Varmebærer til varmesystemet – vand eller frostvæske

Indholdet af artiklen

• Krav til et ideelt kølevæske
• Varmebærer – vand
• Varmebærer – frostvæske
• Sådan vælges det optimale kølevæske

Med hensyn til deres udbredelse slog varmesystemer med cirkulation af et flydende kølevæske alle rekorder – deres fortsatte popularitet skyldes i vid udstrækning det hårde vinterklima i Rusland. Flydende varmesystemer inkluderer en hel række udstyr, inklusive kedler, varmevekslere, pumpestationer, ofte mange kilometer rørledninger. Den korrekte funktion af opvarmningskomplekset afhænger direkte af kølemidlets karakteristika, så hvilken væskeform bruges bedst i denne kapacitet, og hvorfor?

Krav til et ideelt kølevæske

Det skal bemærkes med det samme – der er ikke sådan kølevæske. Enhver af de eksisterende udfører regelmæssigt sine funktioner kun i et bestemt temperaturområde, hvilket går ud over, hvilket fører til dramatiske ændringer i dets kvalitetsegenskaber.

Varmebæreren er forpligtet til at overføre den maksimale mængde varme pr. Tidsenhed med minimalt varmetab. Viskositeten af ​​kølemidlet har en alvorlig effekt på dets pumping i varmesystemet, derfor jo mindre viskos det er, jo bedre.

Kølevæsken skal ikke have en ætsende virkning på forskellige strukturelle materialer i rørledninger og opvarmningsanordninger, ellers vil valget af disse materialer være strengt begrænset. Derudover påfører smøremuligheden for visse kølevæsker restriktioner for det strukturelle materiale i cirkulationspumper og andre mekanismer, der er i kontakt med dem..

Set fra husstandens sikkerhed skal kølevæsken have visse (sikre) egenskaber med hensyn til toksicitet, antændelsestemperaturen for væsken og udbruddet af dens dampe.

Og det sidste – væsken, der bruges som varmebærer, skal være overkommelig eller i tilfælde af høje omkostninger bevare dens egenskaber og volumen i lang tid under drift i varmesystemet.

Varmebærer – vand

Af alle væsker, der findes på Jorden i en naturlig tilstand, har vand den højeste varmekapacitet – i gennemsnit 1 kcal / (kg deg), det vil sige, hvis et kilogram vand opvarmes til 90 ° C og afkøles i en varmeadiator til 70 ° C , derefter tilføres 20 kcal varme til det rum, der opvarmes af denne radiator.

Denne væske har en høj densitet (917 kg / m³), faldende med opvarmning eller afkøling. For øvrig er vand den eneste naturlige væske, der udvides både når det opvarmes og afkøles..

De økologiske og toksikologiske egenskaber ved vand overgår egenskaberne ved syntetiske varmeoverførselsvæsker – en utilsigtet lækage fra varmesystemet skaber ikke problemer for husholdningernes sundhed, medmindre det kommer direkte på den menneskelige krop. Og i tilfælde af en sådan lækage er det meget let at gendanne den originale vandmængde – du skal bare tilføje den krævede mængde til den åbne ekspansionsbeholder i det naturlige cirkulationsvarmesystem.

Med hensyn til omkostninger er vand også ude af konkurrence, da der ikke er nogen billigere og mere overkommelig varmebærer..

Dette kølevæske har imidlertid en række ulemper – almindeligt vand, dvs. i sin naturlige tilstand, indeholder ilt og salte, hvilket medfører intern korrosion af elementerne i varmesystemet såvel som overvækst af deres vægge med skala, hvilket reducerer varmeoverførslen og det indre rumfang af varmeindretninger.

Den enkleste måde at blødgøre vandet er velkendt for alle – termisk (kogende) ved hjælp af en metalbeholder uden låg. Under varmebehandlingen afsættes en del af saltene i bunden af ​​tanken, og kuldioxid fjernes fra vandmængden. For øvrigt, jo større bundområdet af den kogende tank er, jo flere salte kan fjernes fra vandet – saltene afsættes i bunden i form af skala. Ulempen ved den termiske metode er, at på denne måde kun ustabile magnesium- og calciumhydrogencarbonater kan fjernes fra vandet, og deres stabile forbindelser forbliver.

Den kemiske metode eller reagensmetoden er mere effektiv, den giver dig mulighed for at overføre saltene indeholdt i vandet til en uopløselig tilstand. Til dens implementering bruges slaked kalk, soda eller natriumorthophosphat – introduktionen af ​​de to første reagenser i vandvolumenet medfører dannelse af et carbonatpræcipitat, sidstnævnte – et bundfald af magnesium og calciumorthophosphater. Efter afslutningen af ​​den kemiske reaktion fjernes det dannede bundfald ved vandfiltrering. Det sidste reagens – natriumorthophosphat – giver den bedste blødgøring af vandet, men dets anvendelse kræver nøjagtig dosering.

Destilleret vand er bedst egnet til varmesystemer, da det er helt fri for urenheder. Dets eneste ulempe er, at du er nødt til at bruge penge på købet, omkostningerne til en liter destilleret vand vil være omkring 14 rubler. Før du hælder destilleret vand i varmesystemet, er det nødvendigt at skylle opvarmningsanordningerne, rørene og kedlen grundigt med rent vand og vaske både det tidligere anvendte system og det nyligt installerede – der vil under alle omstændigheder være forurening inde i det.

Du kan bruge rent smelte eller regnvand, da det indeholder meget mindre salt end hanen, godt eller artesisk.

Den eneste ulempe ved anvendt vand som varmebærer er, at det ved temperaturer under 0 ° C fryser, ekspanderer og forårsager alvorlig skade på varmesystemet. Og derfor er husejere, der uregelmæssigt betjener varmesystemet i den kolde sæson, såvel som bor i områder, hvor afbrydelser i energiforsyningen især er hyppige, en anden gruppe af varmeoverførselsvæsker er mere velegnet – frostvæske.

Varmebærer – frostvæske

Ikke-frysning, hældt i varmekredsen, giver dig mulighed for helt at løse truslen om frysning af systemet i den kolde sæson – de lave temperaturer, som denne frostvæske er designet til, ændrer ikke dens fysiske tilstand. Antifries er i stand til at sikre transport af termisk energi inde i varmesystemet, forårsager ikke ætsende processer og skalaflejringer.

Hovedkvaliteten af ​​frostvæsker er, at de ikke hærder op til visse ekstremt lave temperaturer. I tilfælde af hærdning udvides de ikke som vand og ødelægger ikke elementer i varmesystemet, men omdannes til en gellignende masse, hvis volumen ikke ændrer sig. Med andre ord, hvis temperaturen på den frosne frostvæske øges, vil den vende tilbage fra en gel-lignende til en flydende tilstand uden nogen konsekvenser for varmekredsen..

Producenter introducerer yderligere tilsætningsstoffer i sammensætningen af ​​frostvæsker for at øge varmesystemets levetid – hæmmere af korrosion og mineralaflejringer, der eliminerer korrosionsfoci og skala i systemer, der har været i drift i mange år. Når man vælger frostvæske, skal det huskes, at dets sammensætning ikke er universel – de tilsætningsstoffer, der er indeholdt i det, er designet til visse strukturelle materialer og legeringer, det forkerte valg vil forårsage elektrokemisk korrosion eller for eksempel ødelæggelse af polymermaterialer, der bruges til konstruktion af varmesystemet.

Som regel produceres frostvæske, designet til to ekstremt lave temperaturer – op til -65 og op til -30 ° C. Om nødvendigt kan du ændre koncentrationen af ​​den mættede sammensætning til den ønskede, fra andelen af ​​en del destilleret vand til to dele frostvæske (for eksempel hvis en liter frostvæske af den første type, designet til en lavere temperatur, fortyndes med 0,5 liter vand, vil en sådan sammensætning arbejde op til – 30 ° C).

Frostvæskeens kemiske sammensætning er designet til 10 opvarmningssæsoner eller 5 års drift, hvorefter hele frostvæsken skal udskiftes.

Sammenlignet med vand har frostsikring ikke kun fordele, men også ulemper:

• varmekapaciteten på ikke-fryseanordninger er 15% lavere, det vil sige, de afgiver varmen værre;
• deres viskositet er mindst dobbelt så høj, hvilket kræver introduktion af kraftige cirkulationspumper i varmesystemet;
• højere volumetrisk ekspansion under opvarmning, der kræves en ekspansomat (lukket type ekspansionsbeholder) og radiatorer, hvis kapacitet er 50-60% større end deres modparter, der bruges i systemer med en vandvarmebærer;
• fluiditet er 50% højere end vand, dvs. aftagelige forbindelser i et system med frostvæske skal forsegles med stor omhu;
• ethylenglycol-baserede frostvæsker er giftige for mennesker, derfor kan sådan frostvæske kun bruges i en-kredsløbskedler.

Til hjemmebehov, dvs. til opvarmningssystemer i private huse, fremstilles frostvæsker baseret på to typer polyoler – ethylenglycol (monoethylenglycol) og propylenglycol. Sammensætninger baseret på den første type polyoler er mere almindelige og billigere end dem, der er baseret på dyre propylenglykol, men de er meget giftige – når indtaget er 350 mg ethylenglycol nok til at forårsage alvorlig sundhedsskade og endda forårsage død. Arbejde med frostvæske indeholdende ethylenglycol kræver obligatorisk beskyttelse af hud, åndedrætsorganer og øjne.

Under drift er ethylenglycolbaserede frostvæsker især følsomme overophedning – med en hvilken som helst, endda en kortvarig stigning i temperatur over den grænse, som fabrikanten har indstillet for et givet frysemærke, termisk nedbrydning af polyolen og tilsætningsstoffer i frostvæsken forekommer, uopløseligt sediment og syrer dannes. Hvis sedimentet kommer på overfladerne af varmeelementer, danner kulstofaflejringer, nedsætter varmeudvekslingen på lokalt niveau og forårsager overophedning med re-dannelse af slam osv. Syrerne, der dannes som et resultat af nedbrydning af ethylenglycol, reagerer kemisk med opvarmningssystemets strukturelle metaller og forårsager flere foci korrosion. Som et resultat af nedbrydningen af ​​additiverne reduceres de beskyttelsesegenskaber af kølemidlet, der tidligere er tilvejebragt af det til materialet i tætningerne i de aftagelige samlinger, kraftigt, og med høj fluiditet vil dette øjeblikkeligt forårsage en lækage. Derudover øger overophedning skumdannelsen af ​​frostvæsken, hvilket igen trækker luft ind i varmesystemet. Af de beskrevne årsager er det nødvendigt nøje at overvåge opvarmningstemperaturen for kedler og varmesystemet, men ikke alle kedlemodeller tillader dette..

Det skal bemærkes, at ethylenglycol indgår i en kemisk reaktion med zink – det bruges i et opvarmningssystem, hvor frostsikring af denne gruppe fungerer som et kølemiddel, strukturelle elementer og anordninger med indvendig forzinkning er meningsløse, da al dens belægning vil blive ødelagt fuldstændigt i næsten en opvarmningssæson.

Frostvæsker, der er baseret på propylenglykol, er meget sikrere for husholdningerne – teknisk propylenglykol ligner egenskaber som fødevarepropylenglykol (E1520), der er vidt brugt i farmaceutiske, parfumeri- og fødevareindustrier på grund af dets komplette sikkerhed for menneskekroppen og miljøet. Ikke-frysere med propylenglykol må bruges i kedler med dobbelt kredsløb, da deres utilsigtede indtrængning i drikkevand såvel som lækager på steder med aftagelige samlinger ikke vil skade mennesker.

Propylenglycol-varmeoverførselsvæsker har, ud over de generelle positive egenskaber, der er identiske med dem, der er relateret til ethylenglycol-antifries, en smøreeffekt inde i varmesystemet, sænker den hydrodynamiske modstand og letter driften af ​​sekundære kredsløbspumper. Varmeoverførslen af ​​propylenglycol-frostvæske er højere end for ethylenglycol. Der er kun et minus – en højere pris, ca. 1000 rubler. pr. 10 kg (til sammenligning er prisen på ethylenglycol-frostvæske ved -30 ° C ca. 550 rubler pr. 10 kg).

Det er strengt forbudt at bruge frostvæske i varmesystemet, hvis:

• Systemet bruger elektrolyse (ioniske) kedler, hvor opvarmningsmediet opvarmes ved at føre en elektrisk strøm gennem dens volumen i kedeltanken. Generelt skal du, før du køber en varmekedel, sikre dig, at fabrikanten tillader det at arbejde i varmesystemet med denne frostvæske, ellers er fabriksgarantien for kedlen ikke gyldig;
• åbent varmesystem. Denne regel gælder hovedsageligt frostvæske baseret på giftig ethylenglycol;
• fra besparelser forventer du at sænke dens frostbestandighed til mere end -20 ° C, da dette alvorligt vil reducere egenskaberne for de tilsætningsstoffer, der indføres i frostvæsken, hvilket vil føre til dannelse af foci af korrosion og skala;
• forseglingen af ​​aftagelige samlinger udføres ved hjælp af linnedvikling og olie-maling – frostvæske vil uundgåeligt korrodere malingen, og der er ingen mening i at vikle;
• ved konstruktion af varmekredsløbet blev der anvendt galvaniserede rør og fittings;
• varmekedlen opvarmer kølevæsken til temperaturer, der overstiger + 70 ° C (dette er den begrænsende opvarmningstemperatur for enhver frostvæske. Den kan ikke opvarmes højere på grund af den høje temperaturudvidelse, der er forbundet med kølemidler i denne gruppe).

Hvis der anvendes frostvæske i varmesystemet, skal følgende betingelser være opfyldt:

• udstyr systemet med en mere kraftfuld cirkulationspumpe, end det ville være nødvendigt til opvarmning af varmt vand. Med et langt varmekredsløb er der behov for en ekstern cirkulationspumpe;
• installere en rummelig ekspansomat (ekspansionsbeholder), hvis volumen overstiger det krævede volumen til vandkølervæsken mindst to gange;
• bruge rør med åbenbart større diameter og volumetriske radiatorer i varmesystemet;
• Installer ikke automatiske luftventiler – kun manuelle (f.eks. Mayevskys vandhaner);
• Forsegl aftagelige samlinger med pakninger lavet af kemisk resistent gummi, paronit eller teflon. Du kan bruge linnedrulle sammen med et ethylenglykolbestandigt fugemasse (i tilfælde af at der anvendes frostvæske baseret på ethylenglycol). Når du køber støbejernsradiatorer, er det nødvendigt at adskille dem i sektioner og udskifte de eksisterende gummipakninger med paronit eller teflon;
• du kan fortynde antifrysningen kun med destilleret vand, dvs. hverken regn eller smeltevand fungerer her;
• Før hver fuld hælding af frostvæske i systemet er det bydende nødvendigt at skylle det med vand (kedlen også) – fabrikanter af fryseanordninger anbefaler, at de udskiftes helt i varmesystemet hvert 2-3 år;
• du skal ikke indstille en høj opvarmningstemperatur til en kold kedel på én gang – du er nødt til at hæve temperaturen gradvist, hvilket giver tid til, at kølevæsken opvarmes (ikke-frysesystemer har en lavere varmekapacitet end vand);
• om vinteren, når en kedel med dobbelt kredsløb er slukket i et system med frostvæske i lang tid, så glem ikke at dræne vandet fra varmtvandsforsyningskredsløbet, da det kan fryse og beskadige kredsløbsrørene.

Sådan vælges det optimale kølevæske

Først og fremmest bør spørgsmålet om at vælge et kølemiddel være afgørende, selv i designfasen af ​​et varmesystem, da hvis det blev oprettet til vand, vil det kræve alvorlig genopbygning til frostvæske.

Hvis temperaturen i varmekredsen i den kolde sæson ikke falder til under +5 ° C, er det optimale kølevæske for et sådant system vand, hvorfra saltforbindelser fjernes maksimalt. Hvis der er en mulighed for, at temperaturen i varmesystemet vil falde til minus-værdier, er der i dette tilfælde kun frostvæske behov. Selvfølgelig kan du dræne vand fra systemet, hvilket vil beskytte det mod skader under frost, men i dette tilfælde vil kredsløbet fylde med luft, hvilket dramatisk vil accelerere korrosionsprocesser under forhold med høj luftfugtighed..

Det er muligt at beskytte vandvarmesystemet mod frysning ved at integrere elektriske opvarmere i det, styret af temperatursensorer eller eksternt, via GSM-kanaler, som tillader opretholdelse af vandtemperaturen på et niveau over +5 ° С, men her er der en afhængighed af strømforsyning og cellulær kommunikation – en af disse systemer hver for sig eller sammen fører til frysning af kølevæsken og flere skader på varmekredsen.

Når du vælger frostvæske, skal du undersøge dets detaljer, herunder: den tilladte ekstremt lave temperatur; tilsætningsstoffernes sammensætning og deres formål; hvordan det påvirker elementerne i varmesystemet (lavet af jernholdige og ikke-jernholdige metaller, støbejern, plast, gummi osv.); varighed af brug i systemet uden udskiftning; sikkerhed for menneskers sundhed og økologi (det skal trods alt sammenlægges et eller andet sted). For øvrigt har antifrysningens farve ingen praktisk værdi for varmekredsen, det er kun nødvendigt at understrege, at det tilhører et bestemt mærke. I betragtning af de potentielle sundhedsrisici for husholdningerne er en propylenglykolbaseret frostvæske det bedste valg..

I betragtning af populariteten blandt husejere af frostvæsken Tosol-mærket, der blev udviklet i midten af ​​det sidste århundrede i USSR, er det værd at kort beskrive dets egenskaber. Således blev frostvæske oprindeligt udviklet som et frostvæske kølevæske til biler, dets sammensætning er baseret på ethylenglycol, hvis egenskaber er beskrevet ovenfor. Det anbefales ikke at bruge frostvæske i varmesystemer, da denne frostvæske ikke er beregnet til dem – den indeholder specifikke tilsætningsstoffer til bilmotorer, ubrugelige og endda skadelige i varmesystemer, da frostvæske simpelthen ikke er designet til at arbejde ved høje temperaturer.

Afslutningsvis vil vi navngive den mest optimale frostvæske, som er meget, meget enkel at købe eller tilberede – en 40 ° blanding af ethylalkohol med destilleret vand. Ydeevneegenskaber for denne blanding, når den anvendes som et frostvæske kølevæske, er som følger:

• lidt højere end for vand, men signifikant lavere end for ethylenglycol og propylenglycol-antifrysning, viskositet;
• mindre fluiditet end de nævnte frostvæske, hvilket gør det muligt at reducere kravene til tætheden af ​​aftagelige samlinger, hvilket tillader anvendelse af konventionelle tætninger i dem (alkohol er ikke kemisk aktiv mod gummi);
• alkohol er en fremragende korrosionsinhibitor, det vil sige, den blokerer for dens udvikling;
• når du bruger saltmættet vand (hårdt), forhindrer alkoholen i en sådan blanding skalaflejringer på de indre overflader af varmekredsen. Salte udfældes i et uopløseligt bundfald; det kan let fjernes, når systemet skylles;
• som et resultat af varmen fra blanding og sammentrækning (komprimering af det vandige volumen af ​​alkoholopløsningen) fordamper alkohol ikke separat fra vand (forudsat at dens indhold i den vandige opløsning ikke er mindre end 30%);
• kogepunktet for en vandig opløsning af alkohol svarer praktisk talt til kogepunktet for vand, det vil sige, når temperaturen i varmesystemet stiger til +85 ° C, hvilket er sædvanligt for systemer med vand som varmebærer, og kogning med udseendet af propper i form af damp vil ikke forekomme;
• alkoholindholdet i en vandig opløsning reducerer kraftigt udvidelsen af ​​vand under frysning, det vil sige, selv med fuldstændig frysning af et varmesystem med et sådant kølevæske, vil der ikke være nogen skade på dets strukturelle elementer.

For at opnå visse tærskelværdier for resistens af en vandig opløsning af ethylalkohol over for lave temperaturer er det nødvendigt at opnå følgende indhold i en opløsning med vand: 20,3% – frysning ved -10,6 ° C; 33,8% – frysning ved -23,6 ° C; 39% – frysning ved -28,7 ° C; 46,3% – frysning ved -33,9 ° C Det vil være særlig praktisk at anvende et kølemiddel, som er en vandig opløsning af ethylalkohol, i lukkede varmesystemer.

Ved fremstilling af et vandalkoholvæske beregnes andelen af ​​alkoholindholdet i vand som følger – en liter 96% alkohol indeholder henholdsvis 960 ml vandfri alkohol for at få en 33% opløsning, skal du dele 96 med 33, og vi får det krævede vandmængde svarende til 2,9 liter. Det vil sige, hvis du indfører nøjagtigt 2,9 liter vand i en liter 96% alkohol, vil alkoholindholdet i den resulterende opløsning være nøjagtigt 33% – et kølevæske, der ikke fryser til ca. -22,5 ° C, er klar.

Lignende poster:

1. Hvordan man drikker vand for at tabe sig – anmeldelser og tip. Sådan drikke vand til vægttab Vand er et af de mest effektive vægttabsmidler, og dette indlæg giver anmeldelser og tips til hvordan man skal drikke vand for at tabe sig. Gennem en kombination af søstrene...
2. Hvor meget man skal drikke vand for at tabe sig – drikke regime og vand diæt, hvordan man beregner hastigheden pr. Dag Vand diæt og drikkeregime er vigtige for at tabe sig effektivt. Med vores beregningsmetode kan du hurtigt og præcist vide, hvor meget vand du skal drikke dagligt for at opnå...
3. Diagrammer til tilslutning af radiatorer til varmesystemet Diagrammer til tilslutning af radiatorer til varmesystemet er praktiske og lette at bruge værktøjer, der hjælper med at forbinde forskellige former for radiatorer på den mest optimale måde til ethvert...
4. Hvordan man vælger en cirkulationspumpe til varmesystemet og installerer den korrekt – oversigt over modeller med priser Vælg din cirkulationspumpe til varmesystemet med største omhu for at sikre den rette funktionalitet til prisen. Vi har gennemgået modeller med priser og giver et overblik over forskellige funktioner; her...

Læs mere  Nå konstruktion: hvordan man laver en caisson