Skuteczne działanie systemu podgrzewania wody jest możliwe tylko przy odpowiednim doborze chłodziwa. Przed utworzeniem projektu zaopatrzenia w ciepło należy wcześniej określić jego typ, poznać główne cechy techniczne i operacyjne. Istnieją pewne parametry specyficzne dla nośnika ciepła systemu grzewczego: temperatura, objętość rozszerzalności cieplnej, lepkość.
Funkcje chłodziwa w systemie grzewczym
Jak wybrać odpowiedni płyn do wymiany ciepła do ogrzewania? Aby to zrobić, określ jego przeznaczenie dla systemów zaopatrzenia w ciepło. Obliczenie jego cech jest uwzględnione w projekcie. Dlatego konieczne jest poznanie cech funkcjonalnych wody lub płynu niezamarzającego podczas ogrzewania.
Głównym zadaniem, jakie musi wykonać bezpieczny płyn chłodzący do systemów grzewczych, jest transfer energii cieplnej z kotła do akumulatorów i grzejników.
W autonomicznym ogrzewaniu proces ten odbywa się za pomocą elementu grzejnego, który podnosi temperaturę chłodziwa do wymaganego poziomu. Następnie wzrost temperatury i działanie pompy obiegowej tworzą odpowiednią prędkość ciepłej wody do jej transportu do grzejników systemu.
Przed obliczeniem objętości płynu chłodzącego w systemie grzewczym zaleca się zapoznanie się z jego drugorzędnymi funkcjami:
- Częściowa ochrona przed korozją elementów stalowych. Nastąpi to tylko przy minimalnej zawartości tlenu w wodzie i bez pienienia się. Zaobserwowano, że przy niewypełnionym ogrzewaniu rdza jest znacznie szybsza;
- Chłodnica pompy obiegowej. Najpopularniejszy model pompy ma tak zwany „mokry wirnik”. Nawet jeśli osiągnięta zostanie maksymalna temperatura chłodziwa w systemie grzewczym, nadal będzie obniżać poziom ogrzewania agregatu pompowego.
Na te funkcje mają wpływ parametry czynnika grzewczego. Dlatego przy wyborze należy dokładnie przestudiować właściwości wody lub płynu niezamarzającego. W przeciwnym razie rzeczywiste parametry dostarczania ciepła nie będą zbieżne z obliczonymi, co doprowadzi do sytuacji awaryjnej.
Nawet jeśli zwykła woda zostanie zalana w systemie grzewczym, nie można jej użyć do zaopatrzenia w ciepłą wodę w domu. Podczas pracy zmienia się zawartość i parametry chłodziwa czynnika grzewczego
Rodzaje nośnika ciepła do ogrzewania
Jako płyn krążący można użyć wody i niektórych rodzajów środków przeciw zamarzaniu. Nie wpływa to na ilość chłodziwa w systemie grzewczym, ale wpływa na wymagania dotyczące wymiany ciepła, prędkości jazdy i bezpieczeństwa systemu.
Aby zidentyfikować najbardziej akceptowalną opcję, konieczne jest porównanie czynników chłodzących w systemach grzewczych. Najczęściej używa się zwykłej wody. Wynika to z przystępnego kosztu, dobrych wskaźników pojemności cieplnej i gęstości. Kiedy kocioł przestaje działać, może jeszcze przez chwilę gromadzić odbierane ciepło, aby przenieść jego powierzchnię na akumulatory. W takim przypadku objętość chłodziwa w systemie grzewczym pozostanie taka sama.
Jednak pomimo swoich pozytywnych właściwości woda ma kilka wad:
- Zawiesza się. Pod wpływem ujemnych temperatur następuje krystalizacja i wzrost objętości. To powoduje uszkodzenie rur i grzejników.Dlatego należy utrzymać optymalną temperaturę chłodziwa w systemie grzewczym;
- Zawartość zanieczyszczeń. Dotyczy to zwykłej wody. Często właśnie to powoduje pojawienie się kamienia na akumulatorach, grzejnikach i wymienniku kotła. Eksperci zalecają stosowanie cieczy destylowanych, w których procent zasad, soli i metali jest minimalny;
- Dzięki wysokiej zawartości tlenu wywołuje proces rdzewienia.. Jest to bardziej powszechne w przypadku otwartych systemów grzewczych. Ale nawet w zamkniętych obiegach grzewczych z czasem może wzrosnąć% zawartości tlenu w wodzie.
Jednocześnie woda może być używana jako chłodziwo do aluminiowych grzejników. W zależności od składu cieczy i minimalnej ilości tlenu procesy destrukcyjne nie będą w niej zachodzić.
Jeżeli warunki pracy systemu grzewczego implikują możliwość narażenia na ujemne temperatury, należy zastosować inny rodzaj krążącego płynu. Jak wybrać chłodziwo do systemów grzewczych w tym przypadku i jakie kryteria należy zastosować?
Jednym z parametrów decydujących jest temperatura zamarzania. W przypadku środków przeciw zamarzaniu może wynosić od -20 ° C do -60 ° C. Umożliwia to obsługę dopływu ciepła nawet w niskich temperaturach bez powodowania awarii.
Jednak środki przeciw zamarzaniu mają wyższą gęstość niż woda - optymalną prędkość płynu chłodzącego w systemie grzewczym można w tym przypadku osiągnąć tylko poprzez zainstalowanie potężnej pompy obiegowej.
W zależności od składu i składników dostępne są następujące rodzaje środków przeciw zamarzaniu:
- Glikol etylenowy. Charakteryzuje się niskim kosztem, ale wyjątkowo toksycznym. Niezalecany do autonomicznego ogrzewania prywatnego domu;
- Glikol propylenowy. Jest całkowicie bezpieczny dla zdrowia ludzkiego. Ma gorszy współczynnik przewodności cieplnej niż ciecz na bazie glikolu etylenowego. Ma wysoki koszt;
- Środek przeciw zamarzaniu na bazie gliceryny. To on jest najczęściej wybierany jako płyn przenoszący ciepło do ogrzewania. Cena jest znacznie niższa niż w przypadku nietoksycznych związków propylen-glikol, które mają dobrą pojemność cieplną.
Musisz wiedzieć, że obliczenie ilości chłodziwa w systemie grzewczym dla środków przeciw zamarzaniu będzie trudniejsze. Wynika to z ich pienienia się po osiągnięciu maksymalnej temperatury. Aby zminimalizować to zjawisko, producenci dodają specjalne inhibitory i dodatki do składu cieczy.
Przed zakupem bezpiecznego płynu chłodzącego do systemów grzewczych należy zapoznać się z zaleceniami producentów kotłów i grzejników. Nie wszystkie rodzaje płynów przeciwzamrożeniowych można stosować do aluminiowych grzejników i kotłów gazowych.
Główne cechy nośnika ciepła do ogrzewania
Możliwe jest wcześniejsze określenie przepływu chłodziwa w systemie grzewczym dopiero po przeanalizowaniu jego parametrów technicznych i operacyjnych. Wpłyną one na charakterystykę całego zaopatrzenia w ciepło, a także wpłyną na działanie innych elementów.
Ponieważ właściwości środków zapobiegających zamarzaniu zależą od ich składu i zawartości dodatkowych zanieczyszczeń, uwzględnione zostaną parametry techniczne wody destylowanej. Do zaopatrzenia w ciepło należy użyć destylatu - w pełni oczyszczonej wody. Porównując płyny chłodzące do systemów grzewczych, można stwierdzić, że przepływający płyn zawiera dużą liczbę komponentów innych firm. Negatywnie wpływają na działanie systemu. Po użyciu w sezonie na wewnętrznych powierzchniach rur i grzejników tworzy się warstwa kamienia.
Aby określić maksymalną temperaturę chłodziwa w systemie grzewczym, należy zwrócić uwagę nie tylko na jego właściwości, ale także na ograniczenia dotyczące działania rur i grzejników. Zwiększona ekspozycja na ciepło nie powinna na nie wpływać.
Rozważ najważniejsze cechy wody jako chłodziwa do aluminiowych grzejników:
- Pojemność cieplna - 4,2 kJ / kg * C;
- Gęstość masy. Przy średniej temperaturze + 4 ° C wynosi 1000 kg / m³. Jednak podczas ogrzewania ciężar właściwy zaczyna spadać. Po osiągnięciu + 90 ° С będzie to 965 kg / m³;
- Temperatura wrzenia. W otwartym systemie grzewczym woda wrze w temperaturze + 100 ° C. Jeśli jednak zwiększysz ciśnienie w dopływie ciepła do 2,75 atm. - maksymalna temperatura nośnika ciepła w systemie zaopatrzenia w ciepło może wynosić + 130 ° С.
Ważnym parametrem w działaniu zaopatrzenia w ciepło jest optymalna prędkość płynu chłodzącego w systemie grzewczym. Zależy to bezpośrednio od średnicy rurociągów. Minimalna wartość powinna wynosić 0,2-0,3 m / s. Maksymalna prędkość nie jest niczym ograniczona. Ważne jest, aby system utrzymywał optymalną temperaturę chłodziwa podczas ogrzewania w całym obwodzie i aby nie było żadnych zewnętrznych dźwięków.
Jednak profesjonaliści wolą kierować się norami starego SNiP z 1962 roku. Wskazuje to maksymalne wartości optymalnej prędkości płynu chłodzącego w systemie dostarczania ciepła.
|
Średnica rury mm |
Maksymalna prędkość wody, m / s |
|
25 |
0,8 |
|
32 |
1 |
|
40 i więcej |
1,5 |
Przekroczenie tych wartości wpłynie na natężenie przepływu chłodziwa w systemie grzewczym. Może to prowadzić do wzrostu oporu hydraulicznego i „fałszywego” zadziałania zaworu bezpieczeństwa spustu. Należy pamiętać, że wszystkie parametry nośnika ciepła systemu zaopatrzenia w ciepło muszą być wstępnie obliczone. To samo dotyczy optymalnej temperatury chłodziwa w systemie zaopatrzenia w ciepło. Jeśli projektujesz sieć niskotemperaturową - nie możesz podać wartości tego parametru. W przypadku obwodów klasycznych maksymalna wartość ogrzewania krążącego płynu zależy bezpośrednio od ciśnienia i ograniczeń na rurach i grzejnikach.
W przypadku właściwego wyboru chłodziwo do systemów grzewczych wstępnie kompiluje harmonogram temperatur systemu. Maksymalne i minimalne wartości podgrzewania wody nie powinny być niższe niż 0 ° С i wyższe niż + 100 ° С
Obliczanie objętości chłodziwa podczas ogrzewania
Przed napełnieniem układu płynem chłodzącym należy poprawnie obliczyć jego objętość. Zależy to bezpośrednio od schematu zaopatrzenia w ciepło, liczby komponentów i ich ogólnej charakterystyki. Wpływają na ilość chłodziwa w systemie grzewczym.
Najpierw analizowane są parametry linii zasilającej. Ogromne znaczenie ma materiał jego produkcji. Aby obliczyć objętość chłodziwa w systemie grzewczym, musisz znać wewnętrzną średnicę rury. Zgodnie ze współczesnymi standardami artykuł z rurociągów stalowych podaje wewnętrzny rozmiar przekroju, a dla tworzywa sztucznego przyjęto zewnętrzny. Dlatego w tym ostatnim przypadku konieczne jest odjęcie dwóch grubości ścianek.
Aby niezależnie obliczyć objętość płynu chłodzącego w systemie grzewczym, nie trzeba wykonywać obliczeń. Wystarczy użyć danych z poniższej tabeli. Za jego pomocą możesz obliczyć ilość chłodziwa w systemie zaopatrzenia w ciepło.
|
Średnica mm |
Objętość nośnika ciepła (l) w 1 t.t. rury, w zależności od materiału produkcyjnego |
||
|
Stal |
Polipropylen |
Metal-plastik |
|
|
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 |
Mając te informacje, wystarczy określić długość rur o określonej średnicy zgodnie ze schematem zaopatrzenia w ciepło i pomnożyć uzyskaną wartość przez objętość 1 mp W ten sposób obliczana jest objętość chłodziwa w systemie zaopatrzenia w ciepło, ale tylko w rurach.
Ale oprócz linii zasilających w obwodzie grzewczym są grzejniki i akumulatory. Wpływają również na objętość chłodziwa w systemie zaopatrzenia w ciepło. Każdy producent wskazuje dokładną wydajność grzejnika.Dlatego optymalną opcją obliczania jest sprawdzenie paszportu baterii i określenie ilości wymaganej cieczy chłodzącej do dostarczenia ciepła.
Jeśli z kilku powodów nie jest to możliwe, możesz użyć przybliżonych liczb. Warto zauważyć, że przy dużej liczbie akumulatorów błąd obliczeniowy wzrośnie. Dlatego, aby dokładnie obliczyć ilość płynu chłodzącego w systemie zaopatrzenia w ciepło, zaleca się sprawdzenie właściwości paszportowych akumulatora. Można to zrobić na stronie producenta w sekcji informacji technicznych.
Tabela pokazuje średnią objętość chłodziwa dla jednej sekcji w grzejnikach aluminiowych, bimetalicznych i żeliwnych.
|
Rodzaj grzejnika |
Odległość od środka mm |
||
|
300 |
350 |
500 |
|
| Aluminium |
– |
0,36 |
0,44 |
| Bimetaliczny |
– |
0,16 |
0,2 |
| Żeliwo |
1,1 |
– |
1,45 |
Liczby te należy pomnożyć przez całkowitą liczbę sekcji w systemie grzewczym. Następnie do uzyskanych danych należy dodać obliczoną objętość wody w rurach i określić całkowitą ilość chłodziwa w systemie grzewczym.
Należy jednak pamiętać, że porównując chłodziwa do systemów dostarczania ciepła, zauważono, że od czasu do czasu objętość może się zmniejszać z przyczyn obiektywnych. Dlatego, aby utrzymać funkcjonalność systemu, należy okresowo dodawać do niego chłodziwo.
W celu dokładnego obliczenia obliczeń objętości wody w systemie grzewczym należy wziąć pod uwagę wydajność wymiennika ciepła kotła. W przypadku modeli na paliwo stałe liczba ta może wynosić kilkadziesiąt litrów. W gazie jest nieco niższy.
Sposoby napełnienia układu grzewczego płynem chłodzącym
Decydując się na rodzaj chłodziwa i obliczając jego objętość podczas ogrzewania, pozostaje rozwiązać jeden problem - jak dodać wodę do systemu. Jest to ważny punkt w projektowaniu zaopatrzenia w ciepło, ponieważ po osiągnięciu krytycznego poziomu wody wymiennik ciepła i grzejniki kotła mogą ulec awarii.
W przypadku otwartego systemu grzewczego wodę można dodawać przez zbiornik wyrównawczy znajdujący się w najwyższym punkcie systemu.
Aby to zrobić, konieczne jest narysowanie linii zasilającej i połączenie jej ze strukturą zbiornika. Podczas zmniejszania objętości płynu chłodzącego wystarczy włączyć dopływ nowej porcji wody w celu uzupełnienia układu.
Napełnianie zamkniętego systemu odbywa się zgodnie z innym schematem. Powinien zawierać moduł do makijażu. Ten element znajduje się na rurze powrotnej, przed zbiornikiem wyrównawczym i pompą obiegową. Elementy zasilające obejmują następujące elementy:
- Zawory odcinające zainstalowane na podłączonej rurze odgałęzionej;
- Zawór zwrotny, zapobiegający zmianie kierunku przepływu chłodziwa;
- Filtr
Aby zautomatyzować działanie urządzenia, na żurawiu można zainstalować mechanizm serwo. Łączy się z czujnikiem ciśnienia. Wraz ze spadkiem ciśnienia siłownik otwiera zawór, a tym samym dodaje chłodziwo do systemu.
Film wideo opisuje opcje wyboru chłodziwa dla systemu grzewczego:
