Теплоноситель для систем отопления: назначение, свойства,

Теплоноситель для системы отопления есть средством переноса энергии от места ее генерации до отопительного прибора. Мы говорим о системах водяного отопления, исходя из этого разглядывать будем только жидкости. В статье вы прочтете об изюминках применения разных видов теплоносителей для отопления.

Незамерзающие теплоносители для систем отопления различных производителей.

Теплоноситель в системах отопления зданий

Назначение

Перенос тепла осуществляется за счет циркуляции нагретой жидкости.

Теплоноситель для отопления – это наиболее значимый элемент, без которого работа системы неосуществима в принципе.

Ранее человеком использовался яркий метод обогрева за счет открытого пламени: в жилище размешался очаг, в котором сжигали дрова. Со временем цивилизация упразднила таковой метод как страшный и некомфортный, и очаг переместился в топку котла, а сам котел расположился в отдельном помещении дома либо за его пределами.

Даже автономные системы обогрева предполагают вынос котла в подсобное помещение.

Но такая передислокация ‘настойчиво попросила’ изобретения метода переноса тепла на расстояние, и тут мы видим появление для того чтобы понятия, как теплоноситель: вещество, талантливое запасать тепловую энергию для транспортировки от котельной до конечного потребителя. Первым теплоносителем, примененным человеком, был воздушное пространство.

Со временем системы обогрева помещений совершенствовались, и в итоге появились водяные контуры переноса тепла. С того времени вода есть основной разновидностью агента для транспортировки тепловой энергии для обогрева жилых и публичных объектов.

Нагретая вода – один из лучших аккумуляторов тепловой энергии.

Сейчас номенклатура применяемых агентов расширилась, но для бытовых систем наиболее распространенной остается вода. В локальных и автономных сетях довольно часто применяют смеси, складывающиеся из воды, антифризов и комплекса добавок, каковые снижают коррозионную активность среды.

Агент переноса тепла с добавлением антифриза и пакета присадок.

Обратите внимание! Теплоноситель – это наиболее значимый элемент отопления, от свойств которого зависит множество определяющих параметров. Исходя из этого к выбору переносчика тепла направляться отнестись без шуток и максимально ответственно.

Основные параметры и требования

Радиаторная батарея – конечный пункт транспортировки тепла.

Дабы лучше понимать, каким требованиям должен отвечать теплопереносчик, рассмотрим его полный рабочий цикл:

  • Теплоноситель для отопления заливают в систему, складывающуюся из теплообменника котла, подающего трубопровода, радиаторов, расширительного бака и обратного трубопровода,
  • Горящее горючее либо ТЭН нагревает воду в теплообменнике, и она начинает естественную либо принудительную циркуляцию по контуру,
  • Так как система замкнута, на место ушедшей из теплообменника жидкости тут же поступает новая порция вещества, которое кроме этого нагревается и поступает в трубопровод,
  • Вода по трубам подается в радиаторы, где тепловой агент отдает свою энергию окружающей среде за счет передачи тепла, излучения и конвекции,
  • По обратному трубопроводу остывшая жидкость возвращается в теплообменник, и процесс повторяется,
  • Для компенсации тепловых расширений применяют расширительный бак для систем отопления открытого либо закрытого типа.

Циркуляция жидкости в однотрубной системе отопления.

Разумеется, что для чёрта транспортировщика энергии серьёзен таковой показатель, как свойство накапливать тепло. В случае если провести аналогию с автотранспортом, это будет грузоподъёмностью автомобили, а в нашем случае данный параметр именуют теплоемкостью.

Мы не будем вдаваться в анализ различных жидкостей, но увидим, что вода отличается самой высокой теплоемкостью из всех жидкостей (не считая расплавов).

Но параметры теплоносителя системы отопления не ограничены теплоемкостью, хоть это и очень серьёзный показатель. На работу отопления сильное влияние оказывают кроме этого такие характеристики, как температуры фазовых переходов из одного агрегатного состояния в другое, другими словами температура кипения и температура замерзания.

Замерзание жидкости и ее кристаллизация недопустимы.

Обратите внимание! Для обогрева жилых и публичных сооружений вода подходит фактически идеально при условии постоянного отопления зимой. Но для автономных систем, работающих в краткосрочно-периодическом режиме, замерзание воды угрожает разрывом труб и выходом системы из строя.

Помимо этого, направляться не забывать, что жидкости демонстрируют такое поведение в условиях перепада температуры:

  • при возрастании температуры они увеличиваются,
  • а при падении – сужаются,
  • но при падении ниже точки перехода в кристаллическую фазу количество начинает опять расти, и вода тут демонстрирует очень высокое расширение – до 9 %.

Это делает неосуществимым и страшным для труб применение воды в условиях вероятной заморозки, единственное спасение – это слив теплоносителя, который чреват повышенной коррозией стенок.

Зависимость объема воды от ее температуры.

Большая температура ограничена нормами пожарной и травматической безопасности, исходя из этого нагревать теплоноситель выше 95 – 110 градусов смысла нет. В этом отношении вода нам подходит, но в целях исключения вскипания данный показатель время от времени повышают добавлением разных примесей.

Инструкция СНиП требует строго ограничивать максимальную температуру.

Другой серьёзный параметр – это вязкость и поверхностное натяжение жидкости. Так как наша система представляет собой замкнутый контур с сообщающимися сосудами под давлением, то мы должны учесть гидравлические законы и процессы. Дабы обеспечить обычную циркуляцию агента с заданной скоростью, нужно преодолеть гидравлическое сопротивление трубопровода, которое прямо пропорционально вязкости.

Обратите внимание! Чем ниже вязкость, тем несложнее насосу перемещать теплоноситель по контуру. Это напрямую воздействует на КПД системы и затраты энергии на работу насоса.

В большинстве случаев, вязкость ограничена таким параметром, как скорость теплоносителя в системе отопления. Она не должна быть ниже 0.2 – 0.3 м/с.

Коррозия может привести к серьезным нарушениям.

Большинство труб изготовлены из стального проката, исходя из этого принципиально важно учитывать таковой показатель жидкости, как коррозионная активность и жесткость.

Вода сама по себе не есть страшной средой, но в присутствии кислорода и разных примесей она может наносить заметный ущерб материалу стенок сосудов. Эта неприятность решается комплексом мер, который называется водоподготовкой.

Количество теплоносителя в системе отопления определяют методом расчетов. Упрощенно расчет теплоносителя в системе отопления выглядит так: количество котла + количество отопительных устройств + количество воды в трубах + количество жидкости в расширительном баке.

Первые два параметра определяют по паспорту изделий, количество вещества в баке от нас не зависит, а количество трубопровода вычисляют по формуле:

V =?*R?*L*1000, где:

  • ? = 3.14,
  • R – радиус трубы в метрах,
  • L – протяженность трубопровода.

Расход теплоносителя в системе отопления легче определять по таблице.

Наконец, мы не можем не учитывать тот факт, что система отопления проложена в жилых и публичных помещениях, где неизменно находятся люди. Это значит, что переносчик тепла должен быть приемлем с позиций пожарной, токсикологической и химической безопасности.

Химический состав воды влияет на активность отложений на стенках труб и приборов.

Итак, подытожим все сказанное.

Теплоноситель должен отвечать таким требованиям:

  1. Владеть высокой теплоемкостью и теплопроводностью,
  2. Иметь приемлемый диапазон температур жидкой фазы,
  3. Владеть низкой вязкостью при достаточном поверхностном натяжении,
  4. Владеть низкой коррозионной активностью и химической инертностью,
  5. Жидкость должна быть максимально надёжной для человека, негорючей и нетоксичной.

На фото – последствия кристаллизации воды в чугунной батарее.

Обратите внимание! Твёрдые требования к составу и свойствам теплоносителя ограничивают перечень применяемых веществ достаточно очень сильно: в большинстве случаев это или дистиллированная/вода из под крана, или вода с добавлением антифризов и присадок.

Разновидности

Вода

Вода – самая распространенная жидкость на планете.

Вода относится к чаще всего применяемым типам теплоносителей для систем отопления. Это разъясняется ее очень широкой распространенностью, доступностью и дешевизной.

Но это не все преимущества:

  • Вода владеет самой высокой теплоемкостью и высокой теплопроводностью,
  • Текучесть воды разрешает отнести ее к веществам с низкой вязкостью,
  • Вещество полностью безопасно для человека и внешней среды,
  • Жидкая фаза находится в приемлемом температурном диапазоне,
  • Коррозионная активность очищенной воды низкая,
  • Не горит, не взрывается, не вступает в страшные реакции.

Обратите внимание! Дистиллированную и деминерализованную воду возможно было бы назвать совершенным теплоносителем, но существует ряд недостатков, каковые вынуждают искать методы оптимизации свойств этого вещества.

Дистиллированная вода – практически идеальный теплоноситель.

Основной недостаток воды – это ее свойство мёрзнуть при отрицательных температурах с резким расширением, из-за которого сосуды системы разрывает. Это значит, что зимний период отопление должно работать бесперебойно, что не всегда приемлемо.

Еще одно свойство воды – это свойство растворять большая часть химических соединений, особенно солей и минералов. В следствии при трансформации температуры эти соединения выпадают в осадок и откладываются в виде налета на стенках труб, сужая их просвет и снижая теплопроводность стенок в разы.

Системы водоподготовки снижают количество растворенных солей и минералов.

Обратите внимание! Для борьбы с недостатками воду смешивают с разными субстанциями – антифризами, присадками, добавками. Это возможно сделать своими руками, а возможно купить готовый продукт.

Антифриз

Один из наиболее качественных антифризов от компании Clariant.

Антифриз – это незамерзающий теплоноситель с пакетом антикоррозионных и смягчающих присадок. Наиболее распространен и доступен комплекс на базе этиленгликоля.

Добавление гликолей существенно понижает температуру кристаллизации смеси, и диапазон жидкой фазы расширяется до значений от – 30 до + 130 градусов. Наряду с этим кроме того при замерзании повышение объема не превышает 1.5 %, что безопасно для конструкционных материалов.

Антифриз с присадками от Arteco.

Использование антифриза снижает скорость коррозии металлов на два порядка и более, но наряду с этим отмечается некоторая токсичность этиленгликоля. Более современным и менее токсичным есть пропиленгликоль, физические свойства которого сходны с этиленгликолем, но цена этого вещества вдвое выше.

Еще один надёжный компонент антифризов – это глицерин. Использование пищевого глицерина полностью безопасно как для человека, так и для материалов отопительной системы.

Глицериновый антифриз.

К недостаткам антифризов возможно отнести их более высокую вязкость и меньшее поверхностное натяжение. Это накладывает особенные требования к циркуляционным насосам, запорной арматуре, прокладкам и другим элементам системы.

Наиболее качественные продукты производят такие компании, как Clariant, Arteco, BASF, DOW Chemical.

Объем тары можно подобрать под нужды вашей системы.

Обратите внимание! Чтобы выяснить, как выбрать теплоноситель, направляться выяснить режим эксплуатации отопления зимой: для постоянной работы подойдет вода, а для помещений с периодическим применением (дачи, коттеджи, гостевые домики и пр.) лучше подойдет антифриз.

Вывод

От выбора теплоносителя зависит множество параметров системы отопления, исходя из этого выбирать направляться еще на этапе проектирования. Значительно чаще применяют водопроводную либо дистиллированную воду, и антифризы с пакетом присадок. Видео окажет помощь вам не совершить ошибку в выборе теплоносителя.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Строительный портал Partner-Tomsk.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

девять − 4 =