Portatore di calore per impianti di riscaldamento: scopo,

Il trasportatore di calore per l'impianto di riscaldamento è un mezzo di trasferimento di energia dal luogo di generazione al riscaldamento. Stiamo parlando di sistemi di riscaldamento ad acqua, quindi considereremo solo i liquidi. Nell'articolo si leggono le caratteristiche dell'uso di diversi tipi di refrigeranti per il riscaldamento.

Portatore di calore negli impianti di riscaldamento degli edifici

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Il refrigerante per il riscaldamento è un elemento essenziale, senza il quale in linea di principio il funzionamento del sistema è impossibile.

In precedenza, una persona utilizzava un metodo diretto di riscaldamento a causa di una fiamma aperta: nell'abitazione c'era un focolare in cui veniva bruciata la legna da ardere. Col passare del tempo, la civiltà abolì un metodo tanto pericoloso e scomodo, e il focolare si spostò verso il forno della caldaia, e la caldaia stessa era situata in una stanza separata, a casa o fuori.

Tuttavia, tale ridistribuzione richiedeva l'invenzione di un metodo di trasferimento del calore su una distanza, e qui vediamo l'emergere di una cosa come un refrigerante: una sostanza in grado di immagazzinare energia termica per il trasporto dalla casa caldaie all'utente finale. Il primo refrigerante usato dall'uomo era l'aria.

Nel tempo, i sistemi di riscaldamento dell'ambiente sono stati migliorati e alla fine sono comparsi i contorni dell'acqua del trasferimento di calore. Da allora, l'acqua è il principale tipo di agente per il trasporto di energia termica per il riscaldamento di strutture residenziali e pubbliche.

Oggi, la gamma di agenti utilizzati è stata ampliata, ma per i sistemi domestici, i resti di acqua più comuni. Nelle reti locali e autonome spesso usano miscele costituite da acqua, antigelo e un complesso di additivi che riducono la corrosività del mezzo.

Fai attenzione! Il vettore di calore è l'elemento più importante del riscaldamento, le cui proprietà dipendono da molti dei parametri determinanti. Pertanto, la scelta del vettore di calore dovrebbe essere presa sul serio e nel modo più responsabile possibile.

Parametri e requisiti di base

Al fine di comprendere meglio i requisiti che un vettore di calore deve soddisfare, considerare il suo intero ciclo di lavoro:

• Il trasportatore di calore per il riscaldamento viene versato nel sistema, costituito da uno scambiatore di calore della caldaia, tubo di alimentazione, radiatori, vaso di espansione e tubo di ritorno;
• Combustibile o elemento riscaldante riscalda l'acqua nello scambiatore di calore, e inizia una circolazione naturale o forzata attorno al contorno;
• Poiché il sistema è chiuso, una nuova porzione della sostanza entra immediatamente nel luogo del liquido che ha lasciato lo scambiatore di calore., che si riscalda e entra nel gasdotto;
• L'acqua convogliata nei radiatori, dove l'agente di calore conferisce energia all'ambiente a causa del trasferimento di calore, radiazione e convezione;
• Attraverso la linea di ritorno, il liquido raffreddato ritorna allo scambiatore di calore e il processo si ripete.;
• Per compensare le dilatazioni termiche, viene utilizzato un serbatoio di espansione per gli impianti di riscaldamento. tipo aperto o chiuso.

Ovviamente, per caratterizzare il trasportatore di energia, un tale indicatore come la capacità di accumulare calore è importante. Se tracciamo un'analogia con il trasporto del motore, sarà la capacità di carico della macchina, e nel nostro caso questo parametro è chiamato la capacità termica.

Non entreremo nell'analisi di vari liquidi, ma osserviamo che l'acqua si distingue per la più alta capacità termica di tutti i liquidi (senza contare i fusioni).

Tuttavia, i parametri del vettore di calore del sistema di riscaldamento non sono limitati dalla capacità di calore, anche se questo è un indicatore molto importante. Tali caratteristiche come la temperatura delle transizioni di fase da uno stato aggregativo all'altro, cioè il punto di ebollizione e il punto di congelamento, hanno anche un forte effetto sul riscaldamento.

Fai attenzione! L'acqua è praticamente l'ideale per il riscaldamento di edifici residenziali e pubblici, purché vi sia un riscaldamento costante durante la stagione fredda. Tuttavia, per i sistemi autonomi che operano in modalità a breve periodo, il congelamento dell'acqua è irto di rottura di tubi e guasto del sistema.

Inoltre, va ricordato che i liquidi mostrano questo comportamento in condizioni di calo di temperatura:

• con l'aumentare della temperatura, si espandono;
• e quando cadono, si restringono;
• ma quando scende al di sotto del punto di transizione verso la fase cristallina, il volume ricomincia a crescere e l'acqua qui mostra un'espansione anomala - fino al 9%.

Ciò rende impossibile e pericoloso per i tubi l'utilizzo di acqua in condizioni di possibile congelamento, l'unica salvezza è quella di scaricare il liquido di raffreddamento, che è irto di una maggiore corrosione delle pareti.

La temperatura massima è limitata dalle norme antincendio e dalla sicurezza traumatica, quindi non ha senso riscaldare il liquido di raffreddamento sopra 95 - 110 gradi. A questo proposito, l'acqua ci si adatta, ma per evitare di bollire, questo indicatore è talvolta aumentato aggiungendo varie impurità.

Un altro parametro importante è la viscosità e la tensione superficiale del fluido. Poiché il nostro sistema è un circuito chiuso con recipienti a pressione interconnessi, dobbiamo tenere conto delle leggi e dei processi idraulici. Per assicurare la normale circolazione dell'agente ad una determinata velocità, è necessario superare la resistenza idraulica della tubazione, che è direttamente proporzionale alla viscosità.

Fai attenzione! Più bassa è la viscosità, più facile è per la pompa spostare il refrigerante attorno al contorno. Ciò influisce direttamente sull'efficienza del sistema e sui costi energetici della pompa.

Di regola, la viscosità è limitata da un parametro come la velocità del liquido di raffreddamento nel sistema di riscaldamento. Non dovrebbe essere inferiore a 0,2 - 0,3 m / s.

La stragrande maggioranza dei tubi è in acciaio laminato, pertanto è importante tenere conto di un indicatore liquido come corrosività e rigidità.

L'acqua stessa non è un mezzo pericoloso, tuttavia, in presenza di ossigeno e varie impurità, può causare un danno apprezzabile al materiale delle pareti del vaso. Questo problema è risolto da una serie di misure, che si chiama trattamento delle acque.

La quantità di refrigerante nel sistema di riscaldamento è determinata dai calcoli. Un calcolo semplificato del liquido di raffreddamento nel sistema di riscaldamento si presenta così: il volume della caldaia + il volume dei dispositivi di riscaldamento + il volume di acqua nei tubi + la quantità di liquido nel serbatoio di espansione.

I primi due parametri sono determinati dal passaporto dei prodotti, la quantità di sostanza nel serbatoio non dipende da noi e il volume della pipeline è calcolato dalla formula:

V =? * R? * L * 1000, dove:

• ? = 3,14;
• R è il raggio del tubo in metri;
• L è la lunghezza della pipeline.

Infine, non possiamo ignorare il fatto che l'impianto di riscaldamento è installato in edifici residenziali e pubblici, dove le persone sono costantemente. Ciò significa che il vettore di calore deve essere accettabile dal punto di vista dell'incendio, della sicurezza tossicologica e chimica.

Quindi, per riassumere tutto ciò che è stato detto.

Il liquido di raffreddamento deve soddisfare i seguenti requisiti:

1. Avere una elevata capacità termica e conducibilità termica;
2. Avere un intervallo di temperatura accettabile della fase liquida;
3. Avere una bassa viscosità con sufficiente tensione superficiale;
4. Possiede bassa corrosività e inerzia chimica;
5. Il liquido dovrebbe essere sicuro per l'uomo come non infiammabile e non tossico.

Fai attenzione! Requisiti rigorosi per la composizione e le proprietà del refrigerante limitano l'elenco delle sostanze utilizzate in modo piuttosto forte: di norma, questo è sia distillato / acqua di rubinetto o acqua con l'aggiunta di antigelo e additivi.

specie

acqua

L'acqua è uno dei tipi di fluidi per il trasferimento di calore più comunemente utilizzati per i sistemi di riscaldamento. Ciò è dovuto alla sua estremamente diffusa, economica ed economica.

Ma questi non sono tutti i vantaggi:

• L'acqua ha la più alta capacità termica e una conduttività termica sufficientemente elevata;
• La fluidità dell'acqua può essere attribuita a sostanze con bassa viscosità;
• La sostanza è assolutamente sicura per l'uomo e l'ambiente;
• La fase liquida si trova in un intervallo di temperatura accettabile;
• L'attività corrosiva dell'acqua purificata è piuttosto bassa;
• Non brucia, non esplode, non entra in reazioni pericolose.

Fai attenzione! L'acqua distillata e demineralizzata potrebbe essere definita un refrigerante ideale, ma ci sono una serie di inconvenienti che ci costringono a cercare modi per ottimizzare le proprietà di questa sostanza.

La principale mancanza di acqua è la sua capacità di congelamento a temperature negative con una forte espansione, a seguito della quale le navi del sistema si rompono. Ciò significa che il riscaldamento dovrebbe funzionare senza problemi in inverno, il che non è sempre accettabile.

Un'altra proprietà dell'acqua è la capacità di dissolvere la maggior parte dei composti chimici, specialmente sali e minerali. Di conseguenza, quando la temperatura cambia, questi composti precipitano e si depositano sotto forma di placca sulle pareti del tubo, restringendo il loro spazio e riducendo la conduttività termica delle pareti di diverse volte.

Fai attenzione! Per combattere gli inconvenienti, l'acqua viene miscelata con varie sostanze: antigelo, additivi, additivi. Puoi farlo da solo o puoi acquistare un prodotto finito.

antigelo

L'antigelo è refrigerante antigelo con un pacchetto di additivi anticorrosione ed emolliente. Il complesso più comune e disponibile basato sul glicole etilenico.

L'aggiunta di glicoli riduce significativamente la temperatura di cristallizzazione della miscela e l'intervallo della fase liquida si espande a valori da -30 a + 130 gradi. Allo stesso tempo, anche durante il congelamento, un aumento di volume non supera l'1,5%, il che è sicuro per i materiali strutturali.

L'uso di antigelo riduce il tasso di corrosione dei metalli di due ordini di grandezza o più, ma c'è una certa tossicità del glicole etilenico. Più moderno e meno tossico è il glicole propilenico, le cui proprietà fisiche sono simili al glicole etilenico, ma il prezzo di questa sostanza è due volte più alto.

Un altro componente sicuro dell'antigelo è la glicerina. L'uso di glicerina alimentare è assolutamente sicuro sia per gli esseri umani che per i materiali del sistema di riscaldamento.

Gli svantaggi di antigelo includono la loro maggiore viscosità e la minore tensione superficiale. Ciò impone requisiti speciali per pompe di circolazione, valvole, guarnizioni e altri elementi del sistema.

I prodotti più di alta qualità sono prodotti da aziende come Clariant, Arteco, BASF, DOW Chemical.

Fai attenzione! Per capire come scegliere un liquido di raffreddamento, è necessario determinare la modalità di funzionamento del riscaldamento durante l'inverno: l'acqua è idonea per il lavoro permanente, e per le stanze con uso occasionale (cottage, cottage, pensioni, ecc.) L'antigelo è più adatto.

conclusione

Molti parametri del sistema di riscaldamento dipendono dalla scelta del vettore di calore, pertanto, dovrebbe essere scelto in fase di progettazione. Il rubinetto più comunemente usato o acqua distillata, così come antigelo con un pacchetto di additivi. Il video ti aiuterà a non sbagliare nella scelta di un refrigerante.