Soorten warmtedragers voor het verwarmingssysteem, hun optimale parameters en een voorbeeld van het berekenen van het volume

Een efficiënte werking van het waterverwarmingssysteem is alleen mogelijk met de juiste keuze van de warmtedrager. Voordat u een warmtevoorzieningsproject maakt, moet u vooraf het type bepalen en de belangrijkste technische en operationele kenmerken achterhalen. Er zijn bepaalde parameters die inherent zijn aan het verwarmingsmedium van het verwarmingssysteem: temperatuur, volume van thermische uitzetting, viscositeit.

Functies van de koelvloeistof in het verwarmingssysteem

Hoe kies je de juiste warmtegeleidende vloeistof voor verwarming? Om dit te doen, moet u beslissen over het doel ervan voor warmtetoevoersystemen. Berekening van de kenmerken ervan is opgenomen in het ontwerp. Daarom is het noodzakelijk om de functionele kenmerken van water of antivries bij verwarming te kennen.

De belangrijkste taak die een veilige koelvloeistof voor verwarmingssystemen moet uitvoeren, is de overdracht van thermische energie van de ketel naar batterijen en radiatoren.

Bij autonome verwarming wordt dit proces uitgevoerd met behulp van een verwarmingselement, dat de temperatuur van het koelmiddel tot het vereiste niveau verhoogt. Vervolgens zorgen de thermische uitzetting en de werking van de circulatiepomp voor de juiste snelheid van warm water om het naar de radiatoren van het systeem te transporteren.

Voordat u het volume van de koelvloeistof in het verwarmingssysteem berekent, is het raadzaam om vertrouwd te raken met de secundaire functies:

• Gedeeltelijke bescherming van stalen elementen tegen corrosie... Dit gebeurt alleen bij een minimaal zuurstofgehalte in het water en zonder schuimvorming. Er is waargenomen dat roesten veel sneller optreedt bij ongevulde verwarming;
• Koeler voor circulatiepomp... Het meest voorkomende pompmodel heeft een zogenaamde "natte rotor". Zelfs als de maximale temperatuur van de koelvloeistof in het verwarmingssysteem wordt bereikt, zal het verwarmingsniveau van het pompaggregaat nog steeds worden verlaagd.

Deze functies worden beïnvloed door de parameters van het verwarmingsmedium van het verwarmingssysteem. Daarom moet u bij het kiezen de kenmerken van water of antivries zorgvuldig bestuderen. Anders zullen de werkelijke parameters van de warmtetoevoer niet samenvallen met de berekende parameters, wat zal leiden tot het ontstaan ​​van een noodsituatie.

Zelfs als er eenvoudig water in het verwarmingssysteem wordt gegoten, kan het niet worden gebruikt voor de warmwatervoorziening in huis. Tijdens bedrijf veranderen de inhoud en parameters van de koelvloeistof van het verwarmingssysteem

Soorten warmtedragers voor verwarming

Water en sommige soorten antivries kunnen als circulatievloeistof worden gebruikt. Dit heeft geen invloed op de hoeveelheid koelvloeistof in het verwarmingssysteem, maar wel op de warmteoverdracht, snelheid en veiligheidseisen van het systeem.

Om de meest acceptabele optie te identificeren, is het noodzakelijk om warmtedragers voor verwarmingssystemen te vergelijken. Meestal wordt gewoon water gebruikt. Dit komt door de betaalbare kosten, goede warmtecapaciteit en dichtheid. Wanneer de ketel niet meer werkt, kan deze de ontvangen warmte enige tijd ophopen om deze naar het oppervlak van de batterijen over te brengen. In dit geval blijft het volume van de koelvloeistof in het verwarmingssysteem hetzelfde.

Ondanks zijn positieve eigenschappen heeft water echter een aantal nadelen:

• bevriest... Bij blootstelling aan negatieve temperaturen treedt kristallisatie en volumetoename op. Dit veroorzaakt schade aan leidingen en radiatoren. Daarom moet de optimale temperatuur van het koelmiddel in het verwarmingssysteem worden gehandhaafd;
• onzuiverheid inhoud... Dit geldt voor gewoon water. Vaak is dit de oorzaak van kalkaanslag op de batterijen, radiatoren en de warmtewisselaar van de ketel. Experts raden aan om gedistilleerde vloeistoffen te gebruiken, waarin het percentage alkaliën, zouten en metalen minimaal is;
• Met een hoog zuurstofgehalte veroorzaakt het het roestproces... Dit is meer typisch voor open verwarmingssystemen. Maar zelfs in gesloten warmtetoevoercircuits kan het % zuurstofgehalte in het water na verloop van tijd toenemen.

Tegelijkertijd kan water worden gebruikt als warmtedrager voor aluminium radiatoren. Als de samenstelling van de vloeistof en de minimale hoeveelheid zuurstof worden waargenomen, zullen er geen destructieve processen in plaatsvinden.

Als de bedrijfsomstandigheden van het verwarmingssysteem de mogelijkheid van blootstelling aan negatieve temperaturen impliceren, moet een ander type circulerende vloeistof worden gebruikt. Hoe kies je in dit geval een koelvloeistof voor verwarmingssystemen en aan welke criteria moet worden voldaan?

Een van de bepalende parameters is het vriespunt. Voor antivries kan dit van -20 ° C tot -60 ° C zijn. Hierdoor kunt u de warmtetoevoer ook bij temperaturen onder nul laten werken zonder dat er storingen optreden.

Antivriesmiddelen hebben echter een hogere dichtheid dan water - de optimale snelheid van het koelmiddel in het verwarmingssysteem kan in dit geval alleen worden bereikt met de installatie van een krachtige circulatiepomp.

Afhankelijk van de samenstelling en componenten zijn er de volgende soorten antivries:

• Ethyleenglycol... Goedkoop maar extreem giftig. Niet aanbevolen voor autonome verwarming van een woonhuis;
• Propyleenglycol... Volledig veilig voor de menselijke gezondheid. Heeft een slechtere thermische geleidbaarheidscoëfficiënt dan vloeistof op basis van ethyleenglycol. Verschilt in hoge kosten;
• Antivries op basis van glycerine... Hij is het die het vaakst wordt gekozen als warmteoverdrachtsvloeistof voor verwarming. De prijs is veel lager dan die van propyleenglycolformuleringen, het is niet giftig, het heeft een goede indicator van de warmtecapaciteit.

U moet weten dat het moeilijker zal zijn om de hoeveelheid koelvloeistof in het verwarmingssysteem voor antivries te berekenen. Dit komt door hun schuimvorming bij het bereiken van de maximale temperatuur. Om dit fenomeen te minimaliseren, voegen fabrikanten speciale remmers en additieven toe aan de vloeibare samenstelling.

Voordat u een veilige koelvloeistof voor verwarmingssystemen koopt, moet u de aanbevelingen van de fabrikanten van de ketel en radiatoren lezen. Niet alle soorten antivriesvloeistof kunnen worden gebruikt voor aluminium radiatoren en gasboilers.

De belangrijkste kenmerken van de warmtedrager voor verwarming:

Het is mogelijk om van tevoren het debiet van het koelmiddel in het verwarmingssysteem te bepalen, alleen na analyse van de technische en operationele parameters. Ze zullen de kenmerken van de gehele warmtetoevoer beïnvloeden, evenals de werking van andere elementen.

Aangezien de eigenschappen van antivries afhankelijk zijn van hun samenstelling en het gehalte aan extra onzuiverheden, zullen technische parameters voor gedestilleerd water worden overwogen. Voor warmtetoevoer is het destillaat dat moet worden gebruikt - volledig gezuiverd water. Bij het vergelijken van warmtedragende vloeistoffen voor verwarmingssystemen kan worden vastgesteld dat de stromende vloeistof een groot aantal componenten van derden bevat. Ze hebben een negatieve invloed op de werking van het systeem. Na gebruik tijdens het seizoen vormt zich een kalklaag op de binnenoppervlakken van leidingen en radiatoren.

Om de maximale temperatuur van het koelmiddel in het verwarmingssysteem te bepalen, moet niet alleen aandacht worden besteed aan de eigenschappen ervan, maar ook aan de beperkingen in de werking van leidingen en radiatoren. Ze mogen geen last hebben van verhoogde blootstelling aan hitte.

Overweeg de belangrijkste kenmerken van water als koelmiddel voor aluminium radiatoren:

• Warmte capaciteit - 4,2 kJ / kg * C;
• Bulkdichtheid... Bij een gemiddelde temperatuur van +4°C is dat 1000 kg/m³. Tijdens het verwarmen begint het soortelijk gewicht echter af te nemen. Bij het bereiken van + 90 ° С is deze gelijk aan 965 kg / m³;
• Kooktemperatuur... In een open verwarmingssysteem kookt water bij een temperatuur van + 100 ° C. Als u echter de druk in de warmtetoevoer verhoogt tot 2,75 atm. - de maximale temperatuur van de warmtedrager in het warmtetoevoersysteem kan + 130 ° zijn.

Een belangrijke parameter bij de werking van de warmtetoevoer is de optimale snelheid van het koelmiddel in het verwarmingssysteem. Het hangt direct af van de diameter van de pijpleidingen. De minimumwaarde moet 0,2-0,3 m / s zijn. De maximale snelheid wordt door niets beperkt. Het is belangrijk dat het systeem de optimale temperatuur van het verwarmingsmedium in de verwarming over het hele circuit handhaaft en dat er geen externe geluiden zijn.

Professionals laten zich echter liever leiden door de gaten van de oude SNiP van 1962. Het geeft de maximale waarden aan van de optimale snelheid van het koelmiddel in het warmtetoevoersysteem.

Het overschrijden van deze waarden heeft invloed op het debiet van het verwarmingsmedium in het verwarmingssysteem. Dit kan leiden tot een verhoging van de hydraulische weerstand en een "foutieve" werking van de afvoerveiligheidsklep. Er moet aan worden herinnerd dat alle parameters van de warmtedrager van het warmtetoevoersysteem vooraf moeten worden berekend. Hetzelfde geldt voor de optimale temperatuur van het koelmiddel in het warmtetoevoersysteem. Als er een lagetemperatuurnetwerk wordt ontworpen, kunt u deze parameter leeg laten. Voor klassieke schema's hangt de maximale verwarmingswaarde van de circulerende vloeistof rechtstreeks af van de druk en beperkingen op leidingen en radiatoren.

Om de juiste koelvloeistof voor verwarmingssystemen te selecteren, wordt er voorlopig een temperatuurschema voor de werking van het systeem opgesteld. De maximale en minimale waarden van waterverwarming mogen niet lager zijn dan 0 ° С en hoger + 100 ° С

Berekening van het volume van de koelvloeistof bij verwarming

Voordat u het systeem met koelvloeistof vult, moet u het volume correct berekenen. Het hangt rechtstreeks af van het warmtetoevoerschema, het aantal componenten en hun algemene kenmerken. Ze beïnvloeden de hoeveelheid koelvloeistof in het verwarmingssysteem.

Eerst worden de parameters van de aanvoerlijn geanalyseerd. Het materiaal van de vervaardiging is van groot belang. Om het volume van de koelvloeistof in het verwarmingssysteem te berekenen, moet u de binnendiameter van de buis weten. Volgens moderne normen in het artikelnummer van stalen pijpleidingen, wordt de interne dwarsdoorsnede-afmeting gegeven en voor plastic exemplaren wordt de externe aangenomen. Daarom moeten in het laatste geval twee wanddiktes worden afgetrokken.

Om het volume van de koelvloeistof in het verwarmingssysteem onafhankelijk te berekenen, hoeft u geen berekeningen uit te voeren. Het volstaat om de gegevens uit de onderstaande tabel te gebruiken. Met zijn hulp kunt u de hoeveelheid koelvloeistof in het warmtetoevoersysteem berekenen.

Met deze informatie volstaat het om de lengte van leidingen met een bepaalde diameter te bepalen volgens het warmtetoevoerschema en de resulterende waarde te vermenigvuldigen met een volume van 1 mp. Op deze manier wordt het volume van het koelmiddel in het warmtetoevoersysteem berekend, maar alleen in de leidingen.

Maar naast de toevoerleidingen bevat het verwarmingscircuit radiatoren en batterijen.Ze hebben ook invloed op het volume van de warmtedrager in het verwarmingssysteem. Elke fabrikant geeft de exacte capaciteit van de kachel aan. Daarom zou de beste berekeningsoptie zijn om het batterijpaspoort te bestuderen en de hoeveelheid benodigde koelvloeistof voor warmtetoevoer te bepalen.

Indien dit om een ​​aantal redenen niet mogelijk is, kunt u gebruik maken van benaderende cijfers. Opgemerkt moet worden dat bij een groot aantal batterijen de rekenfout zal toenemen. Daarom wordt het aanbevolen om voor een nauwkeurige berekening van de hoeveelheid koelvloeistof in het warmtetoevoersysteem de paspoortkenmerken van de batterij te achterhalen. Dit kan op de website van de fabrikant in het gedeelte technische informatie.

De tabel toont het gemiddelde volume van het verwarmingsmedium voor één sectie in aluminium, bimetaal en gietijzeren radiatoren.

Deze cijfers moeten worden vermenigvuldigd met het totale aantal secties in het verwarmingssysteem. Vervolgens moet de reeds berekende hoeveelheid water in de leidingen worden opgeteld bij de verkregen gegevens en kan de totale hoeveelheid koelvloeistof in het verwarmingssysteem worden bepaald.

Er moet echter aan worden herinnerd dat bij het vergelijken van warmtedragers voor warmtetoevoersystemen, werd opgemerkt dat het volume na verloop van tijd om objectieve redenen kan afnemen. Daarom moet er periodiek koelvloeistof aan worden toegevoegd om de prestaties van het systeem te behouden.

Voor een nauwkeurige berekening van het volume van de berekening van water in het verwarmingssysteem, moet rekening worden gehouden met de ruime ketelwarmtewisselaar. Voor modellen met vaste brandstof kan dit cijfer enkele tientallen liters zijn. Voor gas is het iets lager.

Methoden voor het vullen van het verwarmingssysteem met koelvloeistof

Nadat het type koelmiddel is bepaald en het volume bij verwarming is berekend, moet het enige probleem nog worden opgelost: hoe water aan het systeem toe te voegen. Dit is een belangrijk punt in het ontwerp van de warmtetoevoer, omdat wanneer een kritisch waterniveau wordt bereikt, de ketelwarmtewisselaar en radiatoren kunnen uitvallen.

Bij een open verwarmingssysteem kan water worden bijgevuld via een expansievat dat zich op het hoogste punt van het systeem bevindt.

Om dit te doen, is het noodzakelijk om de toevoerleiding te leggen en deze aan te sluiten op de tankstructuur. Wanneer het volume van de koelvloeistof afneemt, volstaat het om de toevoer van een nieuwe portie water in te schakelen om het systeem aan te vullen.

Het vullen van een gesloten systeem gebeurt volgens een ander schema. Het moet een make-up unit hebben. Dit onderdeel bevindt zich op de retourleiding, voor het expansievat en de circulatiepomp. De complete set van de make-up unit bevat de volgende onderdelen:

• Afsluiters geïnstalleerd op de aangesloten aftakleiding;
• Terugslagklep, die de verandering in de richting van de stroom van het koelmiddel voorkomt;
• Gaasfilter.

Om de werking van de unit te automatiseren, kunt u een servomechanisme op de kraan installeren. Het wordt aangesloten op een druktransducer. Wanneer de drukindicator afneemt, opent het servomechanisme de klep en voegt zo een koelvloeistof toe aan het systeem.

De video vertelt over de parameters voor het kiezen van een koelvloeistof voor het verwarmingssysteem: