Arten von Wärmeträgern für das Heizsystem, ihre optimalen Parameter und ein Beispiel für die Berechnung des Volumens

Nur mit der richtigen Wahl des Wärmeträgers ist ein effizienter Betrieb der Warmwasserbereitung möglich. Vor der Erstellung eines Wärmeversorgungsprojekts muss der Typ im Voraus bestimmt und die wichtigsten technischen und betrieblichen Eigenschaften ermittelt werden. Das Heizmedium des Heizsystems hat bestimmte Parameter: Temperatur, Wärmeausdehnungsvolumen, Viskosität.

Funktionen des Kühlmittels in der Heizungsanlage

Wie wählt man die richtige Wärmeträgerflüssigkeit zum Heizen aus? Dazu sollten Sie sich für den Verwendungszweck für Wärmeversorgungssysteme entscheiden. Die Berechnung seiner Eigenschaften ist im Design enthalten. Daher ist es notwendig, die Funktionsmerkmale von Wasser oder Frostschutzmittel in der Heizung zu kennen.

Die Hauptaufgabe, die ein sicheres Kühlmittel für Heizungsanlagen erfüllen muss, ist die Übertragung der Wärmeenergie vom Kessel zu Batterien und Heizkörpern.

Beim autonomen Heizen erfolgt dieser Vorgang über ein Heizelement, das die Temperatur des Kühlmittels auf das erforderliche Niveau anhebt. Dann erzeugen die Wärmeausdehnung und der Betrieb der Umwälzpumpe die richtige Geschwindigkeit des Warmwassers, um es zu den Heizkörpern des Systems zu transportieren.

Bevor Sie das Volumen des Kühlmittels im Heizsystem berechnen, wird empfohlen, sich mit seinen sekundären Funktionen vertraut zu machen:

• Teilschutz von Stahlelementen gegen Korrosion... Dies geschieht nur bei minimalem Sauerstoffgehalt im Wasser und ohne Schaumbildung. Es wurde beobachtet, dass das Rosten bei ungefüllter Heizung viel schneller auftritt;
• Kühler für Umwälzpumpe... Das gängigste Pumpenmodell hat einen sogenannten „Nassrotor“. Auch wenn die maximale Temperatur des Kühlmittels im Heizsystem erreicht wird, wird die Heizleistung des Pumpenaggregats noch reduziert.

Diese Funktionen werden durch die Parameter des Heizmediums der Heizungsanlage beeinflusst. Daher sollten Sie bei der Auswahl die Eigenschaften von Wasser oder Frostschutzmittel sorgfältig untersuchen. Andernfalls stimmen die tatsächlichen Parameter der Wärmeversorgung nicht mit den berechneten überein, was zu einem Notfall führt.

Auch wenn einfaches Wasser in das Heizsystem gegossen wird, kann es nicht für die Warmwasserversorgung zu Hause verwendet werden. Während des Betriebs ändern sich Inhalt und Parameter des Kühlmittels der Heizungsanlage

Arten von Wärmeträgern zum Heizen

Als Umlaufmedium können Wasser und einige Frostschutzmittel verwendet werden. Dies hat keinen Einfluss auf die Kühlmittelmenge im Heizsystem, jedoch auf die Wärmeübertragung, die Geschwindigkeit und die Sicherheitsanforderungen des Systems.

Um die akzeptabelste Option zu identifizieren, müssen die Wärmeträger für Heizsysteme verglichen werden. Am häufigsten wird klares Wasser verwendet. Dies ist auf seine erschwinglichen Kosten, gute Wärmekapazität und Dichte zurückzuführen. Wenn der Kessel nicht mehr funktioniert, kann er die aufgenommene Wärme für einige Zeit speichern, um sie an die Oberfläche der Batterien zu übertragen. In diesem Fall bleibt das Volumen des Kühlmittels im Heizsystem gleich.

Trotz seiner positiven Eigenschaften hat Wasser jedoch eine Reihe von Nachteilen:

• Friert ein... Bei negativen Temperaturen kommt es zu Kristallisation und Volumenzunahme. Dadurch werden Rohre und Heizkörper beschädigt. Daher muss die optimale Temperatur des Kühlmittels im Heizsystem aufrechterhalten werden;
• Verunreinigungsgehalt... Dies gilt für normales Wasser. Dies verursacht oft das Auftreten von Kalk an den Batterien, Heizkörpern und dem Wärmetauscher des Kessels. Experten empfehlen die Verwendung von destillierten Flüssigkeiten, in denen der Anteil an Alkalien, Salzen und Metallen minimal ist;
• Mit einem hohen Sauerstoffgehalt provoziert es den Rostprozess... Dies ist eher typisch für offene Heizsysteme. Aber auch in geschlossenen Wärmeversorgungskreisläufen kann der Sauerstoffgehalt in % im Wasser mit der Zeit ansteigen.

Gleichzeitig kann Wasser als Wärmeträger für Aluminiumheizkörper genutzt werden. Wenn die Zusammensetzung der Flüssigkeit und die Mindestmenge an Sauerstoff eingehalten werden, treten keine destruktiven Prozesse darin auf.

Wenn die Betriebsbedingungen der Heizungsanlage die Möglichkeit einer Einwirkung von negativen Temperaturen implizieren, sollte eine andere Art von zirkulierendem Umlaufmedium verwendet werden. Wie wählt man in diesem Fall ein Kühlmittel für Heizungssysteme und welche Kriterien sollten beachtet werden?

Einer der bestimmenden Parameter ist der Gefrierpunkt. Für Frostschutzmittel kann es von -20 ° C bis -60 ° C betragen. Damit können Sie die Wärmeversorgung auch bei Minusgraden betreiben, ohne dass es zu Ausfällen kommt.

Frostschutzmittel haben jedoch eine höhere Dichte als Wasser - die optimale Geschwindigkeit des Kühlmittels im Heizungssystem kann in diesem Fall nur durch den Einbau einer leistungsstarken Umwälzpumpe erreicht werden.

Je nach Zusammensetzung und Komponenten gibt es folgende Arten von Frostschutzmitteln:

• Ethylenglykol... Niedrige Kosten, aber extrem giftig. Nicht empfohlen für die autonome Beheizung eines Privathauses;
• Propylenglykol... Völlig sicher für die menschliche Gesundheit. Hat einen schlechteren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Flüssigkeiten auf Ethylenglykolbasis. Unterscheidet sich in hohen Kosten;
• Frostschutzmittel auf Glyzerinbasis... Er wird am häufigsten als Wärmeträgerflüssigkeit zum Heizen gewählt. Der Preis ist viel niedriger als der von Propylenglykol-Formulierungen, es ist nicht toxisch, es hat einen guten Indikator für die Wärmekapazität.

Sie müssen wissen, dass die Berechnung der Kühlmittelmenge im Heizsystem für Frostschutzmittel schwieriger ist. Dies liegt daran, dass sie beim Erreichen der maximalen Temperatur aufschäumen. Um dieses Phänomen zu minimieren, fügen die Hersteller dem Fluid spezielle Inhibitoren und Additive hinzu.

Bevor Sie ein sicheres Kühlmittel für Heizungsanlagen kaufen, sollten Sie sich mit den Empfehlungen der Hersteller von Kesseln und Heizkörpern vertraut machen. Nicht alle Arten von Frostschutzmitteln können für Aluminiumheizkörper und Gaskessel verwendet werden.

Die Hauptmerkmale des Wärmeträgers zum Heizen

Es ist möglich, den Durchfluss des Kühlmittels im Heizsystem im Voraus nur nach Analyse seiner technischen und betrieblichen Parameter zu bestimmen. Sie beeinflussen die Eigenschaften der gesamten Wärmeversorgung sowie den Betrieb anderer Elemente.

Da die Eigenschaften von Frostschutzmitteln von ihrer Zusammensetzung und dem Gehalt an zusätzlichen Verunreinigungen abhängen, werden technische Parameter für destilliertes Wasser berücksichtigt. Für die Wärmeversorgung sollte das Destillat verwendet werden - vollständig gereinigtes Wasser. Beim Vergleich von Wärmeträgerflüssigkeiten für Heizungsanlagen lässt sich feststellen, dass die strömende Flüssigkeit eine Vielzahl von Fremdkomponenten enthält. Sie wirken sich negativ auf den Betrieb des Systems aus. Nach Gebrauch während der Saison bildet sich auf den Innenflächen von Rohren und Heizkörpern eine Kalkschicht.

Um die maximale Temperatur des Kühlmittels im Heizungssystem zu bestimmen, sollte man nicht nur auf seine Eigenschaften, sondern auch auf die Einschränkungen beim Betrieb von Rohren und Heizkörpern achten. Sie sollten nicht unter erhöhter Hitzeeinwirkung leiden.

Betrachten Sie die wichtigsten Eigenschaften von Wasser als Kühlmittel für Aluminiumheizkörper:

• Wärmekapazität - 4,2 kJ / kg * C;
• Schüttdichte... Bei einer Durchschnittstemperatur von +4°C sind es 1000 kg/m³. Während des Erhitzens beginnt jedoch das spezifische Gewicht abzunehmen. Bei Erreichen von + 90 ° С beträgt es 965 kg / m³;
• Siedetemperatur... In einem offenen Heizsystem kocht Wasser bei einer Temperatur von + 100 ° C. Wenn Sie jedoch den Druck in der Wärmezufuhr auf 2,75 atm erhöhen. - die maximale Temperatur des Wärmeträgers im Wärmeversorgungssystem kann + 130 ° C betragen.

Ein wichtiger Parameter beim Betrieb der Wärmeversorgung ist die optimale Geschwindigkeit des Kühlmittels im Heizsystem. Es hängt direkt vom Durchmesser der Rohrleitungen ab. Der Mindestwert sollte 0,2-0,3 m / s betragen. Die Höchstgeschwindigkeit ist durch nichts begrenzt. Wichtig ist, dass das System über den gesamten Kreislauf die optimale Temperatur des Heizmediums in der Heizung einhält und keine Fremdgeräusche auftreten.

Profis lassen sich jedoch lieber an den Löchern des alten SNiP von 1962 orientieren. Es gibt die Maximalwerte der optimalen Geschwindigkeit des Kühlmittels im Wärmeversorgungssystem an.

Eine Überschreitung dieser Werte beeinflusst den Durchfluss des Heizmediums im Heizsystem. Dies kann zu einer Erhöhung des hydraulischen Widerstandes und einer „falschen“ Betätigung des Ablasssicherheitsventils führen. Es ist zu beachten, dass alle Parameter des Wärmeträgers des Wärmeversorgungssystems vorberechnet werden müssen. Gleiches gilt für die optimale Temperatur des Kühlmittels im Wärmeversorgungssystem. Wenn ein Niedertemperaturnetz geplant wird, können Sie diesen Parameter leer lassen. Bei klassischen Schemata hängt der maximale Heizwert des zirkulierenden Umlaufmediums direkt vom Druck und den Einschränkungen an Rohren und Heizkörpern ab.

Für die richtige Auswahl eines Kühlmittels für Heizungsanlagen wird vorläufig ein Temperaturplan für den Betrieb der Anlage erstellt. Die Höchst- und Mindestwerte der Warmwasserbereitung sollten nicht unter 0 ° und über + 100 ° liegen

Berechnung des Volumens des Kühlmittels beim Heizen

Vor dem Befüllen des Systems mit Kühlmittel muss das Volumen korrekt berechnet werden. Es hängt direkt vom Wärmeversorgungsschema, der Anzahl der Komponenten und deren Gesamteigenschaften ab. Sie beeinflussen die Kühlmittelmenge im Heizsystem.

Zunächst werden die Parameter der Versorgungsleitung analysiert. Das Material seiner Herstellung ist von großer Bedeutung. Um das Volumen des Kühlmittels im Heizungssystem zu berechnen, müssen Sie den Innendurchmesser des Rohres kennen. Nach modernen Standards wird in der Artikelnummer von Stahlrohrleitungen eine Innenquerschnittsgröße angegeben und für Kunststoffrohrleitungen wird eine Außenquerschnittsgröße verwendet. Daher müssen im letzteren Fall zwei Wandstärken abgezogen werden.

Um das Volumen des Kühlmittels im Heizsystem unabhängig zu berechnen, müssen Sie keine Berechnungen durchführen. Es genügt, die Daten aus der folgenden Tabelle zu verwenden. Mit seiner Hilfe können Sie die Kühlmittelmenge im Wärmeversorgungssystem berechnen.

Mit diesen Informationen genügt es, die Länge von Rohren mit einem bestimmten Durchmesser gemäß dem Wärmeversorgungsschema zu bestimmen und den resultierenden Wert mit einem Volumen von 1 mp zu multiplizieren. Auf diese Weise wird das Volumen des Kühlmittels im Wärmeversorgungssystem berechnet, jedoch nur in den Rohren.

Aber neben den Versorgungsleitungen enthält der Heizkreislauf Heizkörper und Batterien.Sie beeinflussen auch das Volumen des Wärmeträgers im Heizsystem. Jeder Hersteller gibt die genaue Leistung der Heizung an. Daher wäre die beste Berechnungsoption, den Batteriepass zu studieren und die Menge an benötigtem Kühlmittel für die Wärmeversorgung zu bestimmen.

Wenn dies aus mehreren Gründen nicht möglich ist, können Sie Näherungswerte verwenden. Es ist zu beachten, dass bei einer großen Anzahl von Batterien der Berechnungsfehler zunimmt. Für eine genaue Berechnung der Kühlmittelmenge im Wärmeversorgungssystem wird daher empfohlen, die Passeigenschaften der Batterie zu ermitteln. Dies kann auf der Website des Herstellers im Bereich Technische Informationen erfolgen.

Die Tabelle zeigt das durchschnittliche Volumen des Heizmediums für einen Abschnitt bei Aluminium-, Bimetall- und Gussheizkörpern.

Diese Zahlen müssen mit der Gesamtzahl der Abschnitte im Heizsystem multipliziert werden. Anschließend sollte die bereits berechnete Wassermenge in den Rohren zu den erhaltenen Daten addiert und die Gesamtmenge des Kühlmittels in der Heizungsanlage ermittelt werden.

Es ist jedoch zu beachten, dass beim Vergleich von Wärmeträgern für Wärmeversorgungssysteme festgestellt wurde, dass das Volumen im Laufe der Zeit aus objektiven Gründen abnehmen kann. Um die Leistung des Systems aufrechtzuerhalten, sollte daher regelmäßig Kühlmittel hinzugefügt werden.

Für eine genaue Berechnung des Berechnungsvolumens von Wasser in der Heizungsanlage muss der große Kesselwärmetauscher berücksichtigt werden. Bei Festbrennstoffmodellen kann dieser Wert mehrere zehn Liter betragen. Bei Gas ist es etwas niedriger.

Methoden zum Befüllen der Heizungsanlage mit Kühlmittel

Nachdem man sich für die Art des Kühlmittels entschieden und sein Volumen beim Heizen berechnet hat, muss noch das einzige Problem gelöst werden - das Hinzufügen von Wasser zum System. Dies ist ein wichtiger Punkt bei der Auslegung der Wärmeversorgung, da bei Erreichen eines kritischen Wasserstandes der Kesselwärmetauscher und die Heizkörper ausfallen können.

Bei einer offenen Heizungsanlage kann Wasser über ein Ausdehnungsgefäß am höchsten Punkt der Anlage nachgefüllt werden.

Dazu ist es notwendig, die Versorgungsleitung zu verlegen und an die Tankstruktur anzuschließen. Wenn das Kühlmittelvolumen abnimmt, reicht es aus, die Zufuhr einer neuen Wasserportion zu aktivieren, um das System aufzufüllen.

Die Befüllung eines geschlossenen Systems erfolgt nach einem anderen Schema. Es muss eine Make-up-Einheit haben. Diese Komponente befindet sich an der Rücklaufleitung vor dem Ausdehnungsgefäß und der Umwälzpumpe. Das Komplettset der Schminkeinheit beinhaltet folgende Komponenten:

• Am angeschlossenen Abzweigrohr installierte Absperrventile;
• Rückschlagventil, das die Änderung der Strömungsrichtung des Kühlmittels verhindert;
• Mesh-Filter.

Um den Betrieb des Geräts zu automatisieren, können Sie am Kran einen Servomechanismus installieren. Es wird an einen Druckwandler angeschlossen. Wenn die Druckanzeige abnimmt, öffnet der Servomechanismus das Ventil und fügt dadurch dem System ein Kühlmittel hinzu.

Das Video informiert über die Parameter für die Auswahl eines Kühlmittels für das Heizsystem: