Transportor de căldură pentru sistemul de încălzire – apă sau antigel

Conținutul articolului



În ceea ce privește prevalența lor, sistemele de încălzire cu circulația unui purtător de căldură lichid au bătut toate recordurile – popularitatea constantă a acestora se datorează în mare parte climatului dur de iarnă din Rusia. Sistemele de încălzire cu lichide includ o serie întreagă de echipamente, inclusiv cazane, schimbătoare de căldură, stații de pompare, adesea mulți kilometri de conducte. Funcționarea corectă a complexului de încălzire depinde direct de caracteristicile lichidului de răcire, deci ce fel de lichid este cel mai bine utilizat în această capacitate și de ce?

Transportor de căldură pentru sistemul de încălzire - apă sau antigel

Cerințe pentru un lichid de răcire ideal

Trebuie remarcat imediat – nu există un astfel de lichid de răcire. Oricare dintre cele existente își îndeplinește în mod regulat funcțiile numai într-un anumit interval de temperatură, depășind ceea ce duce la modificări dramatice ale caracteristicilor sale de calitate.

Transportatorul de căldură este obligat să transfere cantitatea maximă de căldură pe unitate de timp cu pierderi de căldură minime. Vâscozitatea lichidului de răcire are un efect grav asupra pompării sale în sistemul de încălzire, deci cu cât este mai puțin vâscoasă, cu atât este mai bună.

Transportor de căldură pentru sistemul de încălzire - apă sau antigel

Lichidul de răcire nu trebuie să aibă un efect coroziv asupra unei varietăți de materiale structurale ale conductelor și dispozitivelor de încălzire, altfel alegerea acestor materiale va fi strict limitată. În plus, capacitatea de lubrifiere a anumitor lichide de răcire impune restricții asupra materialului structural al pompelor de circulație și al altor mecanisme în contact cu acestea..

Din punct de vedere al siguranței casnice, lichidul de răcire trebuie să aibă anumite caracteristici (sigure) în ceea ce privește toxicitatea, temperatura de aprindere a lichidului și focarul de vapori ai acestuia.

Și ultimul – lichidul folosit ca purtător de căldură trebuie să fie accesibil sau, în cazul unui cost ridicat, să-și mențină caracteristicile și volumul pentru o lungă perioadă de timp în timpul funcționării în sistemul de încălzire.

Transportor de căldură pentru sistemul de încălzire - apă sau antigel

Transportor de căldură – apă

Dintre toate lichidele care există pe Pământ în stare naturală, apa are cea mai mare capacitate de căldură – în medie 1 kcal / (kg deg), adică dacă un kilogram de apă este încălzit la 90 ° C și răcit într-un radiator de încălzire la 70 ° C atunci 20 kcal de căldură vor intra în camera încălzită de acest calorifer.

Acest lichid are o densitate ridicată (917 kg / m3), scăzând odată cu încălzirea sau răcirea. Apropo, apa este singurul lichid natural care se extinde atât atunci când este încălzit, cât și răcit..

Transportor de căldură pentru sistemul de încălzire - apă sau antigel

Caracteristicile ecologice și toxicologice ale apei le depășesc pe cele ale oricăror lichide sintetice de transfer de căldură – o scurgere accidentală din sistemul de încălzire nu va crea probleme pentru sănătatea gospodăriilor, cu excepția cazului în care ajunge direct pe corpul uman. Și în cazul unei astfel de scurgeri, este foarte ușor să restabiliți volumul inițial de apă – trebuie doar să adăugați cantitatea necesară la rezervorul de expansiune deschis al sistemului de încălzire cu circulație naturală.

Din punct de vedere al costurilor, apa este în afara concurenței, deoarece nu există un transportor de căldură mai ieftin și mai accesibil..

Cu toate acestea, acest lichid de răcire are o serie de dezavantaje – apa obișnuită, adică în starea sa naturală, conține oxigen și săruri, ceea ce provoacă coroziunea internă a elementelor sistemului de încălzire, precum și supraaglomerarea pereților acestora cu scara, ceea ce reduce transferul de căldură și volumul intern al dispozitivelor de încălzire..

Cel mai simplu mod de a înmuia apa este bine cunoscut de toată lumea – termic (fierberea), folosind un recipient metalic fără capac. În timpul tratamentului termic, o parte din săruri vor fi depuse pe fundul rezervorului, iar dioxidul de carbon va fi îndepărtat din volumul de apă. Apropo, cu cât suprafața de jos a rezervorului de fierbere este mai mare, cu atât mai multe săruri pot fi îndepărtate din apă – sărurile vor fi depuse în partea inferioară sub formă de scară. Dezavantajul metodei termice este că, în acest mod, pot fi îndepărtate din apă doar bicarbonatele de magneziu și calciu instabile, iar compușii lor stabili vor rămâne..

Transportor de căldură pentru sistemul de încălzire - apă sau antigel

Metoda chimică sau reactivă este mai eficientă, vă permite să transferați sărurile conținute în apă într-o stare insolubilă. Pentru punerea în aplicare, se utilizează var tăiat, cenușă sodică sau ortofosfat de sodiu – introducerea primilor doi reactivi în volumul apei va determina formarea unui precipitat carbonat, cel din urmă – un precipitat de ortofosfat de magneziu și calciu. La sfârșitul reacției chimice, precipitatul format este îndepărtat prin filtrare cu apă. Ultimul reactiv – ortofosfat de sodiu – asigură cea mai bună înmuiere a apei, dar utilizarea sa necesită o doză precisă.

Apa distilată este cea mai potrivită pentru sistemele de încălzire, deoarece este complet lipsită de impurități. Singurul său dezavantaj este că trebuie să cheltuiți bani pentru achiziție, costul unui litru de apă distilată va fi de aproximativ 14 ruble. Înainte de a turna apă distilată în sistemul de încălzire, este necesar să clătiți bine dispozitivele de încălzire, conductele și cazanul cu apă obișnuită și să spălați atât sistemul folosit anterior, cât și cel nou instalat – în orice caz va exista contaminare..

Transportor de căldură pentru sistemul de încălzire - apă sau antigel

Puteți utiliza topitură pură sau apă de ploaie, deoarece conține mult mai puțină sare decât robinetul, puțul sau artezianul.

Singurul dezavantaj al apei utilizate ca purtător de căldură este că la temperaturi sub 0 ° C, acesta va îngheța, se va extinde și va provoca daune grave sistemului de încălzire. Și, prin urmare, proprietarii de locuințe care operează neregulamentar un sistem de încălzire în timpul sezonului rece, precum și care locuiesc în zonele în care întreruperile de curent sunt deosebit de frecvente, este mai potrivit un alt grup de lichide de transfer de căldură – antigelurile..

Transportor de căldură – antigel

Neînghețarea, turnată în circuitul de încălzire, vă permite să rezolvați complet amenințarea de îngheț a sistemului în sezonul rece – temperaturile scăzute pentru care este conceput acest antigel nu își schimbă starea fizică. Antigelurile sunt capabile să asigure transportul energiei termice în sistemul de încălzire, nu provoacă procese corozive și depuneri la scară.

Principala calitate a antigelurilor este că nu se întăresc până la anumite temperaturi extrem de scăzute, în cazul întăririi, nu se extind ca apa și nu distrug elementele sistemului de încălzire, ci se transformă într-o masă asemănătoare unui gel, al cărei volum nu se schimbă. Cu alte cuvinte, dacă temperatura antigelului înghețat este crescută, atunci acesta va reveni de la o stare de gel la o stare lichidă, fără consecințe asupra circuitului de încălzire..

Transportor de căldură pentru sistemul de încălzire - apă sau antigel

Producătorii introduc aditivi suplimentari în compoziția antigelului pentru a crește durata de funcționare a sistemului de încălzire – inhibitori de coroziune și depozite minerale, care elimină forțele de coroziune și scara în sistemele care funcționează de mai mulți ani. La alegerea antigelului, trebuie avut în vedere faptul că compoziția sa nu este universală – aditivii conținuți în acesta sunt proiectate pentru anumite materiale structurale și aliaje, alegerea greșită va provoca coroziune electrochimică sau, de exemplu, distrugerea materialelor polimerice utilizate la construcția sistemului de încălzire.

De regulă, sunt produse antigeluri, concepute pentru două temperaturi extrem de scăzute – până la -65 și până la -30 ° C. Dacă este necesar, puteți schimba concentrația compoziției saturate în cea dorită, de la proporția unei părți de apă distilată la două părți de antigel (de exemplu, dacă un litru de antigel de primul tip, conceput pentru o temperatură mai mică, este diluat cu 0,5 litri de apă, atunci o astfel de compoziție va funcționa până la – 30 ° C).

Transportor de căldură pentru sistemul de încălzire - apă sau antigel

Compoziția chimică a antigelului este proiectată pentru 10 sezoane de încălzire sau 5 ani de funcționare, după care trebuie înlocuit întregul volum de antigel..

În comparație cu apa, antigelurile au nu numai avantaje, ci și dezavantaje:

  • capacitatea de căldură a dispozitivelor care nu îngheață este cu 15% mai mică, adică emană căldură mai rău;
  • vâscozitatea lor este de cel puțin două ori mai mare, ceea ce necesită introducerea unor pompe de circulație puternice în sistemul de încălzire;
  • o expansiune volumetrică mai mare în timpul încălzirii, este necesar un expansomat (rezervor de expansiune închis) și radiatoare de încălzire, a căror capacitate este cu 50-60% mai mare decât omologii lor folosiți în sistemele cu un suport de căldură cu apă;
  • fluiditatea este cu 50% mai mare decât cea a apei, adică conexiunile detașabile într-un sistem cu antigel trebuie să fie sigilate cu mare atenție;
  • Antigelurile pe bază de etilenglicol sunt toxice pentru om, prin urmare, astfel de antigel pot fi utilizate numai în cazanele cu un singur circuit.

Pentru nevoile casnice, adică pentru sistemele de încălzire ale caselor private, antigelurile sunt produse pe baza a două tipuri de polioli – etilenglicol (monoetilenglicol) și propilenglicol. Compozițiile bazate pe primul tip de polioli sunt mai frecvente și mai ieftine decât cele bazate pe propilen glicol scumpe, dar sunt foarte toxice – atunci când sunt ingerate, 350 mg de etilenglicol sunt suficiente pentru a provoca daune grave sănătății și chiar pentru a provoca moartea. Lucrul cu antigeluri care conțin etilen glicol necesită o protecție obligatorie a pielii, sistemului respirator și a ochilor.

Transportor de căldură pentru sistemul de încălzire - apă sau antigel

În timpul funcționării, antigelurile pe bază de etilenglicol sunt deosebit de sensibile la supraîncălzire – cu orice, chiar și o creștere pe termen scurt a temperaturii peste limita stabilită de producător pentru o anumită marcă de antigel, descompunerea termică a poliolului și aditivii din antigel, se formează sediment insolubil și acizi. Sedimentul, dacă ajunge pe suprafețele elementelor de încălzire, formează depozite de carbon, afectând schimbul de căldură la nivel local și determinând supraîncălzirea cu formarea repetată a nămolului etc. coroziune. Ca urmare a descompunerii aditivilor, proprietățile de protecție ale lichidului de răcire, furnizate anterior de acesta pentru materialul sigiliilor îmbinărilor detașabile, sunt reduse brusc, iar cu o fluiditate ridicată, aceasta va provoca imediat o scurgere. În plus, supraîncălzirea crește formarea de spumă a antigelului, care, la rândul său, antrenează aerul în sistemul de încălzire. Din motivele descrise, este necesar să se monitorizeze cu atenție temperatura de încălzire a cazanelor și a sistemului de încălzire, cu toate acestea, nu toate modelele de cazane permit acest lucru..

Trebuie menționat că etilen glicolul intră într-o reacție chimică cu zinc – pentru a-l folosi într-un sistem de încălzire în care antigelurile acestui grup acționează ca un lichid de răcire, elemente structurale și dispozitive cu galvanizare internă nu are rost, deoarece toată acoperirea lui va fi complet distrusă în aproape un sezon de încălzire.

Transportor de căldură pentru sistemul de încălzire - apă sau antigel

Antigelul pe bază de propilen glicol este mult mai sigur pentru gospodării – propilenglicolul tehnic este similar în caracteristici cu propilenglicolul alimentar (E1520), care este utilizat pe scară largă în industria farmaceutică, în parfumerie și în alimentație, datorită siguranței sale complete pentru organismul uman și mediu. Non-congelatoarele cu propilen glicol sunt utilizate în cazanele cu dublu circuit, deoarece pătrunderea lor accidentală în apa potabilă, precum și scurgerile în locurile de îmbinare detașabile nu vor dăuna oamenilor.

Lichidele de transfer de căldură propilenglicol, pe lângă caracteristicile pozitive generale identice cu cele legate de antigelurile de etilenglicol, au un efect de lubrifiere în sistemul de încălzire, scad rezistența hidrodinamică și facilitează funcționarea pompelor de circuite secundare. Transferul termic al antigelului de propilenglicol este mai mare decât cel al etilenglicolului. Există doar un minus – un cost mai mare, aproximativ 1000 de ruble. la 10 kg (pentru comparație, costul antigelului de etilenglicol la -30 ° C este de aproximativ 550 de ruble pe 10 kg).

Este interzisă utilizarea antigel în sistemul de încălzire dacă:

  • sistemul utilizează cazane cu electroliză (ionice), în care mediul de încălzire este încălzit trecând un curent electric prin volumul său în rezervorul cazanului. În general, înainte de a achiziționa un cazan de încălzire, asigurați-vă că producătorul îi permite să funcționeze în sistemul de încălzire cu acest antigel, în caz contrar, garanția din fabrică pentru cazan nu va fi valabilă;
  • sistem deschis de încălzire. Această regulă se aplică în special antigelului pe bază de etilenglicol otrăvitor;
  • din economii, vă așteptați să scadă rezistența la îngheț la mai mult de -20 ° C, deoarece acest lucru va reduce serios caracteristicile aditivilor introduși în antigel, ceea ce va duce la formarea de focuri de coroziune și scară;
  • sigilarea îmbinărilor detașabile se realizează folosind înfășurarea lenjeriei și vopsea cu ulei – antigelul va coroda în mod inevitabil vopseaua și nu va avea niciun sens din înfășurare;
  • la construcția circuitului de încălzire, s-au folosit țevi și armături galvanizate;
  • cazanul de încălzire încălzește lichidul de răcire la temperaturi care depășesc + 70 ° C (aceasta este temperatura de încălzire limitativă a oricărui antigel, nu poate fi încălzită deasupra datorită expansiunii de temperatură ridicată inerentă lichidelor de răcire din acest grup).

Transportor de căldură pentru sistemul de încălzire - apă sau antigel

Dacă se utilizează antigel în sistemul de încălzire, trebuie îndeplinite următoarele condiții:

  • echipați sistemul cu o pompă de circulație mai puternică decât ar fi nevoie pentru încălzirea apei calde. Cu un circuit de încălzire lung, va fi necesară o pompă de circulație externă;
  • instalați un expansomat puternic (rezervor de expansiune), al cărui volum este cel puțin de două ori mai mare decât volumul necesar pentru lichidul de răcire a apei;
  • folosiți conducte cu diametru evident mai mare și calorifere volumetrice în sistemul de încălzire;
  • nu instalați aerisiri automate – doar cele manuale (de exemplu, robinetele lui Mayevsky);
  • Sigilați articulațiile detașabile doar cu garnituri din cauciuc rezistent chimic, paronit sau numai în teflon. Puteți utiliza rola de in împreună cu un material de etanșare rezistent la etilen glicol (dacă utilizați un antigel pe bază de etilenglicol). La cumpărarea caloriferelor din fontă este necesar să le demontați în secțiuni și să înlocuiți garniturile de cauciuc existente cu paronit sau teflon;
  • puteți dilua antigelul numai cu apă distilată, adică nici apa de ploaie și nici topirea nu va funcționa aici;
  • înainte de fiecare turnare completă a antigelului în sistem, este imperativ să-l spălați cu apă (cazanul și el) – producătorii de dispozitive antigel recomandă înlocuirea completă a acestora în sistemul de încălzire la fiecare 2-3 ani;
  • nu trebuie să setați o temperatură ridicată de încălzire la un cazan rece – trebuie să ridicați treptat temperatura, dând timp lichidului de răcire pentru încălzire (sistemele care nu îngheață au o capacitate termică mai mică decât apa);
  • iarna, când opriți o boiler cu dublu circuit într-un sistem cu antigel pentru o lungă perioadă de timp, nu uitați să scurgeți apa din circuitul de alimentare cu apă caldă, deoarece poate îngheța și deteriora conductele circuitului.

Transportor de căldură pentru sistemul de încălzire - apă sau antigel

Cum să alegeți lichidul de răcire optim

În primul rând, problema alegerii unui lichid de răcire ar trebui să fie decisivă chiar și în faza de proiectare a unui sistem de încălzire, deoarece, dacă a fost creat pentru apă, va necesita reconstrucție serioasă pentru antigel..

Dacă temperatura din circuitul de încălzire în sezonul rece nu scade sub +5 ° C, atunci lichidul de răcire optim pentru un astfel de sistem este apa, din care se elimină compușii sărați la maximum. Dacă există posibilitatea ca temperatura din sistemul de încălzire să scadă la valori minus, atunci în acest caz este nevoie doar de antigel. Desigur, puteți scurge apa din sistem, ceea ce o va proteja de daune în timpul înghețului, însă, în acest caz, circuitul se va umple cu aer, ceea ce va accelera dramatic procesele de coroziune în condiții de umiditate ridicată..

Este posibil să protejați sistemul de încălzire a apei de îngheț prin integrarea încălzitoarelor electrice în acesta, controlate de senzori de temperatură sau de la distanță, prin canale GSM, ceea ce va permite menținerea temperaturii apei la un nivel peste +5 ° C, dar aici există o dependență de alimentarea cu energie electrică și comunicarea celulară – una dintre aceste sisteme separat sau împreună vor conduce la înghețarea lichidului de răcire și la deteriorarea multiplă a circuitului de încălzire.

Transportor de căldură pentru sistemul de încălzire - apă sau antigel

Atunci când alegeți antigel, trebuie să studiați în detaliu caracteristicile acestuia, inclusiv: temperatura extrem de scăzută admisă; compoziția aditivilor și scopul acestora; modul în care afectează elementele sistemului de încălzire (din metale feroase și neferoase, fontă, plastic, cauciuc etc.); durata utilizării în sistem fără înlocuire; siguranța pentru sănătatea umană și ecologia (la urma urmei, va trebui să fie contopită undeva). Apropo, culoarea antigelului nu are nicio valoare practică pentru circuitul de încălzire, este nevoie doar de a sublinia apartenența la o anumită marcă. Având în vedere riscurile potențiale pentru sănătate pentru gospodării, antigelul de propilenglicol este cea mai bună alegere..

Având în vedere popularitatea în rândul proprietarilor de case din antigelul mărcii Tosol, dezvoltat la mijlocul secolului trecut în URSS, merită să descriem pe scurt caracteristicile sale. Deci, antigelul a fost inițial dezvoltat ca lichid de răcire antigel pentru autovehicule, compoziția sa se bazează pe etilen glicol, ale cărui caracteristici sunt descrise mai sus. Nu este recomandat să utilizați antigel în sistemele de încălzire, deoarece acest antigel nu este destinat acestora – conține aditivi specifici pentru motoarele auto, inutile și chiar nocive în sistemele de încălzire, deoarece antigelul pur și simplu nu este proiectat să funcționeze la temperaturi ridicate..

Transportor de căldură pentru sistemul de încălzire - apă sau antigel

În concluzie, vom numi cel mai optim antigel, care este foarte, foarte simplu de achiziționat sau preparat – un amestec de 40 ° alcool etilic cu apă distilată. Caracteristicile de performanță ale acestui amestec atunci când este utilizat ca lichid de răcire antigel sunt următoarele:

  • puțin mai mare decât cea a apei, dar semnificativ mai mică decât cea a etilenglicolului și anti-înghețului propilenglicol, vâscozității;
  • mai puțină fluiditate decât antigelurile menționate mai sus, ceea ce face posibilă reducerea cerințelor de etanșare a îmbinărilor detașabile, permițând utilizarea sigiliilor convenționale în ele (alcoolul nu este activ chimic împotriva cauciucului);
  • alcoolul este un excelent inhibitor de coroziune, adică îl blochează dezvoltarea;
  • atunci când utilizați apă saturată cu săruri (tare), alcoolul dintr-un astfel de amestec va împiedica depunerile la scară pe suprafețele interioare ale circuitului de încălzire. Sărurile se vor precipita într-un precipitat insolubil, putând fi îndepărtate cu ușurință la spălarea sistemului;
  • ca urmare a căldurii amestecării și contracției (compresia volumului apos al soluției de alcool), alcoolul nu se evaporă separat de apă (cu condiția ca conținutul său în soluția apoasă să nu fie mai mic de 30%);
  • punctul de fierbere al unei soluții apoase de alcool corespunde practic punctului de fierbere a apei, adică atunci când temperatura din sistemul de încălzire crește la +85 ° C, ceea ce este obișnuit pentru sistemele cu apă ca purtător de căldură, fierberea cu aspect de dopuri sub formă de abur nu va apărea;
  • conținutul de alcool într-o soluție apoasă reduce brusc extinderea apei în timpul înghețării, adică chiar și prin înghețarea completă a unui sistem de încălzire cu un astfel de lichid de răcire, nu vor fi deteriorate elementele sale structurale.

Pentru a atinge anumite valori prag de rezistență a unei soluții apoase de alcool etilic la temperaturi scăzute, este necesar să se obțină următorul conținut într-o soluție cu apă: 20,3% – înghețare la -10,6 ° C; 33,8% – înghețare la -23,6 ° C; 39% – îngheț la -28,7 ° C; 46,3% – înghețare la -33,9 ° C. Va fi deosebit de convenabil să folosiți un lichid de răcire, care este o soluție apoasă de alcool etilic, în sistemele de încălzire închise.

Când pregătiți un lichid de răcire cu alcool, proporțiile conținutului de alcool în apă sunt calculate astfel: un litru de alcool 96% conține 960 ml alcool anhidru, respectiv, pentru a obține o soluție de 33%, trebuie să împărțiți 96 cu 33 și să obțineți volumul necesar de apă egală cu 2,9 litri. Adică, dacă introduceți exact 2,9 litri de apă într-un litru de 96% alcool, atunci conținutul de alcool din soluția rezultată va fi exact 33% – un lichid de răcire care nu îngheață până la aproximativ -22,5 ° C este gata.

Citește mai mult  Surse alternative de căldură: Încălzitor de încălzire a lumânărilor
Evaluează acest articol
( Încă nu există evaluări )
Violetta Сonsilier
Recomandări și sfaturi în orice domeniu al vieții
Comments: 2
  1. Claudia

    Ce tip de transportor de căldură este mai eficient pentru sistemul de încălzire, apa sau antigelul? Care sunt avantajele și dezavantajele fiecăruia? În ce situații este recomandată utilizarea apei și în ce situații este mai potrivit să folosim antigel?

    Răspunde
  2. Florin Iosif

    Ce este mai eficient ca transportor de căldură într-un sistem de încălzire, apa sau antigelul? Care sunt avantajele și dezavantajele fiecăruia? Ce criterii ar trebui să iau în considerare în alegerea unuia dintre acestea pentru sistemul meu de încălzire?

    Răspunde
Adaugă comentarii