Tipi di vettori di calore per l'impianto di riscaldamento, loro parametri ottimali ed esempio di calcolo del volume

Il funzionamento efficiente del sistema di riscaldamento dell'acqua è possibile solo con la scelta corretta del vettore di calore. Prima di creare un progetto di fornitura di calore, è necessario determinarne in anticipo il tipo, scoprire le principali caratteristiche tecniche e operative. Esistono alcuni parametri inerenti al mezzo di riscaldamento dell'impianto di riscaldamento: temperatura, volume di espansione termica, viscosità.

Funzioni del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento

Come scegliere il giusto fluido termovettore per il riscaldamento? Per fare ciò, dovresti decidere il suo scopo per i sistemi di fornitura di calore. Il calcolo delle sue caratteristiche è incluso nel design. Pertanto, è necessario conoscere le caratteristiche funzionali dell'acqua o dell'antigelo in riscaldamento.

Il compito principale che deve svolgere un refrigerante sicuro per impianti di riscaldamento è il trasferimento di energia termica dalla caldaia alle batterie e ai radiatori.

Nel riscaldamento autonomo, questo processo viene eseguito utilizzando un elemento riscaldante, che aumenta la temperatura del liquido di raffreddamento al livello richiesto. Quindi, la dilatazione termica e il funzionamento della pompa di circolazione creano la giusta velocità dell'acqua calda per trasportarla ai radiatori dell'impianto.

Prima di calcolare il volume del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento, si consiglia di familiarizzare con le sue funzioni secondarie:

• Protezione parziale degli elementi in acciaio contro la corrosione... Ciò accadrà solo con un contenuto minimo di ossigeno nell'acqua e senza formazione di schiuma. È stato osservato che la ruggine si verifica molto più velocemente nel riscaldamento non riempito;
• Raffreddatore per pompa di circolazione... Il modello di pompa più comune ha un cosiddetto "rotore bagnato". Anche se viene raggiunta la temperatura massima del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento, si ridurrà comunque il livello di riscaldamento dell'unità di potenza della pompa.

Queste funzioni sono influenzate dai parametri del mezzo di riscaldamento dell'impianto di riscaldamento. Pertanto, quando si sceglie, è necessario studiare attentamente le caratteristiche dell'acqua o dell'antigelo. Altrimenti, i parametri effettivi della fornitura di calore non coincideranno con quelli calcolati, il che porterà alla creazione di un'emergenza.

Anche se l'acqua semplice viene versata nell'impianto di riscaldamento, non può essere utilizzata per la fornitura di acqua calda a casa. Durante il funzionamento, il contenuto e i parametri del liquido di raffreddamento dell'impianto di riscaldamento cambiano

Tipi di portatore di calore per il riscaldamento

Come fluido di ricircolo possono essere utilizzati acqua e alcuni tipi di antigelo. Ciò non influisce sulla quantità di refrigerante nel sistema di riscaldamento, ma influisce sul trasferimento di calore, sulla velocità e sui requisiti di sicurezza del sistema.

Per identificare l'opzione più accettabile, è necessario confrontare i vettori di calore per i sistemi di riscaldamento. Molto spesso viene utilizzata acqua semplice. Ciò è dovuto al suo costo accessibile, alla buona capacità termica e alla densità. Quando la caldaia smette di funzionare, può accumulare per qualche tempo il calore ricevuto per trasferirlo sulla superficie delle batterie. In questo caso, il volume del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento rimarrà lo stesso.

Tuttavia, nonostante le sue proprietà positive, l'acqua presenta una serie di svantaggi:

• si blocca... Se esposto a temperature negative, si verificano cristallizzazione e aumento di volume. Questo è ciò che provoca danni a tubi e radiatori. Pertanto, è necessario mantenere la temperatura ottimale del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento;
• Contenuto di impurità... Questo vale per l'acqua normale. Spesso questo è ciò che provoca la comparsa di incrostazioni sulle batterie, sui radiatori e sullo scambiatore di calore della caldaia. Gli esperti consigliano di utilizzare liquidi distillati, in cui la percentuale di alcali, sali e metalli è minima;
• Con un alto contenuto di ossigeno, provoca il processo di arrugginimento... Questo è più tipico per i sistemi di riscaldamento aperti. Ma anche nei circuiti chiusi di fornitura del calore, nel tempo, la % di ossigeno nell'acqua può aumentare.

Allo stesso tempo, l'acqua può essere utilizzata come vettore di calore per i radiatori in alluminio. Se si osserva la composizione del liquido e la quantità minima di ossigeno, in esso non si verificheranno processi distruttivi.

Se le condizioni di esercizio dell'impianto di riscaldamento implicano la possibilità di esposizione a temperature negative, è opportuno utilizzare un diverso tipo di fluido di ricircolo. Come scegliere un liquido di raffreddamento per i sistemi di riscaldamento in questo caso e quali criteri dovrebbero essere seguiti?

Uno dei parametri che definiscono è il punto di congelamento. Per l'antigelo, può variare da -20 ° C a -60 ° C. Ciò consente di far funzionare la fornitura di calore anche a temperature sotto lo zero senza il verificarsi di guasti.

Tuttavia, gli antigelo hanno una densità maggiore dell'acqua: la velocità ottimale del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento in questo caso può essere raggiunta solo con l'installazione di una potente pompa di circolazione.

A seconda della composizione e dei componenti, esistono i seguenti tipi di antigelo:

• Glicole etilenico... Basso costo ma estremamente tossico. Sconsigliato per il riscaldamento autonomo di una casa privata;
• Glicole propilenico... Completamente sicuro per la salute umana. Ha un coefficiente di conducibilità termica peggiore rispetto al fluido a base di glicole etilenico. Differisce in alto costo;
• Antigelo a base di glicerina... È lui che viene spesso scelto come fluido termovettore per il riscaldamento. Il prezzo è molto inferiore a quello delle formulazioni di glicole propilenico, non è tossico, ha un buon indicatore di capacità termica.

È necessario sapere che il calcolo della quantità di refrigerante nell'impianto di riscaldamento per l'antigelo sarà più difficile. Ciò è dovuto alla formazione di schiuma al raggiungimento della temperatura massima. Per ridurre al minimo questo fenomeno, i produttori aggiungono speciali inibitori e additivi al fluido.

Prima di acquistare un liquido di raffreddamento sicuro per i sistemi di riscaldamento, è necessario acquisire familiarità con le raccomandazioni dei produttori della caldaia e dei radiatori. Non tutti i tipi di liquido antigelo possono essere utilizzati per radiatori in alluminio e caldaie a gas.

Le principali caratteristiche del vettore di calore per il riscaldamento

È possibile determinare in anticipo la portata del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento solo dopo aver analizzato i suoi parametri tecnici e operativi. Influiranno sulle caratteristiche dell'intera fornitura di calore, oltre a influenzare il funzionamento di altri elementi.

Poiché le proprietà degli antigelo dipendono dalla loro composizione e dal contenuto di impurità aggiuntive, verranno presi in considerazione i parametri tecnici per l'acqua distillata. Per l'approvvigionamento di calore, è il distillato che dovrebbe essere utilizzato: acqua completamente purificata. Quando si confrontano i fluidi termovettori per sistemi di riscaldamento, si può determinare che il liquido che scorre contiene un gran numero di componenti di terze parti. Influiscono negativamente sul funzionamento del sistema. Dopo l'uso durante la stagione, sulle superfici interne di tubi e radiatori si accumula uno strato di calcare.

Per determinare la temperatura massima del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento, si dovrebbe prestare attenzione non solo alle sue proprietà, ma anche alle limitazioni nel funzionamento di tubi e radiatori. Non dovrebbero soffrire di una maggiore esposizione al calore.

Considera le caratteristiche più significative dell'acqua come refrigerante per i radiatori di riscaldamento in alluminio:

• Capacità termica - 4,2 kJ/kg*C;
• Densità apparente... A una temperatura media di + 4 ° C, è 1000 kg / m³. Tuttavia, durante il riscaldamento, il peso specifico inizia a diminuire. Al raggiungimento di +90°С sarà pari a 965 kg/m;
• Temperatura di ebollizione... In un sistema di riscaldamento aperto, l'acqua bolle a una temperatura di + 100 ° C. Tuttavia, se si aumenta la pressione nella fornitura di calore a 2,75 atm. - la temperatura massima del vettore di calore nel sistema di alimentazione del calore può essere + 130 ° С.

Un parametro importante nel funzionamento della fornitura di calore è la velocità ottimale del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento. Dipende direttamente dal diametro delle tubazioni. Il valore minimo dovrebbe essere 0,2-0,3 m / s. La velocità massima non è limitata da nulla. È importante che il sistema mantenga la temperatura ottimale del mezzo di riscaldamento nel riscaldamento lungo l'intero circuito e non ci siano rumori estranei.

Tuttavia, i professionisti preferiscono essere guidati dai fori del vecchio SNiP del 1962. Indica i valori massimi della velocità ottimale del liquido di raffreddamento nel sistema di alimentazione del calore.

Il superamento di questi valori influenzerà la portata del mezzo di riscaldamento nell'impianto di riscaldamento. Ciò può comportare un aumento della resistenza idraulica e un "falso" funzionamento della valvola di sicurezza dello scarico. Va ricordato che tutti i parametri del vettore di calore del sistema di fornitura di calore devono essere precalcolati. Lo stesso vale per la temperatura ottimale del liquido di raffreddamento nel sistema di alimentazione del calore. Se si sta progettando una rete a bassa temperatura, è possibile lasciare vuoto questo parametro. Per gli schemi classici, il potere calorifico massimo del fluido di ricircolo dipende direttamente dalla pressione e dalle restrizioni su tubi e radiatori.

Per la corretta scelta di un liquido di raffreddamento per impianti di riscaldamento, viene preliminarmente redatto un programma di temperatura per il funzionamento del sistema. I valori massimo e minimo del riscaldamento dell'acqua non devono essere inferiori a 0 ° С e superiori a + 100 ° С

Calcolo del volume del liquido di raffreddamento in riscaldamento

Prima di riempire il sistema con un liquido di raffreddamento, è necessario calcolarne correttamente il volume. Dipende direttamente dallo schema di fornitura del calore, dal numero di componenti e dalle loro caratteristiche generali. Influiscono sulla quantità di liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento.

Innanzitutto, vengono analizzati i parametri della linea di alimentazione. Il materiale della sua fabbricazione è di grande importanza. Per calcolare il volume del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento, è necessario conoscere il diametro interno del tubo. Secondo gli standard moderni, nel numero di articolo delle tubazioni in acciaio viene data una dimensione della sezione trasversale interna e per quelle in plastica viene adottata una esterna. Pertanto, in quest'ultimo caso, devono essere sottratti due spessori di parete.

Per calcolare in modo indipendente il volume del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento, non è necessario eseguire calcoli. È sufficiente utilizzare i dati della tabella sottostante. Con il suo aiuto, puoi calcolare la quantità di liquido di raffreddamento nel sistema di alimentazione del calore.

Avendo queste informazioni, è sufficiente determinare la lunghezza dei tubi di un certo diametro secondo lo schema di fornitura di calore e moltiplicare il valore risultante per un volume di 1 mp. In questo modo viene calcolato il volume del liquido di raffreddamento nel sistema di alimentazione del calore, ma solo nei tubi.

Ma oltre alle linee di alimentazione, il circuito di riscaldamento contiene radiatori e batterie.Influenzano anche il volume del vettore di calore nel sistema di riscaldamento. Ogni produttore indica l'esatta capacità del riscaldatore. Pertanto, la migliore opzione di calcolo sarebbe quella di studiare il passaporto della batteria e determinare la quantità di fluido refrigerante necessaria per l'alimentazione di calore.

Se ciò non è possibile per una serie di motivi, è possibile utilizzare cifre approssimative. Va notato che con un numero elevato di batterie, l'errore di calcolo aumenterà. Pertanto, per un calcolo accurato della quantità di liquido di raffreddamento nel sistema di alimentazione del calore, si consiglia di scoprire le caratteristiche del passaporto della batteria. Questo può essere fatto sul sito Web del produttore nella sezione delle informazioni tecniche.

La tabella mostra il volume medio del mezzo riscaldante per una sezione nei radiatori in alluminio, bimetallici e in ghisa.

Queste cifre devono essere moltiplicate per il numero totale di sezioni dell'impianto di riscaldamento. Quindi, il volume d'acqua già calcolato nei tubi deve essere aggiunto ai dati ottenuti e può essere determinata la quantità totale di refrigerante nell'impianto di riscaldamento.

Tuttavia, va ricordato che quando si confrontano i portatori di calore per i sistemi di fornitura di calore, è stato notato che nel tempo il volume può diminuire per ragioni oggettive. Pertanto, per mantenere le prestazioni del sistema, è necessario aggiungere periodicamente del refrigerante.

Per un calcolo accurato del volume di calcolo dell'acqua nell'impianto di riscaldamento, è necessario tenere conto dell'ampio scambiatore di calore della caldaia. Per i modelli a combustibile solido, questa cifra può essere di diverse decine di litri. Per il gas, è leggermente inferiore.

Metodi per riempire l'impianto di riscaldamento con liquido di raffreddamento

Dopo aver deciso il tipo di refrigerante e aver calcolato il suo volume in riscaldamento, resta da risolvere il suo unico problema: come aggiungere acqua al sistema. Questo è un punto importante nella progettazione della fornitura di calore, poiché quando viene raggiunto un livello critico dell'acqua, lo scambiatore di calore della caldaia e i radiatori possono guastarsi.

Per un impianto di riscaldamento aperto è possibile aggiungere acqua attraverso un vaso di espansione posto nel punto più alto dell'impianto.

Per fare ciò, è necessario posare la linea di alimentazione e collegarla alla struttura del serbatoio. Quando il volume del liquido di raffreddamento diminuisce, è sufficiente attivare l'alimentazione di una nuova porzione d'acqua per reintegrare il sistema.

Il riempimento di un sistema chiuso viene eseguito secondo uno schema diverso. Deve avere un'unità per il trucco. Questo componente si trova sulla tubazione di ritorno, davanti al vaso di espansione e alla pompa di circolazione. Il set completo dell'unità trucco include i seguenti componenti:

• Valvole di intercettazione installate sul tubo di derivazione collegato;
• Valvola di ritegno, che impedisce il cambio di direzione del flusso del liquido di raffreddamento;
• Filtro a rete.

Per automatizzare il funzionamento dell'unità, è possibile installare un servo meccanismo sulla gru. Si collega a un trasduttore di pressione. Quando l'indicatore di pressione diminuisce, il servomeccanismo apre la valvola e quindi aggiunge un refrigerante al sistema.

Il video racconta i parametri per la scelta di un liquido di raffreddamento per l'impianto di riscaldamento: