen Drucksensor angeschlossen. Bei einem Druckabfall öffnet der Servomechanismus den Hahn und fügt dem System dadurch Kühlmittel hinzu.
Das Video beschreibt die Optionen zur Auswahl eines Kühlmittels für das Heizsystem:
