Hvordan skal varmebæreren være til varmesystemer: væskens parametre til radiatorer

På trods af fremme af alternative opvarmningsmetoder er væskebaseret varmekreds i langt de fleste tilfælde den primære varmekilde. På grund af dets økonomi og effektivitet er det optimalt under de lange vintre, der er typiske for vores breddegrader.

Ulempen er, at vand kan fryse. Derfor bruges der ud over vand også en frostvæske som varmebærer til varmesystemer, der erstatter vand. I denne artikel vil vi se nærmere på de vigtigste varianter, deres væsentlige fordele og vigtigste ulemper.

Vi giver også en algoritme til beregning af den nødvendige mængde varmebærer for et specifikt system og anbefalinger til valg af væsketype til varmekredse.

Liste over krav til varmebæreren

Væskens primære opgave i rørene er at overføre termisk energi fra kedlen til radiatorerne.

For at varmesystemet skal være sikkert og energieffektivt, skal varmebæreren opfylde en række vigtige krav, herunder:

• beskyttelse af rør mod korrosion;
• kemisk inerthed over for tætninger installeret i rørledningen;
• et driftstemperaturområde, der passer til rørenes driftsparametre (fra frysepunkt til kogepunkt);
• høj varmekapacitet for at akkumulere så meget varme som muligt;
• minimal tendens til dannelse af kalkaflejringer;
• fuld sikkerhed: ingen afgivelse af giftige dampe og maksimal eksplosions- og brandmodstand;
• stabil kemisk sammensætning – væsken må ikke nedbrydes og ændre sine fysiske egenskaber under påvirkning af høje temperaturer.

Og nu det vigtigste spørgsmål: hvilken frostvæske til moderne varmesystemer opfylder alle kravene?

Svaret kan skuffe, men i dag findes en sådan væske ikke i naturen. En så ideel kemisk sammensætning er endnu ikke blevet skabt. Derfor er spørgsmålet om at vælge den optimale mulighed en meget aktuel opgave i dag.

Hvornår skal frostvæske anvendes?

Før man begynder at overveje alternative væsker, bør man ikke se bort fra vand. Hvis varmesystemet installeres i et hus, hvor beboerne bor permanent, vil vand være en af de sikreste og mest pålidelige muligheder.

Som varmebærer har den optimale parametre til cirkulation i varmesystemkredsløb.

Men i vinterens kulde kan selv den mindste krystallisering af vand føre til en alvorlig ulykke med ødelæggelse af rør og varmeudstyrskomponenter.

Hvis der er tale om et landsted, som kun besøges periodisk, eller når familien ofte forlader deres hjem i weekenden og efterlader varmesystemet uden opsyn, skal den anvendte varmebærer være modstandsdygtig over for de lave temperaturer, der er typiske for området.

Men for at bruge kemiske forbindelser som varmeoverførsel skal varmekredsløbene forberedes. Systemet skal være helt tæt, da væsken er i varierende grad giftig og brandfarlig.

I varmekredsløb må man ikke bruge antifrost “i ren form”. Da ufortyndede frostvæsker er aggressive og tilbøjelige til at fremme korrosion, fortyndes de med vand.

Ejeren skal være opmærksom på, at frostvæsken skal udskiftes med jævne mellemrum, hvilket medfører ekstra udgifter.

Nogle modeller af kedeludstyr har specifikke anbefalinger om brug af en bestemt mærke af varmebærer. Hvis du bruger en væske med en anden sammensætning, kan du miste garantien på kedlen.

Oversigt over populære varmebærere

For at sikre dig, ser vi nærmere på hver type varmebærer.

Mulighed #1 – vand med tilsætningsstoffer

I 70% af moderne systemer bruges vand, inklusive dets modificerede sammensætninger med tilsætningsstoffer.

Hvad skyldes denne popularitet:

• fuldstændig ufarlighed – en lækage kan kun forårsage huslige problemer;
• højeste varmekapacitet – omkring 1cal/g*C (hver liter vand kan overføre mere varme end nogen anden væske);
• billighed og tilgængelighed – vand har en minimal omkostning sammenlignet med frostvæsker. Når som helst kan vandsystemet fyldes op uden væsentlige omkostninger af tid, arbejde og penge.

Sandt nok er det uønsket at udskifte vandet i varmekredsen uden en god grund. Ved opvarmning frigøres det for salte og ilt.

Vand, der har kogt flere gange i kedlen, har ikke længere den samme sammensætning og mængde af salte, som det havde ved påfyldning. I modsætning til en ny portion er det stort set fri for frit ilt.

Man bør ikke ofte skifte vand i varmekredse, for at undgå kalkaflejringer på rørvægge og indvendige overflader af armaturer

Bagsiden af medaljen er følgende:

• Relativt høj frysetemperatur, derfor kan man ikke efterlade vandvarmesystemet uden opsyn (ellers kan vandet ved frysning og udvidelse sprænge rør og radiatorer);
• Saltene i sammensætningen kan forårsage aflejringer på rør og varmeelementer, hvilket reducerer varmeafgivelsen og systemets samlede effektivitet;
• Vand er et oxidationsmiddel, og ilten opløst i det kan forårsage korrosion af metalvarmeelementer, herunder radiatorer.

Der er intet at gøre ved frysetemperaturen, men de andre negative egenskaber kan reduceres betydeligt. Til at begynde med kan man mindske saltkoncentrationen ved at blødgøre. Mængden af bikarbonatsalte kan reduceres ved kogning.

Natriumorthophosphat, som kan købes i butikken, gør det muligt at blødgøre vand. Man skal dog huske på korrekt dosering, da overskud af reagenser kan påvirke vandets termiske egenskaber negativt.

For ikke at blive forvirret med doseringer kan man bruge destilleret vand, men det vil koste en størrelsesorden mere. Nu kan man undgå at bekymre sig om, at radiatorerne tilstoppes med kalk. For at være snedig og spare penge kan man bruge smeltevand eller regnvand.

Den er allerede naturligt destilleret. Men dens renhed kan kun være delvis. Den kan sagtens have optaget atmosfæriske forureninger, men den vil under alle omstændigheder være meget blødere end vand fra boringer, brønde eller vandhaner.

For at bevare rørenes, armaturens og udstyrets tekniske tilstand er det bedst at hælde destillat i varmekredsen. Destilleret vand er også bedst at bruge efter nødtømning og reparation af systemet.

Producenter tilbyder destilleret vand beriget med inhibitoradditiver. De reducerer markant risikoen for korrosion.

Der tilsættes også overfladeaktive stoffer (tensider) til sådan destillat. Deres indhold i vandet minimerer dannelsen af aflejringer på radiatorens indre overflader.

Tensiderne får eksisterende aflejringer til at løsne sig (og efterfølgende fjernes fra systemet via filter) og reducerer også vandets kemiske aktivitet. Resultatet er, at alle pakninger og tætninger holder længere.

Mulighed #2 – frostvæske (antifreeze)

Selv destilleret vand med et optimalt sæt additiver er ikke fri for den største ulempe – at fryse ved 0 grader Celsius. En speciel væske til metalradiatorer i varmesystemer har ikke denne fejl og har desuden en lavere krystallisationstemperatur.

Lave temperaturer påvirker frostvæske anderledes end vand. Selv når de minimale arbejdsværdier overskrides, krystalliserer væsken ikke og udvider sig ikke, men omdannes til en gellignende substans. Derfor er rør og radiatorer beskyttet mod deformation og skader.

Ved temperaturstigning bliver konsistensen af den tykkere frostvæske mere flydende, flydeevnen øges, selvom den under normale forhold er 15 % lavere end den traditionelle rival – vand.

Varmebæreren leveres i to modifikationsvarianter: 1 – med frysetemperatur i ufortyndet tilstand -65° og den anden variant -30°

Det koncentrerede frostsikre middel kan fortyndes i henhold til producentens anvisninger under hensyntagen til lokale klimatiske forhold. For at opnå en væske med frysegrænse på -30° fortyndes det halvt med vand, for -20° blandes en del frostvæske med to dele vand.

De fleste blandinger tåler op til -65 grader. I de fleste områder i nord og mellemzonen falder temperaturen sjældent under -35, derfor fortyndes frostvæske ofte med destilleret vand, hvilket sænker tærsklen til -40.

Producenter af kvalitetsopløsninger gør sammensætningen så stabil som mulig, så den kan holde i op til 5 år. Derefter vil den kræve fuldstændig udskiftning.

For at opnå disse egenskaber er man nødt til at ofre nogle af de fordele, som vand har:

• varmeafgivelsen fra frostvæske er 15% lavere, nogle gange kan det medføre behov for installation af ekstra radiatorer eller sektioner;
• kan indeholde giftige stoffer, derfor må frostvæske ikke anvendes i to-kreds systemer, hvor sammensætningen kan komme ind i varmtvandsforsyningskredsen;
• højere flydeevne sammenlignet med vand, hvilket kræver brug af specifikke tætninger, der kan forhindre lækager;
• højere viskositet, som kræver brug af en kraftigere pumpe – anbefalinger til valg af pumpe og en gennemgang af de ti bedste modeller har vi set her;
• højere ekspansionskoefficient kræver installation af en ekspansionsbeholder med øget volumen.

Ved brug af alle typer frostvæske må varmeledninger ikke udføres med galvaniserede rør, da frostvæsken i kontakt med dem mister nogle af de oprindelige nyttige egenskaber.

Det skal huskes, at til påfyldning af varmekredsen skal der anvendes en sammensætning, der er specielt fremstillet til varmesystemer. Væske til bilmotorer må ikke anvendes til dette formål.

Brugen af frostvæsker som varmebærere kræver ændringer i varmesystemets design. På grund af frostvæskens viskositet overfører den varme langsommere til varmeapparaterne, så det er bedre at øge antallet af radiatorsektioner eller anskaffe apparater med højere varmekapacitet.

Derudover skal friktionen i rørene reduceres ved at udskifte fittings med større alternativer, én størrelse større end dem, der bruges i vandkredsløb.

Moderne frostvæsker kan opdeles i tre hovedtyper baseret på sammensætning:

• glycerinbaserede;
• baseret på propylenglycol;
• baseret på ethylenglycol.

Lad os se på hver enkelt for at finde den mest passende løsning til det eksisterende udstyr og forhold.

Mulighed #3 – frostvæske baseret på ethylenglykol

En af de mest populære frostvæsker indtager en æreplads på butikshylderne på grund af den mest overkommelige pris grundet den enkle produktionsproces.

Væsken indeholder ca. 4% tilsætningsstoffer, der forhindrer ethylenglycol i at skumme ved høje temperaturer. Der er også inhibitorer, der forhindrer korrosion i at angribe metaloverflader.

På grund af ethylenglycols aggressive natur bruges midlet kun i fortyndet form for at beskytte den indvendige side af rør og radiatorer.

Ethylenglycol er aggressiv over for rør, apparater og samlinger, giftigt, men har gode varmetekniske egenskaber

Den største ulempe ved ethylenglycol er dens toksicitet. Selv en minimal mængde af dette stof i menneskekroppen kan forårsage alvorlige helbredsproblemer. Derfor skal hele varmesystemet have en meget høj grad af tætning.

En anden ulempe ved brug af ethylenglycol er konstant temperaturkontrol. Hvis kedlen opvarmer væsken til en temperatur tæt på kogepunktet, vil sammensætningen begynde at nedbrydes med udfældning af fast bundfald og frigivelse af syrer, hvilket er ødelæggende for alt varmeudstyr.

Den nævnte frostvæske er kun egnet til systemer, hvor temperaturregimet kan holdes præcist, men ikke alt kedeludstyr har denne mulighed.

Mulighed #4 – væske baseret på propylenglykol

Dette er en mere moderne frostvæske, der har undgået nogle af ethylenglycols ulemper.

Fordele:

• ikke giftig – indeholder tilsætningsstoffer, der bruges i fødevareindustrien;
• kan bruges i to-kreds-systemer, da selv en utilsigtet blanding i drikkevandskredsen ikke skader menneskers sundhed;
• højere varmetekniske egenskaber;
• har en levetid på 10 år;
• virker i varmekredsen som en smøring, hvilket reducerer hydraulisk modstand i røret og øger systemets effektivitet.

Men én ulempe kunne man dog ikke afhjælpe – det er uforenelighed med zink. Specielle tilsætningsstoffer mister deres egenskaber, når de strømmer gennem galvaniserede rør. En anden relativ ulempe er den dobbelt så høje pris.

Mulighed #5 – glycerinbaseret frostvæske

Glycerinbaseret frostvæske sidestilles med vand som tæt på et ideelt sæt egenskaber, men bliver samtidig kritiseret. Meningerne er delte, så det giver mening at nævne alle punkter.

Tilhængere af glycerinblandingen fremhæver følgende fordele:

• miljøvenlig og sikker opløsning;
• bredt arbejdstemperaturområde – -30+100;
• udvides minimalt ved frysning;
• ikke aggressiv over for galvaniserede rør og radiatorer;
• koster mindre end propylenglykol;
• levetid 7-10 år.

Glycerinbaseret variant er ikke eksplosionsfarlig og brænder ikke. En tungtvejende fordel er, at den stort set ikke ødelægger tætninger.

I glycerinbaseret frostvæske er der tilsat syntetiske additiver, som betydeligt reducerer væskens korrosionsaktivitet.

Blandt dem, der er imod denne varmeoverføringsvæske, er der følgende argumenter:

• stor masse, hvilket forårsager ekstra belastning på rør;
• mangel på kvalitetsstandarder for glycerinblandinger;
• ved overophedning og fordampning af vand mister den sine egenskaber og bliver til en geleagtig masse med hærdninger;
• øget skumdannelse;
• ved temperatur over 90 grader kan den begynde at nedbrydes;
• lavere varmekapacitet sammenlignet med propylenglykol;
• på grund af øget viskositet bidrager den til hurtigere slid på udstyret.

Det skal bemærkes, at i nogle lande, hvor ethylenglycol er forbudt, findes der slet ingen produktion af glycerinbaserede varmeoverføringsvæsker. På grund af uenigheder om brugen af glycerinvæske ligger ansvaret for dens anvendelse udelukkende hos ejeren.

Glycerinbaseret frostvæske – en variant med mange fordele, men prisen og den høje viskositet giver grund til eftertanke før køb

Mulighed #6 – varmebærer til elektrodekedel

Denne type udstyr skal nævnes separat, da elektrodekedler kræver en særlig type varmeoverføringsvæske. Væsken opvarmes her ved ionisering fra vekselstrøm.

Frostvæsken skal have en bestemt kemisk sammensætning, der kan opfylde tre betingelser: korrekte værdier for elektrisk modstand, elektrisk ledningsevne og ionisering.

Producenter af elektrodekedler giver deres egne strenge anbefalinger for brug af specifikke kølemiddelmærker. Derfor skal frostvæske vælges med stor omhu for ikke at miste garantien.

Hver model af elektrodekedel er begrænset til bestemte kølemiddelmærker. Ved brug af en anden blanding forbeholder producenten sig ret til ikke at opfylde garantiforpligtelserne.

Anbefalinger til valg af middel

Man skal ikke kun tage hensyn til kølemidlets egenskaber for varmesystemet, men også udstyrets konfiguration for at gøre opvarmningen sikker og effektiv.

Hvis du har besluttet dig for at bruge frostvæske, lad os se på de betingelser, hvor dets brug er udelukket:

• manglende temperaturregulator i kedlen;
• ved brug af tætninger af hørpakning med oliebehandling;
• i varmekredsen anvendes rør, radiatorer, afspærringsventiler med galvaniseret overflade;
  -varmesystem af åben type

Fordampning af vand fra frostvæske kan ændre egenskaberne, og dampe af ethylenglycol er giftige.

Overholdelse af følgende regler vil hjælpe ejere med at undgå en række problemer ved forkert brug af frostvæsker:

• på tætningssteder skal hørpakning smøres med tætningspasta;
• sektionsradiatorer skal skilles ad for at udskifte tætningen med pakninger af teflon eller paronite;
• brug ikke automatiske luftudskillere (til at udlufte overskydende luft er det bedre at installere Mayevsky-haner til manuel regulering);
• radiatorer og rør skal have øget volumen og diameter;
• tilstedeværelse af en højere effekt cirkulationspumpe;
• installere en membrantype ekspansionsbeholder med øget volumen.

Frostvæske hældes i varmesystemet kun efter en kvalitets skylning af varmekredsen, til hvilken det er bedst at bruge specielle midler. Af sikkerhedsmæssige hensyn for alle beboere anbefaler eksperter at bruge propylenglycol.

Kedlen må ikke straks efter påfyldning af systemet med kølemiddel bringes op på maksimal effekt. Temperaturen skal hæves trinvist. Dette er nødvendigt for at frostvæsken opnår optimale driftsegenskaber og udvider sig inden for normalområdet.

For at vælge det rigtige kølemiddel skal man tage hensyn til egenskaberne af rør, kedeludstyr og andre faktorer

Når man fortynder væsken med vand, må koncentrationen ikke overstige -20 grader. Overskydende vand vil føre til kalkaflejring og ændring af glykolens arbejdegenskaber. Fortynd kun med destilleret vand.

Hvordan bestemmer man mængden af varmebærer?

Den enkleste metode er at bruge en vandmåler eller et flowmeter. Sådan en findes i stort set alle huse eller lejligheder med central vandforsyning.

Før målingerne påbegyndes, skal varmekredsen tømmes helt. Derefter aflæses måleren, og systemet fyldes med et svagt vandtryk. Dette er for at undgå luftlommer, som kan forvrænge aflæsningerne.

Når varmeledningen er fyldt med vand, skal vandmåleren aflæses igen. Husk, at 1 kubikmeter er 1000 liter, og køb den tilsvarende mængde væske.

Den anden metode er mindre bekvem, men effektiv, når der ikke er nogen måler. Det fyldte system tømmes gennem en målebeholder (en tank eller en spand med bestemt volumen). Det vigtigste er ikke at miste tællingen af spande.

En anden metode er matematisk. Som udgangspunkt tages værdierne for radiatorernes og ekspansionsbeholderens volumener, rørdiametre og kedlens varmeveksler volumen. Ved hjælp af enkle geometriske og aritmetiske formler kan man beregne det endelige volumen.

Detaljerede eksempler på beregning af hvert element i varmesystemet har vi gennemgået i følgende artikler:

• Beregning af rørets volumen: beregningsprincipper og regler for udførelse af beregninger i liter og kubikmeter
• Ekspansionsbeholder til åbent varmesystem: opbygning, formål, hovedtyper + råd om beregning af beholderen

Konklusioner og nyttig video om emnet

Videoen præsenterer en specialists mening om, hvorvidt man bør erstatte vand med frostvæske:

Detaljeret gennemgang af særlige forhold ved påfyldning af varmesystemet med varmebærer samt anbefalinger til korrekt opstart af systemet i følgende video:

De anførte fakta giver et fuldstændigt informationsbillede for enhver boligejer, der skal vælge varmebærer. Han vil vide, hvilken væske han har brug for, hvilke betingelser der er nødvendige for dens brug, og hvordan man skaber dem.

Hvilken væske cirkulerer i dit varmesystem? Hvorfor valgte du netop denne varmebærer, og er du tilfreds med dens drift? Del din mening i kommentarfeltet.

Eller er du stadig ved at bestemme dig for typen af varmebærer, og fandt du ikke svar på dine spørgsmål i denne artikel? Stil dine spørgsmål i kommentarerne – vi vil forsøge at hjælpe dig.