Hőhordozó a fűtési rendszerhez – víz vagy fagyálló

A cikk tartalma

• Az ideális hűtőfolyadék követelményei
• Hőhordozó – víz
• Hőhordozó – fagyálló
• Hogyan válasszuk ki az optimális hűtőfolyadékot?

Gyakoriságát tekintve a folyékony hőhordozóval cirkuláló fűtőrendszerek minden rekordot legyőztek – állandó népszerűségük nagyrészt Oroszország zord téli éghajlatának köszönhető. A folyékony fűtőrendszerek teljes sorozatot tartalmaznak, beleértve kazánokat, hőcserélőket, szivattyútelepeket, gyakran több kilométer hosszú csővezetéket. A fűtőkomplex megfelelő működése közvetlenül függ a hűtőfolyadék tulajdonságaitól, tehát milyen folyadékot használják a legjobban ebben a kapacitásban, és miért?

Az ideális hűtőfolyadék követelményei

Azonnal meg kell jegyezni – nincs ilyen hűtőfolyadék. Bármelyik létező rendszeresen csak bizonyos hőmérsékleti tartományban látja el funkcióit, amely túllépve minőségi tulajdonságai drámai változásokhoz vezetnek..

A hőhordozó köteles az egységenként maximális hőmennyiséget átadni, minimális hőveszteséggel. A hűtőfolyadék viszkozitása súlyos hatással van annak pumpálására a fűtési rendszerben, ezért minél kevésbé viszkózus, annál jobb.

A hűtőfolyadéknak nem szabad korrodálnia a csővezetékek és fűtőberendezések sokféle szerkezeti anyagát, különben ezeknek az anyagoknak a választása szigorúan korlátozott. Ezenkívül egyes hűtőfolyadékok kenési képessége korlátozza a keringtetési szivattyúk és a velük érintkező egyéb mechanizmusok szerkezeti anyagát..

A háztartási biztonság szempontjából a hűtőfolyadéknak bizonyos (biztonságos) tulajdonságokkal kell rendelkeznie a toxicitás, a folyadék gyulladási hőmérséklete és a gőzök kitörése szempontjából..

És utoljára – a hőhordozóként használt folyadéknak megfizethetőnek kell lennie, vagy magas költségek esetén a fűtési rendszer működése közben hosszú ideig meg kell őriznie tulajdonságait és térfogatát..

Hőhordozó – víz

A Földön természetes állapotban levő folyadékok közül a víz legnagyobb hőkapacitással rendelkezik – átlagosan 1 kcal / (kg fok), vagyis ha egy kilogramm vizet 90 ° C-ra hevítünk, és fűtőtestben 70 ° C-ra hűtünk. , akkor 20 kcal hőt juttat a szoba, amelyet e radiátor fűt.

Ennek a folyadéknak magas a sűrűsége (917 kg / m)³), csökken a fűtés vagy hűtés közben. Mellesleg, a víz az egyetlen természetes folyadék, amely melegítés és hűtés közben egyaránt kiterjed..

A víz környezeti és toxikológiai tulajdonságai meghaladják a szintetikus hőátadó folyadékok tulajdonságait – a fűtési rendszerből származó véletlen szivárgás nem okoz problémát a háztartások egészségére, kivéve, ha közvetlenül az emberi testbe kerül. És ilyen szivárgás esetén nagyon egyszerű az eredeti vízmennyiség visszaállítása – csak hozzá kell adnia a szükséges mennyiséget a természetes cirkulációs fűtőrendszer nyitott tágulási tartályához..

A víz szempontjából a víz szintén ki van téve a versenynek, mivel nincs olcsóbb és olcsóbb hőhordozó..

Ennek a hűtőfolyadéknak számos hátránya van: a rendes víz, vagyis természetes állapotában oxigént és sókat tartalmaz, ami a fűtési rendszer elemeinek belső korrózióját, valamint falainak tágosodását okozza, ami csökkenti a hőátadást és a fűtőberendezések belső térfogatát.

A víz lágyításának legegyszerűbb módja mindenki számára ismert – termikus (forráspontú), fedél nélküli fémtartály használatával. A hőkezelés során a sók egy része lerakódik a tartály aljára, és a szén-dioxidot eltávolítják a vízmennyiségből. Mellesleg, minél nagyobb a forrásban lévő tartály alsó területe, annál több sót lehet eltávolítani a vízből – a sók az alján lerakódás formájában kerülnek lerakódásra. A termikus módszer hátránya, hogy ilyen módon csak instabil magnézium- és kalcium-hidrogén-karbonátokat lehet eltávolítani a vízből, és stabil vegyületeik megmaradnak..

A kémiai vagy reagens módszer hatékonyabb, lehetővé teszi a vízben lévő sók oldhatatlan állapotba juttatását. Ennek megvalósításához tompa mész, szóda hamu vagy nátrium-ortofoszfát kerül felhasználásra – az első két reagens vízmennyiségbe juttatásakor karbonát csapadék képződik, utóbbi – magnézium és kalcium-ortofoszfátok csapadékává válik. A kémiai reakció végén a képződött csapadékot vízszűréssel eltávolítjuk. Az utolsó reagens – a nátrium-ortofoszfát – biztosítja a legjobb vízlágyítást, de felhasználása pontos adagolást igényel.

A desztillált víz a legmegfelelőbb fűtési rendszerekhez, mivel teljesen mentes minden szennyeződéstől. Az egyetlen hátránya, hogy pénzt kell költenie a vásárlásra, egy liter desztillált víz ára körülbelül 14 rubelt fog felszámolni. Mielőtt a desztillált vizet öntsük a fűtőrendszerbe, alaposan öblítsük le a fűtőberendezéseket, a csöveket és a kazánt rendes vízzel, és mossuk meg mind a korábban használt, mind az újonnan telepített rendszert – mindenesetre szennyeződés lesz benne..

Használhat tiszta olvadék- vagy esővizet, mivel sokkal kevesebb sót tartalmaz, mint a csaptelep, kút vagy artéziai.

A hőhordozóként használt víz egyetlen hátránya, hogy 0 ° C alatti hőmérsékleten lefagy, tágul és komoly károkat okoz a fűtési rendszerben. Ezért azoknak a háztulajdonosoknak, akik a hideg évszakban szabálytalanul működtetik a fűtési rendszert, valamint olyan területeken élnek, ahol az energiaellátás megszakadása különösen gyakori, a hőátadó folyadékok másik csoportja megfelelőbb – fagyálló..

Hőhordozó – fagyálló

A fagymentesítés, amelyet a fűtőkörbe öntöttek, lehetővé teszi a rendszer lefagyásának a hideg évszakban történő teljes megoldását – az alacsony hőmérséklet, amelyre ezt a fagyállót tervezték, nem változtatja meg annak fizikai állapotát. A fagyálló biztosítja a hőenergia szállítását a fűtési rendszeren belül, nem okoz korrodáló folyamatokat és a lerakódásokat.

A fagyálló fő tulajdonsága, hogy bizonyos szélsőségesen alacsony hőmérsékleten nem megszilárdulnak, kikeményedés esetén nem terjednek el, mint a víz, és nem pusztítják el a fűtési rendszer elemeit, hanem gélszerű anyaggá alakulnak, amelynek térfogata nem változik. Más szavakkal, ha a fagyasztott fagyálló hőmérséklete megemelkedik, akkor az visszatér gélszerűből folyékony állapotba anélkül, hogy a fűtési körre következményekkel járna..

A gyártók további adalékokat vezetnek be a fagyálló készítménybe a fűtési rendszer élettartamának növelése érdekében – a korrózió és az ásványi lerakódások gátlóit, amelyek kiküszöbölik a korróziós fókuszokat és a méretarányt a sok éven át működő rendszerekben. A fagyálló kiválasztásakor figyelembe kell venni, hogy összetétele nem univerzális – az abban lévő adalékokat bizonyos szerkezeti anyagokhoz és ötvözetekhez tervezték, a helytelen választás elektrokémiai korróziót vagy például a fűtési rendszer építésében használt polimer anyagok elpusztulását okozza..

Általában fagyállókat állítanak elő, amelyeket két rendkívül alacsony hőmérsékletre terveztek – -65-ig és -30 ° C-ig. Szükség esetén megváltoztathatja a telített kompozíció koncentrációját a kívántra, a desztillált víz egy részének arányáról a fagyálló két részére (például ha egy liter első típusú fagyállót alacsonyabb hőmérsékleten terveznek, 0,5 liter vízzel hígítják, akkor egy ilyen kompozíció akár – 30 ° C).

A fagyálló kémiai összetételét 10 fűtési idényre vagy 5 éves működésre tervezték, amelyet követően a fagyálló folyadék teljes mennyiségét ki kell cserélni.

A vízhez képest a fagyállónak nemcsak előnyei vannak, hanem hátrányai is:

• a nem fagyasztó készülékek hőkapacitása 15% -kal alacsonyabb, vagyis rosszabb hőt bocsátanak ki;
• viszkozitásuk legalább kétszer olyan magas, ami nagy teljesítményű cirkulációs szivattyúk bevezetését igényli a fűtési rendszerben;
• melegítés közben nagyobb térfogati tágulásra, expanszomatra (zárt típusú tágulási tartály) és fűtési radiátorokra van szükség, amelyek kapacitása 50-60% -kal nagyobb, mint a vízhordozóval ellátott rendszerekben használt társaiké;
• a folyékonyság 50% -kal magasabb, mint a víznél, azaz a fagyálló rendszerek leszerelhető csatlakozásait nagyon gondosan kell lezárni;
• az etilénglikol-alapú fagyálló emberekre mérgező, ezért az ilyen fagyálló csak egyáramú kazánokban használható.

Háztartási igények kielégítésére, azaz a házak fűtésére, fagyállókat kétféle poliol – etilénglikol (monoetilénglikol) és propilénglikol – alapján állítanak elő. Az első típusú poliolokon alapuló kompozíciók gyakoribbak és olcsóbbak, mint a drága propilénglikol alapú készítmények, ám ezek nagyon mérgezőek – lenyelés esetén 350 mg etilénglikol elegendő az egészség súlyos károsodásához és akár halálhoz is. Az etilénglikolt tartalmazó fagyállóval történő munka kötelezővé teszi a bőr, a légzőrendszer és a szem védelmét.

Működés közben az etilénglikol-alapú fagyálló különösen érzékeny a túlmelegedésre – bármilyen, akár egy ideiglenes hőmérséklet-emelkedés mellett is, a gyártó által az adott fagyálló márkájára megállapított határ felett, a poliol és a fagyálló adalékanyagai termikusan lebomlanak, oldhatatlan üledék és savak képződnek. Az üledék, ha a fűtőelemek felületére kerül, szénlerakódásokat képez, amelyek rontják a helyi hőcserét, és túlmelegedést okoznak az iszap újraképződésével stb. Az etilénglikol bomlásának eredményeként képződött savak kémiailag reagálnak a fűtőrendszer szerkezeti fémeivel, több fókuszt okozva. korróziót. Az adalékanyagok bomlásának eredményeként a hűtőfolyadék védő tulajdonságai, amelyeket korábban a leszerelhető hézagok anyaga számára biztosított, erősen csökkennek, és nagy folyékonysággal ez azonnal szivárgást okoz. Ezenkívül a túlmelegedés megnöveli a fagyálló habképződését, amely viszont bejuttatja a levegőt a fűtési rendszerbe. A leírt okok miatt gondosan ellenőrizni kell a kazánok és a fűtési rendszer fűtési hőmérsékletét, azonban nem minden kazánmodell engedélyezi ezt..

Meg kell jegyezni, hogy az etilénglikol kémiai reakcióba lép a cinkkel – olyan fűtőrendszerben használják, amelyben ennek a csoportnak a fagyállójai hűtőfolyadékként működnek, a belső horganyzású szerkezeti elemek és eszközök értelmetlenek, mivel szinte egy fűtési időszak alatt az összes bevonat teljesen megsemmisül..

A propilénglikol alapú fagyálló sokkal biztonságosabb a háztartások számára – a technikai propilénglikol tulajdonságaiban hasonló az élelmiszer-propilénglikolhoz (E1520), amelyet széles körben használnak a gyógyszeriparban, illatszer- és élelmiszeriparban, mivel teljes biztonságot nyújtanak az emberi test és a környezet számára. A propilénglikolos nem fagyasztók megengedettek a kettős körű kazánokban, mivel azok véletlenszerű ivóvízbe történő behatolása, valamint a szétválasztható csatlakozások helyén történő szivárgások nem ártanak az embereknek.

A propilén-glikol hőátadó folyadékok – az etilénglikol fagyállóival azonos általános pozitív tulajdonságokon túl – kennek a fűtőrendszer belsejében, csökkentik a hidrodinamikai ellenállást és megkönnyítik a másodlagos kör szivattyúinak működését. A propilénglikol fagyálló hőátadása nagyobb, mint az etilénglikolé. Csak egy mínusz van – magasabb költség, mintegy 1000 rubel. 10 kg / kg (összehasonlításként az etilénglikol fagyálló költsége -30 ° C-on körülbelül 550 rubelt / 10 kg).

Szigorúan tilos fagyálló folyadékot használni a fűtési rendszerben, ha:

• a rendszer elektrolízis (ionos) kazánokat használ, amelyekben a fűtőközeget melegítik egy elektromos áram átvezetésével a kazántartályban lévő térfogatán keresztül. Általában a fűtőkazán vásárlása előtt győződjön meg arról, hogy a gyártó megengedi ennek a fagyállónak a működését a fűtési rendszerben, különben a kazánra vonatkozó gyári garancia nem lesz érvényes;
• nyitott típusú fűtési rendszer. Ez a szabály elsősorban a mérgező etilénglikol alapú fagyállóra vonatkozik;
• a megtakarításokból arra számít, hogy fagyállósága -20 ° C fölé csökken, mivel ez jelentősen rontja a fagyálló folyadékba juttatott adalékanyagok tulajdonságait, ami korróziós és méretarányos fókuszok kialakulásához vezet;
• az eltávolítható hézagok lezárását ágynemű tekercseléssel és olajfestékkel végezzük – a fagyálló elkerülhetetlenül korrodálja a festéket, és a tekercselésnek nincs értelme;
• a fűtőkör felépítésekor horganyzott csöveket és szerelvényeket használtak;
• a fűtőkazán melegíti a hűtőfolyadékot + 70 ° C-ot meghaladó hőmérsékletre (ez a fagyálló fajlagos hőmérsékleti hőmérséklete; az e csoportba tartozó hűtőközegekben rejlő magas hőmérséklet-tágulás miatt nem melegíthető fel).

Ha fagyállót használnak a fűtési rendszerben, akkor a következő feltételeknek kell teljesülniük:

• szerelje fel a rendszert egy nagyobb teljesítményű cirkulációs szivattyúval, mint amennyire melegvíz melegítéséhez lenne szükség. Hosszú fűtőkör esetén külső cirkulációs szivattyúra lesz szükség;
• telepítsen egy kapacitív dugattyút (tágulási tartályt), amelynek térfogata legalább kétszerese a vízhűtő folyadékhoz szükséges mennyiségnek;
• a fűtési rendszerben használjon nyilvánvalóan nagyobb átmérőjű és térfogatú radiátorokat;
• ne szereljen be automatikus szellőzőnyílásokat – csak kézi (például Mayevsky csaptelepei);
• A leszerelhető csatlakozásokat csak vegyileg ellenálló gumiból, paronitból vagy teflonból készült tömítésekkel tömítse le. Használhat vászontekercset etilén-glikol-ellenálló tömítőanyaggal együtt (ha etilénglikol alapú fagyállót használ.) Öntöttvas radiátorok vásárlásakor szét kell osztani őket szakaszokra és a meglévő gumi tömítéseket paronitra vagy teflonra kell cserélni;
• a fagyállót csak desztillált vízzel hígíthatja, vagyis itt sem az eső, sem az olvadékvíz nem fog működni;
• a fagyálló folyadék rendszerbe történő teljes kiöntése előtt feltétlenül öblítse le vízzel (a kazánt is) – a fagyálló készülékek gyártói azt javasolják, hogy 2-3 évente teljesen cseréljék ki őket a fűtési rendszerben;
• ne állítsa egyszerre a magas fűtési hőmérsékletet egy hideg kazánra – fokozatosan kell emelnie a hőmérsékletet, adva a hűtőfolyadék felmelegedési idejét (a nem fagyasztó rendszerek hőkapacitása alacsonyabb, mint a víznél);
• télen, amikor hosszú ideig kikapcsolja a kettős áramkörű kazánt fagyálló rendszerekkel, ne felejtsük el leengedni a vizet a melegvízellátó körből, mivel ez megfagyhat és károsíthatja az áramköri csöveket.

Hogyan válasszuk ki az optimális hűtőfolyadékot?

Mindenekelőtt a hűtőfolyadék megválasztásának még a fűtési rendszer tervezési szakaszában is döntőnek kell lennie, mivel ha azt vízre hozták létre, akkor a fagyálló számára komoly rekonstrukciót igényel..

Ha a fűtési kör hőmérséklete a hideg évszakban nem esik +5 ° C alá, akkor egy ilyen rendszer számára az optimális hűtőfolyadék a víz, amelyből a sóvegyületeket maximálisan távolítják el. Ha fennáll annak lehetősége, hogy a fűtési rendszer hőmérséklete mínusz értékre csökken, akkor ebben az esetben csak fagyállóra van szükség. Természetesen kiürítheti a vizet a rendszerből, amely megóvja azt a fagyok okozta sérülésektől, azonban ebben az esetben az áramkör levegővel tele lesz, ami drámai módon felgyorsítja a korróziós folyamatokat magas páratartalom esetén..

A vízmelegítő rendszert megóvhatjuk a fagyástól azáltal, hogy beépítünk elektromos fűtőberendezéseket, hőmérséklet-érzékelőkkel vagy távolról, GSM-csatornákon keresztül, amelyek lehetővé teszik a víz hőmérsékletének +5 ° C feletti szinten tartását, de itt függ az energiaellátás és a cellás kommunikáció – az egyik ezek a rendszerek külön-külön vagy együttesen a hűtőfolyadék lefagyásához és a fűtőkör többszörös károsodásához vezetnek.

A fagyálló kiválasztásakor részletesen meg kell vizsgálnia annak jellemzőit, ideértve: a megengedett rendkívül alacsony hőmérsékletet; az adalékanyagok összetétele és célja; hogyan befolyásolja a fűtési rendszer elemeit (vas- és színesfém, öntöttvas, műanyag, gumi stb.); a rendszerben való alkalmazás időtartama csere nélkül; az emberi egészség és az ökológia biztonsága (elvégre valahol össze kell vonni). Mellesleg, a fagyálló színének nincs gyakorlati értéke a fűtőkör számára, csak azt kell hangsúlyozni, hogy tartozik egy adott márkához. A háztartások esetleges egészségügyi kockázatait figyelembe véve a propilénglikol fagyálló a legjobb választás..

Tekintettel a múlt század közepén a Szovjetunióban kifejlesztett Tosol márka fagyálló fajtájának népszerűségére, érdemes röviden leírni jellemzőit. Tehát a fagyállót eredetileg gépjárművek fagyálló hűtőfolyadéként fejlesztették ki, összetétele etilénglikolon alapszik, amelynek tulajdonságait fentebb leírtuk. Nem ajánlott a fagyálló használata fűtési rendszerekben, mivel ez a fagyálló nem szánták őket – speciális adalékanyagokat tartalmaz a gépjárművek motorjaihoz, haszontalan és még a fűtési rendszerekben is káros, mivel a fagyállót egyszerűen nem úgy tervezték, hogy magas hőmérsékleten működjön..

Összegzésképpen elmondjuk a legoptimálisabb fagyállót, amelyet nagyon, nagyon egyszerű megvásárolni vagy elkészíteni – etil-alkohol és desztillált víz keveréke 40 ° C-on. Ennek a keveréknek a következő jellemzői a következő tulajdonságokkal:

• valamivel magasabb, mint a vízé, de lényegesen alacsonyabb, mint az etilénglikol és a propilénglikol fagyálló, viszkozitása;
• kevesebb folyékonyság, mint a fentebb említett fagyállókon, ami lehetővé teszi a leválasztható hézagok tömítettségére vonatkozó követelmények csökkentését, lehetővé téve azokban a hagyományos tömítések használatát (az alkohol kémiailag nem aktív a gumi ellen);
• az alkohol kiváló korróziógátló, azaz gátolja a fejlődését;
• ha sóval (kemény) telített vizet használunk, akkor az ilyen keverékben lévő alkohol megakadályozza a vízkő lerakódását a fűtőkör belső felületén. A sók oldhatatlan csapadékká alakulnak ki; a rendszer átöblítésével könnyen eltávolítható;
• a keverés és az összehúzódás hője (az alkohololdat vizes térfogatának összenyomása) eredményeként az alkohol a víztől elkülönülten elpárolog (feltéve, hogy a vizes oldatban legalább 30% -ot tartalmaz);
• az alkohol vizes oldatának forráspontja gyakorlatilag megegyezik a víz forráspontjával, azaz amikor a hőmérséklet a fűtési rendszerben +85 ° C-ra emelkedik, ami általában a hőhordozóval ellátott rendszereknél szokásos, a dugattyúk gőz formájú forrása nem fordul elő;
• a vizes oldat alkoholtartalma meredeken csökkenti a víz tágulását fagyasztás közben, azaz még a fűtőrendszer ilyen hűtőközeggel történő teljes fagyasztásakor sem lesz sérülése annak szerkezeti elemein.

Az etil-alkohol vizes oldatának alacsony hőmérsékleti ellenállásának bizonyos küszöbértékeinek elérése érdekében vízzel készített oldatban a következő tartalmat kell elérni: 20,3% – fagyasztás -10,6 ° C-on; 33,8% – fagyasztás -23,6 ° C-on; 39% – fagyasztás -28,7 ° C-on; 46,3% – fagyasztás -33,9 ° C-on. Különösen kényelmes hűtőfolyadékot használni, amely etil-alkohol vizes oldata, zárt fűtőrendszerekben.

Víz-alkohol hűtőfolyadék elkészítésekor a víz alkoholtartalmának arányát az alábbiak szerint kell kiszámítani – egy liter 96% -os alkohol 960 ml vízmentes alkoholt tartalmaz, hogy 33% -os oldatot kapjon, a 96-ot 33-mal kell elosztani, és a szükséges vízmennyiséget 2,9 liternek kell megkapni. Vagyis ha pontosan 2,9 liter vizet adagol be egy liter 96% -os alkoholba, akkor a kapott oldat alkoholtartalma pontosan 33% lesz – készen áll egy olyan hűtőfolyadék, amely nem fagy le -22,5 ° C-ra..