O funcionamento eficiente do sistema de aquecimento de água só é possível com a escolha correta do transportador de calor. Antes de criar um projeto de fornecimento de calor, é necessário determinar com antecedência o seu tipo, conhecer as principais características técnicas e operacionais. Existem certos parâmetros inerentes ao meio de aquecimento do sistema de aquecimento: temperatura, volume de expansão térmica, viscosidade.
Funções do refrigerante no sistema de aquecimento
Como escolher o fluido de transferência de calor certo para aquecimento? Para fazer isso, você deve decidir sobre sua finalidade para sistemas de fornecimento de calor. O cálculo de suas características está incluído no projeto. 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 realizar é a transferência de energia térmica da caldeira para baterias e radiadores.
No aquecimento autônomo, esse processo é realizado por meio de um elemento de aquecimento, que eleva a temperatura do refrigerante ao nível necessário. Então, a expansão térmica e o funcionamento da bomba de circulação criam a velocidade adequada da água quente para transportá-la aos radiadores do sistema.
Antes de calcular o volume do refrigerante no sistema de aquecimento, é recomendável que você se familiarize com suas funções secundárias:
- Proteção parcial de elementos de aço contra corrosão... Isso só acontecerá com um conteúdo mínimo de oxigênio na água e sem formação de espuma. Foi observado que a ferrugem ocorre muito mais rápido em aquecimento não preenchido;
- Refrigerador para bomba de circulação... O modelo de bomba mais comum possui um denominado "rotor úmido". Mesmo que a temperatura máxima do líquido de arrefecimento no sistema de aquecimento seja atingida, ainda assim reduzirá o nível de aquecimento da unidade de potência da bomba.
Estas funções são influenciadas pelos parâmetros do meio de aquecimento do sistema de aquecimento. Portanto, ao escolher, você deve estudar cuidadosamente as características da água ou do anticongelante. Caso contrário, os parâmetros reais de fornecimento de calor não coincidirão com os calculados, o que levará à criação de uma emergência.
Mesmo que seja despejada água simples no sistema de aquecimento, ela não pode ser usada para o abastecimento de água quente em casa. Durante a operação, o conteúdo e os parâmetros do refrigerante do sistema de aquecimento mudam
Tipos de transportador de calor para aquecimento
Água e alguns tipos de anticongelante podem ser usados como fluido circulante. Isso não afeta a quantidade de refrigerante no sistema de aquecimento, mas afeta a transferência de calor, a velocidade e os requisitos de segurança do sistema.
Para identificar a opção mais aceitável, é necessário comparar os portadores de calor para sistemas de aquecimento. Na maioria das vezes, é usada água pura. Isso se deve ao seu custo acessível, boa capacidade de aquecimento e densidade. Quando a caldeira para de funcionar, ela pode acumular o calor recebido por algum tempo para transferi-lo para a superfície das baterias. Neste caso, o volume do refrigerante no sistema de aquecimento permanecerá o mesmo.
No entanto, apesar de suas propriedades positivas, a água tem uma série de desvantagens:
- Congela... Quando exposto a temperaturas negativas, ocorre cristalização e aumento de volume. Isso é o que causa danos aos tubos e radiadores. Portanto, a temperatura ideal do refrigerante no sistema de aquecimento deve ser mantida;
- Conteúdo de impureza... Isso se aplica à água comum. Muitas vezes é isso que provoca o aparecimento de escamas nas baterias, radiadores e trocador de calor da caldeira. Os especialistas recomendam o uso de líquidos destilados, nos quais a porcentagem de álcalis, sais e metais é mínima;
- Com alto teor de oxigênio, provoca o processo de ferrugem... Isso é mais comum para sistemas de aquecimento abertos. Porém, mesmo em circuitos fechados de fornecimento de calor, com o tempo, a porcentagem de oxigênio na água pode aumentar.
Ao mesmo tempo, a água pode ser usada como portador de calor para radiadores de alumínio. Se a composição do líquido e a quantidade mínima de oxigênio forem observadas, não ocorrerão processos destrutivos nele.
Se as condições de funcionamento do sistema de aquecimento implicarem na possibilidade de exposição a temperaturas negativas, deve ser utilizado um tipo diferente de fluido circulante. Como escolher um refrigerante para sistemas de aquecimento neste caso, e quais critérios devem ser seguidos?
Um dos parâmetros de definição é o ponto de congelamento. Para anticongelante, pode ser de -20 ° C a -60 ° C. Isso permite que você opere o fornecimento de calor mesmo em temperaturas abaixo de zero, sem a ocorrência de avarias.
No entanto, os anticongelantes têm uma densidade mais alta do que a água - a velocidade ideal do refrigerante no sistema de aquecimento, neste caso, pode ser alcançada apenas com a instalação de uma bomba de circulação potente.
Dependendo da composição e dos componentes, existem os seguintes tipos de anticongelantes:
- Etilenoglicol... Baixo custo, mas extremamente tóxico. Não recomendado para aquecimento autônomo de uma casa privada;
- Propileno glicol... Totalmente seguro para a saúde humana. Tem um coeficiente de condutividade térmica pior do que o fluido à base de etilenoglicol. Difere em alto custo;
- Anticongelantes à base de glicerina... É ele quem mais frequentemente é escolhido como fluido de transferência de calor para aquecimento. O preço é muito inferior ao das formulações de propilenoglicol, não é tóxico, tem um bom indicador de capacidade térmica.
Você precisa saber que calcular a quantidade de líquido refrigerante no sistema de aquecimento para anticongelante será mais difícil. Isso se deve à sua formação de espuma ao atingir a temperatura máxima. Para minimizar esse fenômeno, os fabricantes adicionam inibidores e aditivos especiais à composição do fluido.
Antes de comprar um refrigerante seguro para sistemas de aquecimento, você deve ler as recomendações dos fabricantes da caldeira e dos radiadores. Nem todos os tipos de líquido anticongelante podem ser usados para radiadores de alumínio e caldeiras a gás.
As principais características do transportador de calor para aquecimento
É possível determinar com antecedência a vazão do refrigerante no sistema de aquecimento somente após a análise de seus parâmetros técnicos e operacionais. Eles afetarão as características de todo o fornecimento de calor, bem como afetarão o funcionamento de outros elementos.
Uma vez que as propriedades dos anticongelantes dependem de sua composição e do teor de impurezas adicionais, parâmetros técnicos para água destilada serão considerados. Para o fornecimento de calor, é o destilado que deve ser usado - água completamente purificada. Ao comparar fluidos de transferência de calor para sistemas de aquecimento, pode ser determinado que o líquido 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 incrustações se acumula nas superfícies internas dos tubos e radiadores.
Para determinar a temperatura máxima do refrigerante no sistema de aquecimento, deve-se atentar não apenas para suas propriedades, mas também para as limitações de funcionamento de tubulações e radiadores. Eles não devem sofrer com o aumento da exposição ao calor.
Considere as características mais significativas da água como refrigerante para radiadores de alumínio:
- Capacidade de calor - 4,2 kJ / kg * C;
- Densidade aparente... A uma temperatura média de + 4 ° C, é 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 ° С.
Um parâmetro importante na operação do fornecimento de calor é a velocidade ideal do refrigerante no sistema de aquecimento. Depende diretamente do diâmetro dos dutos. 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 meio de aquecimento no aquecimento ao longo de todo o circuito e não haja ruídos estranhos.
Porém, os profissionais preferem ser guiados pelos orifícios do antigo SNiP de 1962. Indica os valores máximos da velocidade ótima do refrigerante no sistema de fornecimento de calor.
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 taxa de fluxo do meio de aquecimento no sistema de aquecimento. Isso pode levar a um aumento da resistência hidráulica e operação "falsa" da válvula de segurança de drenagem. Deve-se lembrar que todos os parâmetros do portador de calor do sistema de fornecimento de calor devem ser pré-calculados. O mesmo se aplica à temperatura ideal do refrigerante no sistema de fornecimento de calor. Se uma rede de baixa temperatura estiver sendo projetada, você pode deixar este parâmetro vazio. Para esquemas clássicos, o valor máximo de aquecimento do fluido circulante depende diretamente da pressão e das restrições nos tubos e radiadores.
Para selecionar o refrigerante certo para sistemas de aquecimento, um cronograma de temperatura para a operação do sistema é preliminarmente elaborado. Os valores máximo e mínimo de aquecimento da água não devem ser inferiores a 0 ° С e superiores a + 100 ° С
Cálculo do volume do refrigerante no aquecimento
Antes de encher o sistema com refrigerante, é necessário calcular corretamente o seu volume. Depende diretamente do esquema de fornecimento de calor, do número de componentes e de suas características gerais. Eles afetam a quantidade de refrigerante no sistema de aquecimento.
Primeiro, os parâmetros da linha de abastecimento são analisados. O material de sua fabricação é de grande importância. Para calcular o volume do refrigerante no sistema de aquecimento, você precisa saber o diâmetro interno do tubo. De acordo com os padrões modernos no número de artigos de dutos de aço, o tamanho da seção transversal interna é dado, e para as de plástico, a externa é adotada. Portanto, no último caso, duas espessuras de parede devem ser subtraídas.
Para calcular de forma independente o volume do 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 refrigerante no sistema de fornecimento de calor.
Diâmetro, mm | Volume de refrigerante (l) em 1 lm tubos, dependendo do material de fabricação | ||
Aço | Polipropileno | Plástico reforçado | |
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 |
De posse dessa informação, basta determinar o comprimento dos tubos de determinado diâmetro de acordo com o esquema de fornecimento de calor e multiplicar o valor resultante por um volume de 1 mp. Desta forma, é calculado o volume do refrigerante no sistema de fornecimento de calor, mas apenas nas tubagens.
Mas, além das linhas de alimentação, o circuito de aquecimento contém radiadores e baterias.Eles também afetam o volume do transportador de calor no sistema de aquecimento. Cada fabricante indica a capacidade exata do aquecedor. Portanto, a melhor opção de cálculo seria estudar o passaporte da bateria e determinar a quantidade de fluido refrigerante necessária para o fornecimento de calor.
Se isso não for possível por vários motivos, você pode usar números aproximados. Deve-se notar que com um grande número de baterias, o erro de cálculo aumentará. Portanto, para um cálculo preciso da quantidade de refrigerante no sistema de fornecimento 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 do meio de aquecimento para uma seção em radiadores de alumínio, bimetálico e ferro fundido.
Tipo de radiador | Distância centro a centro, 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 do sistema de aquecimento. Em seguida, o volume de água já calculado nas tubulações deve ser adicionado aos dados obtidos e a quantidade total de refrigerante no sistema de aquecimento pode ser determinada.
No entanto, deve ser lembrado que ao comparar os portadores de calor para sistemas de fornecimento de calor, notou-se que com o tempo, o volume pode diminuir por razões objetivas. Portanto, para manter o desempenho do sistema, refrigerante deve ser adicionado a ele periodicamente.
Para um cálculo preciso do volume de cálculo de água no sistema de aquecimento, é necessário levar em consideração o amplo trocador de calor da caldeira. Para modelos de combustível sólido, esse valor pode ser de várias dezenas de litros. Para o gás, é ligeiramente mais baixo.
Métodos para encher o sistema de aquecimento com refrigerante
Tendo decidido o tipo de refrigerante e calculado seu volume no aquecimento, resta resolver seu único problema - como adicionar água ao sistema. Este é um ponto importante no projeto de fornecimento de calor, uma vez que ao atingir um nível crítico de água, o trocador de calor da caldeira e os radiadores podem falhar.
Para um sistema de aquecimento aberto, a água pode ser adicionada por meio de um tanque de expansão localizado no ponto mais alto do sistema.
Para isso, é necessário colocar a linha de alimentação e conectá-la à estrutura do tanque. Quando o volume do refrigerante diminui, basta ligar o abastecimento de uma nova porção de água para reabastecer o sistema.
O enchimento de um sistema fechado é executado de acordo com um esquema diferente. Deve ter uma unidade de maquiagem. Este componente está localizado no tubo de retorno, em frente ao vaso de expansão e à bomba de circulação. O conjunto completo da unidade de maquiagem inclui os seguintes componentes:
- Válvulas de corte instaladas no tubo de ramificação conectado;
- Válvula de retenção, que impede a mudança na direção do fluxo do refrigerante;
- Filtro de malha.
Para automatizar a operação da unidade, você pode instalar um servo mecanismo no guindaste. Ele se conecta a um transdutor de pressão. Quando o indicador de pressão diminui, o servomecanismo abre a válvula e, assim, adiciona um refrigerante ao sistema.
O vídeo fala sobre os parâmetros para a escolha de um refrigerante para o sistema de aquecimento:
