...

Värmebärare för värmesystemet – vatten eller frostskyddsmedel

Olika värmebärare används för värmesystem - vatten och/eller frostskyddsmedel. Vatten har en högre energitäthet och högre sphärisk konduktivitet, vilket ger mer effektiva system med en lägre initialkostnad. Frostskyddsmedel har däremot låg försurningsförmåga, vilket skyddar system och utrustning mot frysning och andra frostskador. Både vatten och frostskyddsmedel är värdefulla alternativ för att säkerställa systemets prestanda.

När det gäller deras förekomst slår värmesystem med cirkulation av flytande kylvätska alla rekord – deras fortsatta popularitet beror till stor del på Rysslands hårda vinterklimat. Flytande uppvärmningssystem inkluderar en hel serie utrustningar, inklusive pannor, värmeväxlare, pumpstationer, ofta många kilometer rörledningar. Rätt drift av värmekomplexet beror direkt på kylvätskans egenskaper, så vilken typ av vätska används bäst i denna kapacitet och varför?

Värmemedium för värmesystemet

Krav på en idealisk kylvätska

Det bör noteras med en gång – det finns inget sådant kylvätska. Någon av de befintliga utför sina funktioner regelbundet endast inom ett visst temperaturområde, vilket går utöver vilket leder till dramatiska förändringar i dess kvalitetsegenskaper.

Värmebäraren är skyldig att överföra den maximala mängden värme per tidsenhet med minimal värmeförlust. Kylmedlets viskositet har en allvarlig inverkan på dess pumpning i värmesystemet, desto mindre viskös det är, desto bättre.

Värmemedium för värmesystemet

Kylvätskan bör inte ha en frätande effekt på olika strukturella material i rörledningar och uppvärmningsanordningar, annars kommer valet av dessa material att vara strikt begränsat. Dessutom medför smörjningsförmågan hos vissa kylvätskor restriktioner för strukturmaterialet i cirkulationspumpar och andra mekanismer som är i kontakt med dem..

Från hushållets säkerhet måste kylvätskan ha vissa (säkra) egenskaper vad gäller toxicitet, antändningstemperaturen för vätskan och dess ångsutbrott.

Och det sista – vätskan som används som värmebärare måste vara överkomlig eller, i händelse av höga kostnader, bibehålla sina egenskaper och volym under lång tid under drift i värmesystemet.

Värmemedium för värmesystemet

Värmebärare – vatten

Av alla vätskor som finns på jorden i ett naturligt tillstånd har vatten den högsta värmekapaciteten – i genomsnitt 1 kcal / (kg deg), det vill säga om ett kilo vatten värms upp till 90 ° C och kyls i en värmeavkylare till 70 ° C , kommer 20 kcal värme att tillföras till rummet uppvärmt av denna kylare.

Denna vätska har en hög densitet (917 kg / m3), minskar med uppvärmning eller kylning. Förresten, vatten är den enda naturliga vätskan som expanderar både när den värms upp och kyls..

Värmemedium för värmesystemet

De ekologiska och toxikologiska egenskaperna hos vatten överträffar alla syntetiska värmeöverföringsvätskor – en oavsiktlig läcka från värmesystemet skapar inte problem för hushållens hälsa, såvida det inte kommer direkt på människokroppen. Och i händelse av en sådan läcka är det mycket enkelt att återställa den ursprungliga vattenvolymen – du behöver bara lägga till den nödvändiga mängden i den öppna expansionsbehållaren i det naturliga cirkulationsvärmesystemet.

När det gäller kostnader är vatten också ur konkurrens eftersom det inte finns någon billigare och billigare värmebärare..

Detta kylvätska har emellertid ett antal nackdelar – vanligt vatten, det vill säga i sitt naturliga tillstånd, innehåller syre och salter, vilket orsakar inre korrosion av elementen i värmesystemet, såväl som överväxt av deras väggar med skala, vilket minskar värmeöverföringen och den inre volymen i värmesystemet.

Det enklaste sättet att mjukgöra vattnet är välkänt för alla – termisk (kokande) med en metallbehållare utan lock. Under värmebehandlingen kommer en del av salterna att deponeras i botten av tanken och koldioxid kommer att tas bort från vattenvolymen. Förresten, ju större bottenområdet i koktanken, desto fler salter kan tas bort från vattnet – salterna kommer att deponeras i botten i form av skala. Nackdelen med den termiska metoden är att på detta sätt endast instabilt magnesium- och kalciumbikarbonater kan tas bort från vattnet, och deras stabila föreningar kommer att kvarstå.

Värmemedium för värmesystemet

Den kemiska metoden eller reagensmetoden är effektivare, den låter dig överföra salterna i vattnet till ett olösligt tillstånd. För dess implementering används slakad kalk, soda eller natriumortofosfat – införandet av de två första reagensen i vattenvolymen kommer att orsaka bildning av en karbonatfällning, den senare – en fällning av magnesium och kalciumortofosfater. Vid slutet av den kemiska reaktionen avlägsnas den bildade fällningen genom vattenfiltrering. Det sista reagenset – natriumortofosfat – ger bästa vattenmjukgöring, men dess användning kräver exakt dosering.

Destillerat vatten är bäst lämpat för värmesystem eftersom det är helt fritt från föroreningar. Dess enda nackdel är att du måste spendera pengar på köpet, kostnaden för en liter destillerat vatten är cirka 14 rubel. Innan du häller destillerat vatten i värmesystemet är det nödvändigt att skölj grundligt uppvärmningsanordningarna, rören och pannan med rent vatten och tvätta både det tidigare använda systemet och det nyinstallerade systemet..

Spola upp värmesystemet

Du kan använda rent smält eller regnvatten, eftersom det innehåller mycket mindre salt än kran, brunn eller artesisk.

Den enda nackdelen med vatten som används som värmebärare är att det vid temperaturer under 0 ° C fryser, expanderar och orsakar allvarliga skador på värmesystemet. Därför är husägare som oregelbundet använder värmesystemet under den kalla säsongen, och som bor i områden där avbrott i energiförsörjningen är särskilt ofta, en annan grupp värmeöverföringsvätskor är mer lämplig – frostskyddsmedel.

Värmebärare – frostskyddsmedel

Icke-frysning, som hälls i värmekretsen, låter dig helt lösa hotet om att frysa systemet under den kalla säsongen – låga temperaturer som denna frostskyddsmedel är utformad förändrar inte dess fysiska tillstånd. Frostskyddsmedel kan säkerställa transport av värmeenergi i värmesystemet, orsakar inte frätande processer och skalavlagringar.

Den främsta kvaliteten på frostskyddsmedel är att de inte härdar upp till vissa extremt låga temperaturer. Vid härdning expanderar de inte som vatten och förstör inte delar av värmesystemet utan förvandlas till en gelliknande massa, vars volym inte förändras. Med andra ord, om temperaturen på det frusna frostskyddsmedlet höjs, kommer det att återgå från ett gelliknande till ett flytande tillstånd utan några konsekvenser för värmekretsen..

Värmemedium för värmesystemet

Tillverkarna introducerar ytterligare tillsatser i sammansättningen av frostskyddsmedel för att öka livslängden för värmesystemet – hämmare av korrosion och mineralavlagringar som eliminerar korrosionsfokus och skala i system som har varit i drift under många år. När man väljer frostskyddsmedel bör man tänka på att dess sammansättning inte är universell – tillsatserna i den är utformade för vissa konstruktionsmaterial och legeringar, fel val kommer att orsaka elektrokemisk korrosion eller till exempel förstörelse av polymermaterial som används vid konstruktionen av värmesystemet.

Som regel produceras frostskyddsmedel, utformade för två extremt låga temperaturer – upp till -65 och upp till -30 ° C. Vid behov kan du ändra koncentrationen av den mättade kompositionen till den önskade, från andelen av en del destillerat vatten till två delar frostskyddsmedel (till exempel om en liter frostskyddsmedel av den första typen, utformad för en lägre temperatur, utspäds med 0,5 liter vatten, kommer en sådan komposition att fungera upp till – 30 ° C).

Värmemedium för värmesystemet

Frostskyddsmedlets kemiska sammansättning är utformad för tio uppvärmningssäsonger eller 5 års drift, varefter hela frostskyddsvolymen måste bytas ut.

Jämfört med vatten har frostskyddsmedel inte bara fördelar utan också nackdelar:

  • värmekapaciteten för enheter som inte fryser är 15% lägre, det vill säga de avger värmen sämre;
  • deras viskositet är minst dubbelt så hög, vilket kräver införande av kraftfulla cirkulationspumpar i värmesystemet;
  • en högre volumetrisk expansion under uppvärmning, en expansomat (expansionsbehållare av sluten typ) och värmeelement krävs, vars kapacitet är 50-60% större än deras motsvarigheter som används i system med en vattenvärmebärare;
  • fluiditeten är 50% högre än den för vatten, det vill säga avtagbara anslutningar i ett system med frostskyddsmedel måste förseglas med stor försiktighet;
  • etylenglykolbaserade frostskyddsmedel är giftiga för människor, därför kan sådant frostskyddsmedel endast användas i enkretsspannor.

För hushållsbehov, dvs för värmesystem i privata hus, produceras frostskyddsmedel baserade på två typer av polyoler – etylenglykol (monoetylenglykol) och propylenglykol. Kompositioner baserade på den första typen av polyoler är vanligare och billigare än de som är baserade på dyra propylenglykol, men de är mycket giftiga – när de intas är 350 mg etylenglykol tillräckligt för att orsaka allvarlig hälsa och till och med orsaka dödsfall. Arbeta med frostskyddsmedel som innehåller etylenglykol kräver obligatoriskt skydd av huden, andningsorganen och ögonen.

Värmemedium för värmesystemet

Under drift är etylenglykolbaserade frostskyddsmedel särskilt känsliga för överhettning – med någon, till och med en kortvarig temperaturökning över den gräns som har ställts av tillverkaren för ett visst frysmärke, termisk sönderdelning av polyolen och tillsatser i frostskyddsmedel, olösligt sediment och syror bildas. Sediment, om det kommer på ytorna på värmeelement, bildar kolavlagringar, försämrar värmeväxlingen på lokal nivå och orsakar överhettning med återbildning av slam, etc. Syrorna som bildas som ett resultat av nedbrytning av etylenglykol reagerar kemiskt med värmningssystemets strukturella metaller och orsakar flera foci korrosion. Som ett resultat av sönderdelningen av tillsatserna reduceras kylvätskans skyddsegenskaper, som tidigare tillhandahållits för det för materialet i tätningarna i de löstagbara lederna, och med hög fluiditet kommer detta omedelbart att orsaka en läcka. Dessutom ökar överhettning frostskyddsbildningen av frostskyddet, vilket i sin tur drar luft in i värmesystemet. Av de beskrivna orsakerna är det nödvändigt att noggrant övervaka uppvärmningstemperaturen för pannor och värmesystem, men inte alla pannmodeller tillåter detta..

Det bör noteras att etylenglykol går in i en kemisk reaktion med zink – att använda den i ett värmesystem där frostskyddsmedel från denna grupp fungerar som kylvätska, strukturelement och anordningar med inre galvanisering är meningslöst, eftersom all dess beläggning kommer att förstöras fullständigt under nästan en uppvärmningssäsong.

Värmemedium för värmesystemet

Frostskyddsmedel baserade på propylenglykol är mycket säkrare för hushållen – teknisk propylenglykol liknar egenskaper hos matpropylenglykol (E1520), som används allmänt inom läkemedelsindustrin, parfymeri och livsmedelsindustrin på grund av dess fullständiga säkerhet för människokroppen och miljön. Icke-frysar med propylenglykol får användas i dubbla kretspannor, eftersom deras oavsiktliga inträngning i dricksvatten såväl som läckage på platser för löstagbara leder inte skadar människor.

Propylenglykolvärmeöverföringsvätskor, utöver de allmänna positiva egenskaperna som är identiska med de som är relaterade till etylenglykolfrostskyddsmedel, har en smörjande effekt inuti värmesystemet, sänker det hydrodynamiska motståndet och underlättar driften av sekundärkretspumparna. Värmeöverföringen av propylenglykol frostskyddsmedel är högre än den för etylenglykol. Det finns bara ett minus – en högre kostnad, cirka 1000 rubel. per 10 kg (för jämförelse är kostnaden för etylenglykol frostskyddsmedel vid -30 ° C cirka 550 rubel per 10 kg).

Det är strängt förbjudet att använda frostskyddsmedel i värmesystemet om:

  • Systemet använder elektrolyspannor (joniska), där värmemediet värms upp genom att leda en elektrisk ström genom dess volym i pannbehållaren. Generellt sett, innan du köper en värmepanna, ska du se till att tillverkaren tillåter den att arbeta i värmesystemet med denna frostskyddsmedel, annars är fabriksgarantin för pannan inte giltig;
  • öppet värmesystem. Denna regel gäller främst frostskyddsmedel baserat på giftig etylenglykol;
  • från besparingar förväntar du dig att sänka dess frostbeständighet till mer än -20 ° C, eftersom detta allvarligt kommer att sänka egenskaperna för tillsatserna som införts i frostskyddsvattnet, vilket kommer att leda till bildandet av korrosions- och skalskyltar;
  • tätning av löstagbara fogar utförs med lindning och oljefärg – frostskyddsmedel kommer oundvikligen att korrodera färgen och det kommer inte att vara förnuftigt med lindning;
  • vid konstruktion av värmekretsen användes galvaniserade rör och beslag;
  • värmepannan värmer upp kylvätskan till temperaturer som överstiger + 70 ° C (detta är den maximala upphettningstemperaturen för något frostskyddsmedel, det kan inte värmas upp högre på grund av den höga temperaturutvidgningen som finns i kylvätskor i denna grupp).

Värmemedium för värmesystemet

Om frostskyddsmedel används i värmesystemet måste följande villkor vara uppfyllda:

  • utrusta systemet med en kraftfullare cirkulationspump än vad som skulle behövas för varmvattenuppvärmning. Med en lång värmekrets krävs en extern cirkulationspump;
  • installera en rymlig expansomat (expansionsbehållare), vars volym överstiger den volym som krävs för vattenkylvätskan minst två gånger;
  • använda rör med uppenbarligen större diameter och volymetriska radiatorer i värmesystemet;
  • installera inte automatiska luftventiler – endast manuella (till exempel Mayevskys kranar);
  • Förslut avtagbara fogar med packningar gjorda av kemiskt resistent gummi, paronit eller teflon. Du kan använda linnrulle tillsammans med en etylenglykolbeständig tätningsmedel (om du använder ett frostskyddsmedel baserat på etylenglykol). När du köper gjutjärnsradiatorer måste du ta isär dem i sektioner och ersätta de befintliga gummipackningarna med paronit eller teflon;
  • du kan späda ned frysen endast med destillerat vatten, det vill säga varken regn eller smältvatten kommer att fungera här;
  • före varje fullständig häll av frostskyddsmedel i systemet är det viktigt att spola det med vatten (pannan också) – tillverkare av frysskyddsanordningar rekommenderar att de helt byts ut i värmesystemet var 2-3 år;
  • du bör inte ställa in en hög värmetemperatur på en kall panna på en gång – du måste höja temperaturen gradvis, vilket ger tid för kylvätskan att värmas upp (icke-fryssystem har en lägre värmekapacitet än vatten);
  • på vintern, när du stänger av en dubbelkretspanna i ett system med frostskyddsvätska under lång tid, glöm inte att tömma vattnet från varmvattenförsörjningskretsen, eftersom det kan frysa och skada kretsrören.

Värmemedium för värmesystemet

Hur man väljer den optimala kylvätskan

Först och främst bör frågan om att välja kylvätska vara avgörande även i konstruktionsstadiet för ett värmesystem, eftersom om det skapades för vatten, kommer det att kräva allvarlig rekonstruktion för frostskyddsmedel.

Om temperaturen i värmekretsen under den kalla säsongen inte sjunker under +5 ° C, är den optimala kylvätskan för ett sådant system vatten, från vilket saltföreningar tas bort maximalt. Om det finns en möjlighet att temperaturen i värmesystemet sjunker till minusvärden, behövs i detta fall endast frostskyddsmedel. Naturligtvis kan du tappa vatten från systemet, vilket kommer att skydda det från skador under frost, men i detta fall kommer kretsen att fyllas med luft, vilket dramatiskt påskyndar korrosionsprocesser under förhållanden med hög luftfuktighet..

Det är möjligt att skydda vattenvärmesystemet från frysning genom att integrera elektriska värmare i det, styrt av temperatursensorer eller på distans, via GSM-kanaler, vilket gör att vattentemperaturen kan hållas på en nivå över +5 ° С, men här är det beroende av strömförsörjning och mobil kommunikation – en av dessa system separat eller tillsammans kommer att leda till frysning av kylvätskan och flera skador på värmekretsen.

GSM värmekontroll

När du väljer frostskyddsmedel måste du studera i detalj dess egenskaper, inklusive: den tillåtna extremt låga temperaturen; tillsatsernas sammansättning och deras syfte; hur det påverkar elementen i värmesystemet (tillverkat av järn och icke-järnmetaller, gjutjärn, plast, gummi, etc.); användningstid i systemet utan utbyte; säkerhet för människors hälsa och ekologi (det kommer ju att behöva slås samman någonstans). Förresten, färgen på frysen har inget praktiskt värde för värmekretsen, det behövs bara för att betona tillhörigheten till ett visst märke. Med tanke på de potentiella hälsoriskerna för hushållen är ett propylenglykolbaserat frostskydd det bästa valet..

Med tanke på populariteten bland husägare av frostskyddsmedlet Tosol, utvecklat i mitten av förra seklet i Sovjetunionen, är det värt att kort beskriva dess egenskaper. Frostskyddsmedel utvecklades ursprungligen som ett frysskyddskylmedel för bilar, dess sammansättning baseras på etylenglykol, vars egenskaper beskrivs ovan. Det rekommenderas inte att använda frostskyddsmedel i värmesystem, eftersom denna frostskyddsvätska inte är avsedd för dem – den innehåller specifika tillsatser för bilmotorer, värdelösa och till och med skadliga i värmesystem, eftersom frostskydd helt enkelt inte är utformat för att arbeta vid höga temperaturer.

Värmemedium för värmesystemet

Sammanfattningsvis kommer vi att namnge den mest optimala frostskyddsvätskan, som är mycket, mycket enkel att köpa eller förbereda – en 40 ° blandning av etylalkohol med destillerat vatten. Prestandakarakteristiken för denna blandning när den används som kylmedel för frostskyddsmedel är följande:

  • något högre än för vatten, men signifikant lägre än den för etylenglykol och propylenglykol antifrys, viskositet;
  • mindre fluiditet än de för de nämnda antifrysarna, vilket gör det möjligt att minska kraven på tätheten av avtagbara leder, vilket tillåter användning av konventionella tätningar i dem (alkohol är inte kemiskt aktivt mot gummi);
  • alkohol är en utmärkt korrosionshämmare, det vill säga den blockerar dess utveckling;
  • vid användning av saltmättat vatten (hårt) kommer alkoholen i en sådan blandning att förhindra skalavlagringar på de inre ytorna av värmekretsen. Salter fälls ut i en olöslig fällning; det kan lätt tas bort när systemet spolas;
  • som ett resultat av värmen från blandning och sammandragning (komprimering av den vattenhaltiga volymen av alkohollösningen) förångas inte separat från vatten (förutsatt att dess innehåll i vattenlösningen inte är mindre än 30%);
  • kokpunkten för en vattenlösning av alkohol motsvarar praktiskt taget kokpunkten för vatten, det vill säga när temperaturen i värmesystemet stiger till +85 ° C, vilket är vanligt för system med vatten som värmebärare, kokning med utseendet på pluggar i form av ånga kommer inte att uppstå;
  • alkoholhalten i en vattenlösning minskar kraftigt expansionen av vatten under frysning, dvs även med fullständig frysning av ett värmesystem med ett sådant kylvätska kommer det inte att skada dess konstruktionselement.

För att uppnå vissa tröskelvärden för en vattenhaltig lösning av etylalkohol mot låga temperaturer är det nödvändigt att uppnå följande innehåll i en lösning med vatten: 20,3% – frysning vid -10,6 ° C; 33,8% – frysning vid -23,6 ° C; 39% – frysning vid -28,7 ° C; 46,3% – frysning vid -33,9 ° C. Det kommer att vara särskilt bekvämt att använda en kylvätska, som är en vattenlösning av etylalkohol, i slutna värmesystem.

Vid beredning av en vattenalkoholkylvätska beräknas andelarna av alkoholhalten i vatten enligt följande – en liter 96% alkohol innehåller 960 ml vattenfri alkohol, för att få en 33% lösning, måste du dela 96 med 33 och få den nödvändiga volymen vatten lika med 2,9 liter. Det vill säga, om du inför exakt 2,9 liter vatten i en liter 96% alkohol, kommer alkoholhalten i den resulterande lösningen att vara exakt 33% – ett kylvätska som inte fryser till cirka -22,5 ° C är klart.

Betygsätt den här artikeln
( Inga betyg än )
Radgivare Froya
Webbplats med användbara tips för varje tillfälle
Comments: 2
  1. Martin Strömberg

    Vilket är det bästa alternativet för ett värmesystem – att använda vatten som värmebärare eller frostskyddsmedel? Vilka är för- och nackdelarna med båda alternativen? Tack på förhand för ditt svar!

    Svara
    1. Viktor

      Det bästa alternativet beror på olika faktorer som klimat, kostnad och tillgänglighet. Att använda vatten som värmebärare är vanligare och billigare, men det kräver att systemet skyddas mot frost genom att tillsätta frostskyddsmedel. Frostskyddsmedel är enkelt att använda och effektivt i kallt klimat, men det kan vara giftigt och kräver regelbundna kontroller. Fördelarna med vatten som värmebärare är att det är mer energieffektivt och miljövänligt, medan frostskyddsmedel ger ett säkrare alternativ i extrema väderförhållanden. Det bästa valet beror på dina individuella behov och förutsättningar.

      Svara
Lägg till kommentarer