Värmebärare för värmesystem: syfte, egenskaper, sorter

Kylmediet för värmesystemet är ett sätt att överföra energi från sin generation till värmaren. Vi pratar om vattenvärmesystem, så vi kommer bara att överväga vätskor. I artikeln läser du om funktionerna i användningen av olika typer av kylmedel för uppvärmning.

Värmebärare vid uppbyggnad av värmesystem

tidsbeställning

Kylvätska för uppvärmning är ett väsentligt element, utan vilket systemets funktion i princip är omöjlig.

Tidigare använde en person en direkt uppvärmningsmetod på grund av öppen eld: i bostaden fanns en eldstad där ved brändes. Med tiden avskaffade civilisationen en sådan metod som farlig och obekväm och hjärtat flyttade till pannugnen och själva pannan var belägen i ett separat rum hemma eller ute.

En sådan omplacering krävde emellertid uppfinningen av en metod för värmeöverföring över ett avstånd, och här ser vi uppkomsten av en sådan sak som ett kylmedel: ett ämne som kan lagra termisk energi för transport från pannrummet till slutanvändaren. Det första kylmedlet som användes av mannen var luft.

Med tiden förbättrades rymmeuppvärmningssystemen, och i slutändan visade sig vattenkonturerna för värmeöverföring. Sedan dess är vatten den viktigaste typen av medel för transport av värmeenergi för uppvärmning av bostäder och offentliga lokaler.

Idag har sortimentet av använda medel expanderat, men för hushållssystem är det vanligaste vattnet kvar. I lokala och autonoma nätverk används ofta blandningar som består av vatten, frostskyddsmedel och komplexa tillsatser, vilket minskar korrosiviteten i miljön.

Var uppmärksam! Värmebäraren är det viktigaste elementet i uppvärmning, vars egenskaper beror på många av de bestämande parametrarna. Därför bör valet av värmebärare tas på allvar och så ansvarsfullt som möjligt.

Grundläggande parametrar och krav

För att bättre förstå vad värmebäraren måste mötas kommer vi att överväga sin fulla arbetscykel:

• Värmebärare för uppvärmning hälls i systemet, bestående av en värmeväxlare av pannan, matarröret, radiatorer, expansionstank och returledning;
• Brinnande bränsle eller värmeelement värmer vattnet i värmeväxlaren, och det börjar en naturlig eller tvungen cirkulation runt konturen;
• Eftersom systemet är stängd, kommer en ny del av ämnet omedelbart in på platsen för den vätska som har lämnat värmeväxlaren., som också värmer upp och går in i rörledningen;
• Vatten rörs i radiatorer, där värmemedlet ger energi till miljön på grund av värmeöverföring, strålning och konvektion;
• Genom returlinjen återgår den kylda vätskan till värmeväxlaren och processupprepningarna.;
• För att kompensera för termiska expansioner används en expansionstank för värmesystem. öppen eller sluten typ.

Naturligtvis för att karakterisera energitransportören är en sådan indikator som förmågan att ackumulera värme viktigt. Om vi ​​gör en analogi med motortransporten blir det maskinens bärkraft, och i vårt fall kallas denna parameter värmekapaciteten.

Vi kommer inte att gå in i analysen av olika vätskor, men notera att vatten har den högsta värmekapaciteten hos alla vätskor (exklusive smält).

Parametrarna för värmebärarens värmebärare är emellertid inte begränsade av värmekapaciteten, även om detta är en mycket viktig indikator. Sådana egenskaper som temperaturen hos fasövergångar från ett aggregativt tillstånd till en annan, det vill säga kokpunkten och fryspunkten, har också ett starkt inflytande på uppvärmningsoperationen.

Var uppmärksam! Vatten är praktiskt taget idealiskt för uppvärmning av bostäder och offentliga byggnader, förutsatt att det finns konstant uppvärmning under den kalla årstiden. För autonoma system som arbetar i kortvarigt läge är vattenfrysning dock bristfällig av rör och systemfel.

Dessutom bör det komma ihåg att vätskor uppvisar detta beteende under förhållanden med temperaturfall:

• med ökande temperatur expanderar de;
• och när de faller, smalnar de;
• men när den faller under övergångspunkten till den kristallina fasen börjar volymen växa igen och vattnet visar här en onormalt hög expansion - upp till 9%.

Detta gör det omöjligt och farligt för rören att använda vatten i möjliga fall av frysning, den enda frälsningen är att dränera kylvätskan, vilket är fyllt med ökad korrosion av väggarna.

Den maximala temperaturen är begränsad av normerna för brand och traumatisk säkerhet, så det är ingen mening att värma kylvätskan över 95-110 grader. I detta avseende passar vatten oss, men för att undvika att koka upp, ökar denna indikator ibland genom att lägga till olika föroreningar.

En annan viktig parameter är vätskans viskositet och ytspänning. Eftersom vårt system är en sluten slinga med sammanlänkade tryckkärl, måste vi ta hänsyn till hydrauliska lagar och processer. För att säkerställa normal omgivning av medlet vid en given hastighet är det nödvändigt att övervinna rörledningens hydrauliska motstånd, vilket är direkt proportionellt mot viskositeten.

Var uppmärksam! Ju lägre viskositeten är desto lättare är det för pumpen att flytta kylvätskan runt konturen. Detta påverkar systemets effektivitet och pumpens energikostnader direkt.

Som regel begränsas viskositeten av sådana parametrar som kylvätskans hastighet i värmesystemet. Den ska inte vara lägre än 0,2 - 0,3 m / s.

Den överväldigande majoriteten av rören är gjorda av valsat stål, därför är det viktigt att ta hänsyn till en sådan vätskeindikator som korrosivitet och styvhet.

Vattnet i sig är inte ett farligt medium, men i närvaro av syre och olika föroreningar kan det orsaka signifikant skada på kärlväggens material. Detta problem löses av en rad åtgärder, som kallas vattenbehandling.

Mängden kylmedel i värmesystemet bestäms genom beräkningar. En förenklad beräkning av kylvätskan i värmesystemet ser så här ut: Kylvolymen + volymen av värmeanordningar + vattenvolymen i rören + mängden vätska i expansionstanken.

De två första parametrarna bestäms av produktporten, mängden ämne i tanken beror inte på oss, och rörledningens volym beräknas med formeln:

V = a * R * * L * 1000, där:

• ? = 3,14;
• R är rörets radie i meter;
• L är rörledningens längd.

Slutligen kan vi inte ignorera det faktum att värmesystemet ligger i bostads- och offentliga byggnader, där människor ständigt är. Detta innebär att värmebäraren måste vara acceptabel utifrån brand, toxikologisk och kemisk säkerhet.

Så, för att sammanfatta allt som har sagts.

Kylmediet måste uppfylla följande krav:

1. Har en hög värmekapacitet och värmeledningsförmåga
2. Ha ett acceptabelt temperaturområde för vätskefasen;
3. Ha en låg viskositet med tillräcklig ytspänning;
4. Har låg korrosivitet och kemisk inertitet;
5. Vätskan bör vara så säker som möjligt för människor, icke-brandfarliga och giftfria.

Var uppmärksam! Strikta krav på kylvätskans sammansättning och egenskaper begränsar listan över ämnen som används ganska starkt: i regel är det antingen destillerat / kranvatten eller vatten med tillsats av frostskyddsmedel och tillsatser.

arter

vatten

Vatten är en av de vanligaste typerna av värmeöverföringsvätskor för värmesystem. Detta beror på dess extremt utbredda, prisvärda och billiga.

Men det här är inte alla fördelar:

• Vatten har den högsta värmekapaciteten och en tillräckligt hög värmeledningsförmåga;
• Vätskans fluiditet kan hänföras till substanser med låg viskositet;
• Ämnet är absolut säkert för människor och miljön.
• Vätskefasen ligger inom ett acceptabelt temperaturintervall;
• Korrosionsaktivitet av renat vatten är ganska lågt;
• Brinner inte, exploderar inte, går inte in i farliga reaktioner.

Var uppmärksam! Destillerat och demineraliserat vatten kan kallas ett idealiskt kylmedel, men det finns ett antal brister som tvingar oss att leta efter sätt att optimera egenskaperna hos denna substans.

Den huvudsakliga bristen på vatten är dess förmåga att frysa vid negativa temperaturer med en kraftig expansion, vilket medför att systemets fartyg brister. Det betyder att uppvärmning ska fungera smidigt på vintern, vilket inte alltid är acceptabelt.

En annan egenskap hos vatten är förmågan att lösa upp de flesta kemiska föreningar, särskilt salter och mineraler. Som ett resultat, när temperaturen förändras, fäller dessa föreningar ut och deponeras i form av plack på rörväggarna, minskar deras frigöring och reducerar väggens värmeledningsförmåga flera gånger.

Var uppmärksam! För att bekämpa brister blandas vatten med olika ämnen - frostskyddsmedel, tillsatser, tillsatser. Du kan göra det själv, eller du kan köpa en färdig produkt.

frostskyddsmedel

Antifreeze är antifreeze kylmedel med ett paket av anti-korrosion och mjukgörande tillsatser. Det vanligaste och tillgängliga komplexet baserat på etylenglykol.

Tillsatsen av glykoler sänker avsevärt blandningens kristalliseringstemperatur, och vätskefasans intervall expanderar till värden från -30 till + 130 grader. Samtidigt, även vid frysning, överskrider volymökningen inte 1,5%, vilket är säkert för strukturella material.

Användningen av frostskyddsmedel minskar korrosionshastigheten för metaller med två storleksordningar eller mer, men det finns viss toxicitet hos etylenglykol. Mer modernt och mindre giftigt är propylenglykol, vars fysikaliska egenskaper liknar etylenglykol, men priset på detta ämne är dubbelt så högt.

En annan säker komponent av frostskyddsmedel är glycerin. Användningen av matglycerin är absolut säker för både människor och material i värmesystemet.

Nackdelarna med frostskyddsmedel inkluderar deras högre viskositet och lägre ytspänning. Detta ställer särskilda krav på cirkulerande pumpar, ventiler, packningar och andra delar av systemet.

De högkvalitativa produkterna produceras av sådana företag som Clariant, Arteco, BASF, DOW Chemical.

Var uppmärksam! För att förstå hur man väljer kylvätska bör man bestämma driftsättet för uppvärmning på vintertid: Vatten är lämpligt för permanent drift, och för rum med tillfällig användning (stugor, stugor, pensionat etc.) är frostskydd bättre lämpad.

slutsats

Många parametrar i värmesystemet beror på värmebärarens val. Därför bör det väljas i konstruktionsstadiet. Det vanligaste bruket eller destillerat vatten, liksom frostskyddsmedel med ett tillsatspaket. Videon hjälper dig att inte göra ett misstag vid val av kylvätska.