El funcionament eficient del sistema de calefacció d’aigua només és possible amb l’elecció correcta del transportador de calor. Abans de crear un projecte de subministrament de calor, cal determinar per endavant el seu tipus, conèixer les principals característiques tècniques i operatives. Hi ha certs paràmetres inherents al medi escalfador del sistema de calefacció: temperatura, volum d’expansió tèrmica, viscositat.
Funcions del refrigerant al sistema de calefacció
Com triar el fluid de transferència de calor adequat per a la calefacció? Per fer-ho, heu de decidir el seu propòsit per als sistemes de subministrament de calor. El càlcul de les seves característiques s’inclou al disseny. Per tant, és necessari conèixer les característiques funcionals de l’aigua o l’anticongelant en calefacció.
La principal tasca que ha de realitzar un refrigerant segur per als sistemes de calefacció és la transferència d’energia tèrmica de la caldera a bateries i radiadors.
En calefacció autònoma, aquest procés es porta a terme mitjançant un element de calefacció, que fa pujar la temperatura del refrigerant al nivell requerit. Després, l'expansió tèrmica i el funcionament de la bomba de circulació creen la velocitat adequada de l'aigua calenta per transportar-la als radiadors del sistema.
Abans de calcular el volum del refrigerant al sistema de calefacció, es recomana que us familiaritzeu amb les seves funcions secundàries:
- Protecció parcial d'elements d'acer contra la corrosió... Això només passarà amb un contingut mínim d’oxigen a l’aigua i sense escuma. S'ha observat que l'oxidació es produeix molt més ràpidament en escalfaments sense emplenar;
- Refredador per a bomba de circulació... El model de bomba més comú té l'anomenat "rotor humit". Fins i tot si s’assoleix la temperatura màxima del refrigerant del sistema de calefacció, encara reduirà el nivell de calefacció de la unitat de potència de la bomba.
Aquestes funcions estan influenciades pels paràmetres del medi de calefacció del sistema de calefacció. Per tant, a l’hora de triar, heu d’estudiar acuradament les característiques de l’aigua o l’anticongelant. En cas contrari, els paràmetres reals de subministrament de calor no coincidiran amb els calculats, cosa que provocarà la creació d’una emergència.
Fins i tot si s'aboca aigua simple al sistema de calefacció, no es pot utilitzar per a subministrar aigua calenta a casa. Durant el funcionament, el contingut i els paràmetres del refrigerant del sistema de calefacció canvien
Tipus de suport de calor per a la calefacció
L’aigua i alguns tipus d’anticongelants es poden utilitzar com a fluid circulant. Això no afecta la quantitat de refrigerant del sistema de calefacció, però sí la transferència de calor, la velocitat i els requisits de seguretat del sistema.
Per identificar l’opció més acceptable, cal comparar els portadors de calor dels sistemes de calefacció. Molt sovint s’utilitza aigua plana. Això es deu al seu cost assequible, bona capacitat tèrmica i densitat. Quan la caldera deixa de funcionar, pot acumular la calor rebuda durant algun temps per transferir-la a la superfície de les bateries. En aquest cas, el volum del refrigerant del sistema de calefacció continuarà sent el mateix.
No obstant això, malgrat les seves propietats positives, l'aigua presenta diversos desavantatges:
- Es congela... Quan s’exposen a temperatures negatives, es produeix una cristal·lització i un augment del volum. Això és el que causa danys a les canonades i els radiadors. Per tant, s’ha de mantenir la temperatura òptima del refrigerant del sistema de calefacció;
- Contingut d’impuresa... Això s'aplica a l'aigua ordinària. Sovint això és el que provoca l’aparició d’escates a les bateries, els radiadors i l’intercanviador de calor de la caldera. Els experts recomanen utilitzar líquids destil·lats, en què el percentatge d’alcalins, sals i metalls sigui mínim;
- Amb un alt contingut d’oxigen, provoca el procés d’oxidació... Això és més típic dels sistemes de calefacció oberts. Però fins i tot en circuits tancats de subministrament de calor, amb el pas del temps, el percentatge d’oxigen a l’aigua pot augmentar.
Al mateix temps, l'aigua es pot utilitzar com a suport de calor per als radiadors d'alumini. Si s’observa la composició del líquid i la quantitat mínima d’oxigen, no s’hi produiran processos destructius.
Si les condicions de funcionament del sistema de calefacció impliquen la possibilitat d’exposar-se a temperatures negatives, s’hauria d’utilitzar un tipus diferent de fluid circulant. Com triar un refrigerant per als sistemes de calefacció en aquest cas, i quins criteris s’haurien de seguir?
Un dels paràmetres que defineixen és el punt de congelació. Per a anticongelants, pot ser de -20 ° C a -60 ° C. Això us permet operar el subministrament de calor fins i tot a temperatures inferiors a zero, sense que es produeixin avaries.
No obstant això, els anticongelants tenen una densitat superior a l’aigua: la velocitat òptima del refrigerant del sistema de calefacció en aquest cas només es pot aconseguir amb la instal·lació d’una potent bomba de circulació.
Segons la composició i els components, hi ha els següents tipus d’anticongelants:
- Glicol etilè... De baix cost però extremadament tòxic. No es recomana per a la calefacció autònoma d’una casa particular;
- Propilenglicol... Completament segur per a la salut humana. Té un pitjor coeficient de conductivitat tèrmica que el fluid basat en etilenglicol. Difereix en alt cost;
- Anticongelants a base de glicerina... És ell qui més sovint és escollit com a fluid de calor per a la calefacció. El preu és molt inferior al de les formulacions de propilè-glicol, no és tòxic, té un bon indicador de capacitat tèrmica.
Heu de saber que calcular la quantitat de refrigerant del sistema de calefacció per a anticongelant serà més difícil. Això es deu a la seva escuma quan s’assoleix la temperatura màxima. Per minimitzar aquest fenomen, els fabricants afegeixen inhibidors i additius especials al fluid.
Abans d’adquirir un refrigerant segur per a sistemes de calefacció, us heu de familiaritzar amb les recomanacions dels fabricants de la caldera i els radiadors. No tots els tipus de líquids anticongelants es poden utilitzar per a radiadors d’alumini i calderes de gas.
Les principals característiques del transportador de calor per a la calefacció
És possible determinar per endavant el cabal del refrigerant al sistema de calefacció només després d’analitzar-ne els paràmetres tècnics i operatius. Afectaran les característiques de tot el subministrament de calor, així com afectaran el funcionament d'altres elements.
Atès que les propietats dels anticongelants depenen de la seva composició i del contingut d’impureses addicionals, es tindran en compte els paràmetres tècnics de l’aigua destil·lada. Per al subministrament de calor, s’ha d’utilitzar el destil·lat: aigua completament purificada. En comparar els fluids de transferència de calor per als sistemes de calefacció, es pot determinar que el líquid que flueix conté un gran nombre de components de tercers. Afecten negativament el funcionament del sistema. Després d’utilitzar-la durant la temporada, s’acumula una capa d’escates a les superfícies interiors de canonades i radiadors.
Per determinar la temperatura màxima del refrigerant al sistema de calefacció, s’ha de prestar atenció no només a les seves propietats, sinó també a les limitacions en el funcionament de canonades i radiadors. No haurien de patir una major exposició a la calor.
Penseu en les característiques més significatives de l'aigua com a refrigerant per a radiadors de calefacció d'alumini:
- Capacitat calorífica - 4,2 kJ / kg * C;
- Densitat aparent... A una temperatura mitjana de + 4 ° C, és de 1000 kg / m³. No obstant això, durant l'escalfament, la gravetat específica comença a disminuir. En arribar a + 90 ° С serà igual a 965 kg / m³;
- Temperatura d'ebullició... En un sistema de calefacció obert, l'aigua bull a una temperatura de + 100 ° C. No obstant això, si augmenta la pressió en el subministrament de calor a 2,75 atm. - la temperatura màxima del portador de calor al sistema de subministrament de calor pot ser de + 130 ° C.
Un paràmetre important en el funcionament del subministrament de calor és la velocitat òptima del refrigerant al sistema de calefacció. Depèn directament del diàmetre de les canonades. El valor mínim ha de ser de 0,2-0,3 m / s. La velocitat màxima no està limitada per res. És important que el sistema mantingui la temperatura òptima del medi de calefacció a la calefacció al llarg de tot el circuit i no hi hagi sorolls aliens.
No obstant això, els professionals prefereixen guiar-se pels forats de l'antic SNiP de 1962. Indica els valors màxims de la velocitat òptima del refrigerant al sistema de subministrament de calor.
Diàmetre de la canonada, mm | Velocitat màxima de l'aigua, m / s |
25 | 0,8 |
32 | 1 |
40 i més | 1,5 |
La superació d’aquests valors afectarà el cabal del medi de calefacció al sistema de calefacció. Això pot provocar un augment de la resistència hidràulica i un funcionament "fals" de la vàlvula de seguretat de drenatge. Cal recordar que tots els paràmetres del portador de calor del sistema de subministrament de calor s'han de pre-calcular. El mateix s'aplica a la temperatura òptima del refrigerant del sistema de subministrament de calor. Si s'està dissenyant una xarxa de baixa temperatura, podeu deixar aquest paràmetre buit. Per als esquemes clàssics, el valor màxim d’escalfament del fluid circulant depèn directament de la pressió i les restriccions de les canonades i els radiadors.
Per a l'elecció correcta d'un refrigerant per a sistemes de calefacció, preliminarment s'elabora un calendari de temperatura per al funcionament del sistema. Els valors màxim i mínim de l’escalfament de l’aigua no han de ser inferiors a 0 ° С i superiors a + 100 ° С
Càlcul del volum del refrigerant en calefacció
Abans d’omplir el sistema amb un refrigerant, cal calcular correctament el seu volum. Depèn directament de l’esquema de subministrament de calor, del nombre de components i de les seves característiques generals. Afecten la quantitat de refrigerant del sistema de calefacció.
En primer lloc, s’analitzen els paràmetres de la línia de subministrament. El material de la seva fabricació és de gran importància. Per calcular el volum del refrigerant del sistema de calefacció, cal conèixer el diàmetre interior de la canonada. Segons les normes modernes, en el nombre d'articles de canonades d'acer es dóna una mida de secció transversal interna i, per a les de plàstic, s'adopta una de externa. Per tant, en aquest darrer cas, cal restar dos gruixos de paret.
Per calcular de forma independent el volum del refrigerant del sistema de calefacció, no cal que feu càlculs. N’hi ha prou d’utilitzar les dades de la taula següent. Amb la seva ajuda, podeu calcular la quantitat de refrigerant del sistema de subministrament de calor.
Diàmetre, mm | Volum de refrigerant (l) en 1 lm canonades, segons el material de fabricació | ||
Acer | Polipropilè | Plàstic reforçat | |
15 | 0,177 | 0,098 | 0,113 |
20 | 0,314 | 0,137 | 0,201 |
25 | 0,491 | 0,216 | 0,314 |
32 | 0,804 | 0,353 | 0,531 |
40 | 1,257 | 0,556 | 0,865 |
Amb aquesta informació, n'hi ha prou amb determinar la longitud de les canonades d'un cert diàmetre segons l'esquema de subministrament de calor i multiplicar el valor resultant per un volum d'1 mp. D'aquesta manera, es calcula el volum del refrigerant del sistema de subministrament de calor, però només a les canonades.
Però, a més de les línies de subministrament, el circuit de calefacció conté radiadors i bateries.També afecten el volum del portador de calor al sistema de calefacció. Cada fabricant indica la capacitat exacta de l'escalfador. Per tant, la millor opció de càlcul seria estudiar el passaport de la bateria i determinar la quantitat de fluid portador de calor necessària per al subministrament de calor.
Si això no és possible per diversos motius, podeu utilitzar xifres aproximades. Cal tenir en compte que amb un gran nombre de bateries, l’error de càlcul augmentarà. Per tant, per a un càlcul precís de la quantitat de refrigerant del sistema de subministrament de calor, es recomana esbrinar les característiques del passaport de la bateria. Es pot fer al lloc web del fabricant a la secció d'informació tècnica.
La taula mostra el volum mitjà del mitjà de calefacció per a una secció en radiadors de calefacció d’alumini, bimetàl·lics i de ferro colat.
Tipus de radiador | Distància de centre a centre, mm | ||
300 | 350 | 500 | |
| Alumini | — | 0,36 | 0,44 |
| Bimetàl·lic | — | 0,16 | 0,2 |
| Ferro colat | 1,1 | — | 1,45 |
Aquestes xifres s’han de multiplicar pel nombre total de seccions del sistema de calefacció. A continuació, s’hauria d’afegir el volum d’aigua ja calculat a les canonades a les dades obtingudes i es pot determinar la quantitat total de refrigerant al sistema de calefacció.
Tot i així, cal recordar que, en comparar els transportadors de calor per als sistemes de subministrament de calor, es va observar que amb el pas del temps el volum pot disminuir per raons objectives. Per tant, per mantenir el rendiment del sistema, s’hi ha d’afegir periòdicament refrigerant.
Per fer un càlcul precís del volum de càlcul de l’aigua del sistema de calefacció, cal tenir en compte l’intercanviador de calor de la caldera. Per als models de combustible sòlid, aquesta xifra pot ser de diverses desenes de litres. Pel que fa al gas, és lleugerament inferior.
Mètodes per omplir el sistema de calefacció amb refrigerant
Després d’haver decidit el tipus de refrigerant i calcular el seu volum de calefacció, queda per resoldre el seu únic problema: com afegir aigua al sistema. Aquest és un punt important en el disseny del subministrament de calor, ja que quan s’arriba a un nivell crític d’aigua, l’intercanviador de calor de la caldera i els radiadors poden fallar.
Per a un sistema de calefacció obert, es pot afegir aigua a través d’un dipòsit d’expansió situat al punt més alt del sistema.
Per fer-ho, és necessari col·locar la línia de subministrament i connectar-la a l'estructura del tanc. Quan el volum del refrigerant disminueix, n'hi ha prou amb activar el subministrament d'una nova porció d'aigua per reposar el sistema.
L'ompliment d'un sistema tancat es realitza segons un esquema diferent. Ha de tenir una unitat de maquillatge. Aquest component es troba a la canonada de retorn, davant del recipient d'expansió i de la bomba de circulació. El paquet d’unitat de maquillatge inclou els components següents:
- Vàlvules de tall instal·lades a la canonada de derivació connectada;
- Vàlvula de retenció, que impedeix el canvi en la direcció del flux del refrigerant;
- Filtre de malla.
Per automatitzar el funcionament de la unitat, podeu instal·lar un servomecanisme a la grua. Es connecta a un transductor de pressió. Quan l'indicador de pressió disminueix, el mecanisme servo obre la vàlvula i, per tant, afegeix un refrigerant al sistema.
El vídeo explica els paràmetres per triar un refrigerant per al sistema de calefacció:
