A operação eficaz de um sistema de aquecimento de água só é possível com a escolha certa de refrigerante. Antes de criar um projeto de fornecimento de calor, é necessário determinar com antecedência o seu tipo, descobrir as principais características técnicas e operacionais. Existem certos parâmetros específicos para o transportador de calor do sistema de aquecimento: temperatura, volume de expansão térmica, viscosidade.
O líquido de arrefecimento funciona no sistema de aquecimento
Como escolher o fluido de transferência de calor certo para aquecimento? Para fazer isso, determine sua finalidade para sistemas de suprimento de calor. O cálculo de suas características está incluído no design. Portanto, é necessário conhecer as características funcionais da água ou do anticongelante no aquecimento.
A principal tarefa que um refrigerante seguro para sistemas de aquecimento deve executar é a transferência de energia térmica da caldeira para baterias e radiadores.
No aquecimento autônomo, esse processo é realizado usando um elemento de aquecimento, que eleva a temperatura do líquido de refrigeração até o nível necessário. Em seguida, a expansão da temperatura e a operação da bomba de circulação criam a velocidade adequada da água quente para o seu transporte aos radiadores do sistema.
Antes de calcular o volume de líquido de arrefecimento no sistema de aquecimento, recomenda-se familiarizar-se com suas funções secundárias:
- Proteção parcial contra corrosão de elementos de aço. Isso ocorrerá apenas com um conteúdo mínimo de oxigênio na água e sem formação de espuma. Observou-se que em aquecimento não preenchido, a ferrugem é muito mais rápida;
- Arrefecedor da bomba de circulação. O modelo de bomba mais comum possui o chamado "rotor úmido". Mesmo que seja atingida a temperatura máxima do líquido de arrefecimento no sistema de aquecimento, ele ainda reduzirá o nível de aquecimento da unidade de energia da bomba.
Essas funções são afetadas pelos parâmetros do meio de aquecimento. Portanto, ao escolher, você deve estudar cuidadosamente as características da água ou do anticongelante. Caso contrário, os parâmetros reais de suprimento de calor não coincidirão com os calculados, o que levará a uma emergência.
Mesmo que a água simples seja inundada no sistema de aquecimento, ela não pode ser usada para fornecer água quente em casa. Durante a operação, o conteúdo e os parâmetros do líquido de arrefecimento do meio de aquecimento mudam
Tipos de transportador de calor para aquecimento
Como fluido circulante, você pode usar água e alguns tipos de anticongelante. Isso não afeta a quantidade de líquido de refrigeração no sistema de aquecimento, mas afeta os requisitos de transferência de calor, velocidade de deslocamento e segurança do sistema.
Para identificar a opção mais aceitável, é necessária uma comparação dos refrigerantes para sistemas de aquecimento. Na maioria das vezes, a água comum é usada. Isso se deve ao seu custo acessível, bons indicadores de capacidade e densidade de calor. Quando a caldeira pára de funcionar, ainda pode acumular o calor recebido por um tempo para transferir sua superfície para as baterias. Nesse caso, o volume de líquido refrigerante no sistema de aquecimento permanecerá o mesmo.
No entanto, apesar de suas propriedades positivas, a água tem várias desvantagens:
- Congela. Quando expostos a temperaturas negativas, ocorrem cristalização e aumento de volume. É isso que causa danos aos tubos e radiadores.Portanto, a temperatura ideal do líquido de arrefecimento no sistema de aquecimento deve ser mantida;
- Conteúdo de impureza. Isso se aplica à água comum. Frequentemente, é exatamente isso que faz com que a escala apareça nas baterias, radiadores e trocadores de calor da caldeira. Os especialistas recomendam o uso de líquidos destilados, nos quais a porcentagem de álcalis, sais e metais é mínima;
- Com um alto teor de oxigênio, provoca um processo de ferrugem.. Isso é mais comum em sistemas de aquecimento abertos. Porém, mesmo em circuitos de aquecimento fechados, com o tempo, a porcentagem de oxigênio na água pode aumentar.
Ao mesmo tempo, a água pode ser usada como refrigerante para radiadores de aquecimento de alumínio. Sujeito à composição do líquido e à quantidade mínima de oxigênio, processos destrutivos não ocorrerão nele.
Se as condições de operação do sistema de aquecimento implicarem a possibilidade de exposição a temperaturas negativas, um tipo diferente de fluido circulante deve ser usado. Como escolher um líquido de arrefecimento para sistemas de aquecimento nesse caso e quais critérios devem ser seguidos?
Um dos parâmetros determinantes é a temperatura de congelamento. Para anticongelantes, pode ser de -20 ° C a -60 ° C. Isso permite que você opere o suprimento de calor mesmo em baixas temperaturas sem causar avarias.
No entanto, os anticongelantes têm uma densidade mais alta que a água - neste caso, a velocidade ideal do líquido refrigerante no sistema de aquecimento pode ser alcançada apenas com a instalação de uma bomba de circulação poderosa.
Os seguintes tipos de agentes anticongelantes estão disponíveis, dependendo da composição e dos componentes:
- Etilenoglicol. É caracterizada por baixo custo, mas extremamente tóxico. Não recomendado para aquecimento autônomo de uma casa particular;
- Propileno glicol. É completamente seguro para a saúde humana. Tem um coeficiente de condutividade térmica pior que um líquido à base de etileno glicol. Tem um alto custo;
- Anticongelante à base de glicerina. É ele quem é mais frequentemente escolhido como um fluido de transferência de calor para aquecimento. O preço é muito mais baixo que o dos compostos de propileno-glicol, não tóxicos, tem uma boa capacidade de aquecimento.
Você precisa saber que calcular a quantidade de líquido refrigerante no sistema de aquecimento para anticongelantes será mais difícil. Isto é devido à sua formação de espuma ao atingir a temperatura máxima. Para minimizar esse fenômeno, os fabricantes adicionam inibidores e aditivos especiais à composição do líquido.
Antes de comprar um líquido de refrigeração seguro para sistemas de aquecimento, leia as recomendações dos fabricantes da caldeira e dos radiadores. Nem todos os tipos de fluido anticongelante podem ser usados para radiadores de alumínio e caldeiras a gás.
Principais características do transportador de calor para aquecimento
É possível determinar antecipadamente o fluxo do líquido refrigerante no sistema de aquecimento somente após analisar seus parâmetros técnicos e operacionais. Eles afetarão as características de todo o suprimento de calor, além de afetar a operação de outros elementos.
Como as propriedades dos anticongelantes dependem de sua composição e do conteúdo de impurezas adicionais, serão considerados os parâmetros técnicos da água destilada. Para suprimento de calor, é o destilado que deve ser usado - água totalmente purificada. Ao comparar refrigerantes para sistemas de aquecimento, pode-se determinar que o fluido que flui contém um grande número de componentes de terceiros. Eles afetam negativamente a operação do sistema. Após o uso durante a estação, uma camada de escama se forma nas superfícies internas dos tubos e radiadores.
Para determinar a temperatura máxima do líquido de arrefecimento no sistema de aquecimento, deve-se prestar atenção não apenas às suas propriedades, mas também às restrições na operação de tubos e radiadores. Eles não devem ser afetados pelo aumento da exposição ao calor.
Considere as características mais significativas da água como refrigerante para radiadores de aquecimento de alumínio:
- Capacidade de calor - 4,2 kJ / kg * C;
- Densidade de massa. A uma temperatura média de + 4 ° C, é de 1000 kg / m³. No entanto, durante o aquecimento, a gravidade específica começa a diminuir. Ao atingir + 90 ° С, será igual a 965 kg / m³;
- Temperatura de ebulição. Em um sistema de aquecimento aberto, a água ferve a uma temperatura de + 100 ° C. No entanto, se você aumentar a pressão no suprimento de calor para 2,75 atm. - a temperatura máxima do transportador de calor no sistema de fornecimento de calor pode ser + 130 ° C.
Um parâmetro importante na operação do suprimento de calor é a velocidade ideal do líquido de arrefecimento no sistema de aquecimento. Depende diretamente do diâmetro dos gasodutos. O valor mínimo deve ser 0,2-0,3 m / s. A velocidade máxima não é limitada por nada. É importante que o sistema mantenha a temperatura ideal do líquido refrigerante no aquecimento durante todo o circuito e que não haja ruídos estranhos.
No entanto, os profissionais preferem ser guiados pelas tocas do antigo SNiP de 1962. Ele indica os valores máximos da velocidade ideal do líquido de arrefecimento no sistema de suprimento de calor.
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Diâmetro do tubo mm |
Velocidade máxima da água, m / s |
|
25 |
0,8 |
|
32 |
1 |
|
40 e mais |
1,5 |
Exceder esses valores afetará a vazão do líquido de arrefecimento no sistema de aquecimento. Isso pode levar a um aumento na resistência hidráulica e no acionamento “falso” da válvula de segurança de drenagem. Deve-se lembrar que todos os parâmetros do transportador de calor do sistema de suprimento de calor devem ser pré-calculados. O mesmo se aplica à temperatura ideal do líquido de refrigeração no sistema de fornecimento de calor. Se você estiver projetando uma rede de baixa temperatura - não poderá atribuir esse valor a este parâmetro. Para circuitos clássicos, o valor máximo de aquecimento do fluido circulante depende diretamente da pressão e restrições nos tubos e radiadores.
Para a escolha certa, o líquido de refrigeração para sistemas de aquecimento pré-compila a programação de temperatura do sistema. Os valores máximo e mínimo de aquecimento de água não devem ser inferiores a 0 ° C e acima de + 100 ° C
Cálculo do volume de líquido de refrigeração no aquecimento
Antes de encher o sistema com líquido de arrefecimento, é necessário calcular corretamente seu volume. Depende diretamente do esquema de fornecimento de calor, do número de componentes e de suas características gerais. Eles afetam a quantidade de líquido refrigerante no sistema de aquecimento.
Primeiro, os parâmetros da linha de suprimento são analisados. De grande importância é o material de sua fabricação. Para calcular o volume de líquido de arrefecimento no sistema de aquecimento, você precisa conhecer o diâmetro interno do tubo. De acordo com os padrões modernos, o artigo de tubulações de aço fornece o tamanho interno da seção e, para o plástico, o externo. Portanto, neste último caso, é necessário subtrair duas espessuras de parede.
Para calcular independentemente o volume de líquido refrigerante no sistema de aquecimento, você não precisa fazer cálculos. Basta usar os dados da tabela abaixo. Com sua ajuda, você pode calcular a quantidade de líquido de refrigeração no sistema de fornecimento de calor.
|
Diâmetro mm |
Volume do transportador de calor (1) em 1 p.f. tubos, dependendo do material de fabricação |
||
|
Aço |
Polipropileno |
Metal-plástico |
|
|
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 |
Com essas informações, basta determinar o comprimento dos tubos de um determinado diâmetro de acordo com o esquema de fornecimento de calor e multiplicar o valor resultante por um volume de 1 mp Dessa forma, o volume de líquido de arrefecimento no sistema de suprimento de calor é calculado, mas apenas em tubos.
Mas, além das linhas de alimentação no circuito de aquecimento, existem radiadores e baterias. Eles também afetam o volume de refrigerante no sistema de suprimento de calor. Cada fabricante indica a capacidade exata do aquecedor.Portanto, a opção ideal de cálculo é estudar o passaporte da bateria e determinar a quantidade de líquido refrigerante necessário para o fornecimento de calor.
Se isso não for possível por vários motivos, você pode usar números aproximados. Vale ressaltar que, com um grande número de baterias, o erro de cálculo aumentará. Portanto, para calcular com precisão a quantidade de líquido de refrigeração no sistema de suprimento de calor, é recomendável descobrir as características do passaporte da bateria. Isso pode ser feito no site do fabricante na seção de informações técnicas.
A tabela mostra o volume médio de líquido de refrigeração para uma seção em radiadores de aquecimento de alumínio, bimetálico e ferro fundido.
|
Tipo de radiador |
Distância central mm |
||
|
300 |
350 |
500 |
|
| Alumínio |
– |
0,36 |
0,44 |
| Bimetálico |
– |
0,16 |
0,2 |
| Ferro fundido |
1,1 |
– |
1,45 |
Esses números devem ser multiplicados pelo número total de seções no sistema de aquecimento. Em seguida, o volume já calculado de água nos tubos deve ser adicionado aos dados obtidos e a quantidade total de líquido de arrefecimento no sistema de aquecimento pode ser determinada.
No entanto, deve-se lembrar que, ao comparar refrigerantes para sistemas de suprimento de calor, observou-se que, de tempos em tempos, o volume pode diminuir por razões objetivas. Portanto, para manter a operacionalidade do sistema, um líquido de arrefecimento deve ser adicionado periodicamente.
Para um cálculo preciso do cálculo do volume de água no sistema de aquecimento, é necessário levar em consideração a capacidade do trocador de calor da caldeira. Para modelos de combustível sólido, esse número pode ser de várias dezenas de litros. No gás, é um pouco menor.
Maneiras de encher o sistema de aquecimento com refrigerante
Tendo decidido o tipo de líquido de arrefecimento e calculado seu volume no aquecimento, resta resolver o seu único problema - como adicionar água ao sistema. Este é um ponto importante no projeto de fornecimento de calor, pois quando o nível crítico de água é atingido, o trocador de calor da caldeira e os radiadores podem falhar.
Para um sistema de aquecimento aberto, a água pode ser adicionada através de um tanque de expansão localizado no ponto mais alto do sistema.
Para isso, é necessário desenhar a linha de suprimento e conectá-la à estrutura do tanque. Ao reduzir o volume de refrigerante, basta ligar o suprimento de uma nova porção de água para complementar o sistema.
O preenchimento de um sistema fechado é realizado de acordo com outro esquema. Deve incluir uma unidade de maquiagem. Este componente está localizado no tubo de retorno, em frente ao tanque de expansão e à bomba de circulação. Os componentes de fornecimento incluem os seguintes componentes:
- Válvulas de corte instaladas no tubo de derivação conectado;
- Válvula de retenção, impedindo a mudança na direção do fluxo do líquido de refrigeração;
- Filtro
Para automatizar a operação da unidade, um mecanismo servo pode ser instalado no guindaste. Ele se conecta a um sensor de pressão. Com uma diminuição na pressão, o servomecanismo abre a válvula e, assim, adiciona líquido refrigerante ao sistema.
O vídeo descreve as opções para escolher um líquido de refrigeração para o sistema de aquecimento:
