Kādam jābūt siltumnesējam apkures sistēmām: šķidruma parametri radiatoriem

Neskatoties uz alternatīvu telpu apkures metožu popularizēšanu, pārliecinošā vairumā gadījumu kā galvenais siltuma avots darbojas šķidruma apkures kontūrs. Pateicoties tā ekonomiskumam un efektivitātei, tas ir optimāls mūsu platuma grādiem raksturīgo garo ziemu apstākļos.

Mīnuss ir tas, ka ūdens var sasalt. Tāpēc papildus tam tiek izmantots arī nesasalstošs siltumnesējs apkures sistēmām, kas aizstāj ūdeni. Šajā rakstā tuvāk iepazīsimies ar tā galvenajām šķirnēm, aplūkosim to būtiskās priekšrocības un galvenos trūkumus.

Kā arī sniegsim algoritmu nepieciešamā siltumnesēja tilpuma aprēķināšanai konkrētai sistēmai un ieteikumus šķidruma veida izvēlei apkures kontūriem.

Prasību saraksts siltumnesējam

Šķidruma galvenais uzdevums caurulēs ir siltumenerģijas pārnese no katla uz radiatoriem.

Lai apkures sistēma būtu droša un energoefektīva, siltumnesējam jāatbilst vairākām svarīgām prasībām, tostarp:

• cauruļu aizsardzība pret koroziju;
• ķīmiskā inerce pret cauruļvadā uzstādītajiem blīvējumiem;
• caurulēm atbilstošs pēc ekspluatācijas parametriem darba temperatūru diapazons (no sasalšanas līdz vārīšanās);
• augsta siltumietilpība, lai uzkrātu pēc iespējas vairāk siltuma;
• minimāla spēja veidot katlakmeni;
• pilnīga drošība: nav toksisku tvaiku izdalīšanās un maksimāla sprādziendrošība un ugunsdrošība;
• stabils ķīmiskais sastāvs – šķidrums nedrīkst sadalīties un mainīt savas fizikālās īpašības augstu temperatūru ietekmē.

Un tagad galvenais jautājums: kurš antifrīzs mūsdienu apkures sistēmām atbilst visām prasībām?

Atbilde var vilties, taču šodien dabā šāda šķidruma nav. Tik ideāls ķīmiskais sastāvs vēl nav izveidots. Tāpēc optimālā varianta izvēles jautājums ir ļoti aktuāls uzdevums šodien.

Kad nepieciešams izmantot antifrīzu?

Pirms ķerties pie alternatīvo šķidrumu apsvēršanas, nevajadzētu norakstīt ūdeni. Ja apkure tiek ierīkota mājā, kur iedzīvotāji dzīvo pastāvīgi, tad ūdens būs viens no drošākajiem un uzticamākajiem variantiem.

Ūdenim kā siltumnesējam piemīt optimāli parametri cirkulācijai pa apkures sistēmu kontūrām.

Tomēr ziemas sala laikā mazākā ūdens kristalizācija var izraisīt nopietnu avāriju ar cauruļvada un apkures iekārtu mezglu iznīcināšanu.

Ja runa ir par lauku māju, uz kuru periodiski tiek braukts, vai arī ja brīvdienās ģimene bieži pamet savu mājokli, atstājot apkuri bez uzraudzības, tad izmantotajam siltumnesējam jābūt izturīgam pret reģionam raksturīgo zemas temperatūras intervālu.

Lai izmantotu ķīmiskos sastāvus kā siltumenerģijas pārnēsātājus, nepieciešams sagatavot apkures kontūras. Sistēmai jābūt pilnībā hermētiskai, jo šķidrums ir dažādā pakāpē toksisks un ugunsbīstams.

Apkures kontūrās nedrīkst izmantot antifrīzus “tīrā veidā”. Tā kā neatšķaidītie nesasalstošo šķidrumu sastāvi ir agresīvi un mēdz veicināt korozijas attīstību, tos atšķaida ar ūdeni.

Īpašniekam jāņem vērā, ka nesasalstošais šķidrums periodiski jāmaina, kas ir saistīts ar papildu izdevumiem.

Dažiem katlu aprīkojuma modeļiem ir konkrēti ieteikumi par noteiktas markas siltumnesēja izmantošanu. Ja izmantosiet cita sastāva šķidrumu, jūs varat zaudēt garantiju uz katlu.

Pieprasīto siltumnesēju pārskats

Lai pasargātu sevi, sīkāk iepazīstamies ar katru siltumnesēja veidu.

Variants #1 – ūdens ar piedevām

70% mūsdienu sistēmu tiek izmantots ūdens, ieskaitot tā modificētos sastāvus, izmantojot piedevas.

Ar ko izskaidrojama šāda popularitāte:

• pilnīga nekaitīgums – noplūde var izraisīt tikai sadzīves grūtības;
• visaugstākā siltumietilpība – apmēram 1 kal/g*C (katrs ūdens litrs spēj nodot vairāk siltuma nekā jebkurš cits šķidrums);
• lētums un pieejamība – ūdenim ir minimālas izmaksas salīdzinājumā ar nesasalstošiem sastāviem. Jebkurā brīdī ūdens sistēmu var papildināt bez būtiskiem laika, darba un naudas izdevumiem.

Patiesībā ūdens nomaiņa apkures kontūrā nav vēlama bez nopietna iemesla. Sildot, tas atbrīvojas no sāļiem un skābekļa.

Ūdens, kas katlā ir vairākkārt uzvārīts, vairs nesatur to sāļu sastāvu un daudzumu, kāds bija, to ielējot sistēmā. Atšķirībā no jaunas porcijas tas praktiski ir bez brīvā skābekļa.

Nedrīkst bieži veikt ūdens nomaiņu apkures kontūros, lai uz cauruļu sienām un armatūras iekšējās virsmas nenosēstos katlakmens.

Medaļas otra puse ir šāda:

• Salīdzinoši augsta sasalšanas temperatūra, tāpēc atstāt bez uzraudzības ūdens apkures sistēmu nedrīkst (pretējā gadījumā, sasalstot un izplešoties, ūdens var pārraut caurules un radiatorus);
• Sastāvā esošie sāļi var izraisīt nogulsnes uz caurulēm un sildelementiem, kas samazina siltuma izdalīšanu un kopējo sistēmas lietderības koeficientu;
• Ūdens ir oksidētājs, un tajā izšķīdis skābeklis var izraisīt metālisko apkures elementu, ieskaitot radiatorus, koroziju.

Ar sasalšanas temperatūru neko nevar darīt, bet pārējās negatīvās īpašības var būtiski samazināt. Sākumā var samazināt sāļu koncentrāciju, izmantojot mīkstināšanu. Hidrokarbonātu sāļu daudzumu var samazināt, vārot.

Nātrija ortofosfāts, ko var nopirkt veikalā, ļauj mīkstināt ūdeni. Tajā pašā laikā jāatceras par pareizu devu, jo reaģentu pārpalikums var negatīvi ietekmēt ūdens siltumtehniskās īpašības.

Lai neapjuktu ar devām, var izmantot destilētu ūdeni, bet tas izmaksās par kārtu dārgāk. Tagad var nesatraukties, ka radiatori aizsērēsies ar katlakmeni. Lai viltotos un ietaupītu, var izmantot kausētu vai lietus ūdeni.

Tā jau ir dabiski destilēta. Tomēr tās tīrība var būt tikai daļēja. Tā var būt piesūkusies ar atmosfēras piesārņojumu, bet jebkurā gadījumā tā būs daudz mīkstāka nekā ūdens no akām, urbumiem vai krāna.

Lai saglabātu cauruļu, veidgabalu un iekārtu tehnisko stāvokli, apkures kontūrā labāk ieliet destilātu. Destilētu ūdeni ieteicams ieliet arī pēc avārijas iztukšošanas un sistēmas remonta.

Ražotāji piedāvā destilētu ūdeni, kas bagātināts ar inhibitoru piedevām. Tās ievērojami samazina korozijas iespējamību.

Arī šādā destilātā ievada virsmaktīvās vielas (VM). To saturs ūdenī samazina nogulšņu veidošanos uz radiatoru iekšējām virsmām.

VM liek jau esošajiem nogulšņiem atslāņoties (pēc tam tos no sistēmas izvada ar filtra palīdzību), kā arī samazina ūdens ķīmisko aktivitāti. Rezultātā visas blīves un blīvējumi kalpos ilgāk.

Variants #2 – nesasalstošs antifrīzs

Pat destilēts ūdens ar optimālu piedevu komplektu nav brīvs no galvenā trūkuma – sasalšanas pie 0 grādiem pēc Celsija. Speciālais šķidrums metāla apkures radiatoriem ir bez šīs kļūdas, turklāt tam ir zemāka kristalizācijas temperatūra.

Zema temperatūra iedarbojas uz antifrīzu citādi nekā uz ūdeni. Pat pārsniedzot minimālās darba vērtības, šķidrums nekristalizējas un neizplešas, bet pārvēršas želejveida substancē. Tāpēc caurules un radiatori ir aizsargāti no deformācijām un bojājumiem.

Paaugstinoties temperatūrai, sasalušā antifrīza konsistence kļūst šķidrāka, palielinās plūstamības rādītāji, lai gan normālā stāvoklī tie ir par 15% zemāki nekā tradicionālajam konkurentam – ūdenim.

Siltumnesējs tiek piegādāts divās modifikācijas šķirnēs: 1 – ar sasalšanas temperatūru neatšķaidītā stāvoklī -65° un otrs variants -30°

Koncentrētu nesasalstošu sastāvu var atšķaidīt saskaņā ar ražotāja norādījumiem, ņemot vērā vietējos klimatiskos apstākļus. Lai iegūtu šķidrumu ar sasalšanas robežu -30°, atšķaida ar ūdeni uz pusēm, -20° gadījumā viena daļa antifrīza tiek sajaukta ar divām daļām ūdens.

Lielākā daļa sastāvu iztur līdz -65 grādiem. Lielākajā daļā ziemeļu un vidējās joslas teritoriju temperatūra reti nokrītas zem -35, tāpēc antifrīzu bieži atšķaida ar destilētu ūdeni, pazeminot slieksni līdz -40.

Kvalitatīvu šķīdumu ražotāji padara sastāvu pēc iespējas stabilāku, tāpēc tas spēj kalpot līdz 5 gadiem. Pēc tam būs nepieciešama tā pilnīga nomaiņa.

Lai sasniegtu šīs īpašības, nācās upurēt dažas priekšrocības, kādas piemīt ūdenim:

• antifrīza siltumatdeve ir par 15% zemāka, dažreiz tas var radīt nepieciešamību uzstādīt papildu radiatorus vai sekcijas;
• var saturēt toksiskas vielas, tāpēc nedrīkst izmantot antifrīzu 2-kontūru sistēmās, kur sastāvs var nokļūt karstā ūdens padeves kontūrā;
• augsta salīdzinājumā ar ūdeni plūstamība, kuras dēļ nepieciešams izmantot specifiskus hermētiķus, kas spēj novērst noplūdes;
• paaugstināta viskozitāte, kas prasīs jaudīgāka sūkņa izmantošanu – ieteikumus sūkņa izvēlei un desmit labāko modeļu apskatu mēs apskatījām šeit;
• augstāks izplešanās koeficients prasīs palielināta tilpuma izplešanās tvertnes uzstādīšanu.

Izmantojot visu veidu antifrīzus, nedrīkst veikt apkures izvadīšanu ar cinkotām caurulēm, jo, saskarē ar tām, nesasalstošais šķidrums zaudē daļu sākotnējo derīgo īpašību.

Jāatceras, ka apkures kontūra piepildīšanai jāizmanto sastāvs, kas ražots tieši apkures sistēmām. Šķidrumu automašīnu dzinējiem šim nolūkam izmantot nedrīkst.

Nesasalstošu šķidrumu izmantošana par siltumnesējiem liek veikt izmaiņas apkures sistēmas shēmā. Antifrīza viskozitātes dēļ tas lēnāk nodod siltumu apkures ierīcēm, tāpēc labāk palielināt radiatoru sekciju skaitu vai iegādāties ierīces ar lielāku siltumietilpību.

Vēl nepieciešams samazināt berzi cauruļvados, nomainot veidgabalus ar lielāka izmēra analogiem, kas ir par vienu pozīciju lielāki nekā ūdens kontūros izmantotie.

Mūsdienīgās nesasalstošās šķidrumus atkarībā no sastāva var iedalīt trīs galvenajos veidos:

• glicerīna;
• uz propilēnglikola bāzes;
• uz etilēnglikola bāzes.

Apskatīsim katru atsevišķi, lai izvēlētos vispiemērotāko variantu esošajai iekārtai un apstākļiem.

Variants #3 – nesasalstošs šķidrums uz etilēnglikola bāzes

Viens no populārākajiem antifrīziem ieņem savu godpilno vietu veikalu plauktos, pateicoties visdemokrātiskākajai cenai, ņemot vērā vienkāršo ražošanas procesu.

Šķidrumā ir aptuveni 4% piedevu, kas neļauj etilēnglikolam putot augstā temperatūrā. Turklāt tajā ir arī inhibitori, kas neļauj korozijai bojāt metāla virsmas.

Etilēnglikola agresivitātes dēļ līdzekli lieto tikai atšķaidītā veidā, lai aizsargātu cauruļu un radiatoru iekšējo pusi.

Etilēnglikols ir agresīvs pret caurulēm, ierīcēm un savienojumiem, toksisks, bet tam ir labi siltumtehniskie rādītāji

Galvenais etilēnglikola trūkums ir tā toksiskums. Minimāls šīs vielas daudzums cilvēka organismā var izraisīt nopietnas veselības problēmas. Tāpēc visai apkures sistēmai jābūt ar augstāko hermētiskuma pakāpi.

Vēl viens trūkums etilēnglikola lietošanā ir pastāvīga temperatūras kontrole. Ja katls uzsildīs šķidrumu līdz temperatūrai, kas ir tuvu viršanas punktam, sastāvs sāks sadalīties, veidojot cietas nogulsnes un izdalot skābes, kas postoši iedarbojas uz visu apkures iekārtu.

Minētais antifrīzs ir piemērots tikai tām sistēmām, kurās var precīzi uzturēt temperatūras režīmu, bet ne visas apkures iekārtas ir aprīkotas ar šādu iespēju.

Variants #4 – šķidrums uz propilēnglikola bāzes

Tas ir mūsdienīgāks antifrīzs, kas ir atbrīvojies no dažiem etilēnglikola trūkumiem.

Priekšrocības:

• nav toksisks – sastāvā ir piedevas, kuras izmanto pārtikas rūpniecībā;
• var izmantot divkontūru sistēmās, jo pat nejauša piejaukšana dzeramā ūdens kontūrā nekaitēs cilvēka veselībai;
• augstāki siltumtehniskie rādītāji;
• tiek ekspluatēts 10 gadus;
• darbojas apkures kontūrā pēc smērvielas principa, kas samazina hidraulisko pretestību cauruļvadā un paaugstina sistēmas efektivitāti.

Tomēr vienu trūkumu nav izdevies novērst – tā ir nesaderība ar cinku. Speciālās piedevas zaudē īpašības, plūstot pa cinkotām caurulēm. Vēl viens relatīvs trūkums ir divreiz augstāka cena.

Variants #5 – glicerīna antifrīzs

Glicerīna antifrīzs tiek pielīdzināts ūdenim, jo tas ir tuvs ideālam īpašību kopumam, taču tajā pašā laikā tiek kritizēts. Viedokļi atšķiras, tāpēc ir jēga izklāstīt visus momentus.

Glicerīna sastāva atbalstītāji izceļ šādas priekšrocības:

• ekoloģiski tīrs un drošs šķīdums;
• plašs darba temperatūru diapazons – -30+100;
• sasalstot izplešas minimāli;
• nav agresīvs pret cinkotām caurulēm un radiatoriem;
• maksā lētāk nekā propilēnglikols;
• kalpošanas laiks 7-10 gadi.

Glicerīna bāzes variants nav sprādzienbīstams un nedeg. Būtisks pluss ir tas, ka tas praktiski nebojā blīves.

Glicerīna antifrīza sastāvā ir iekļautas sintētiskās piedevas, pateicoties kurām ievērojami samazināta šķidruma korozīvā aktivitāte

To vidū, kas ir pret šo siltumnesēju, valda šādi argumenti:

• liels svars, kas rada papildu slodzi caurulēm;
• kvalitātes standartu trūkums glicerīna maisījumiem;
• pārkarstot un iztvaicējot ūdeni, zaudē savas īpašības, pārvēršoties par želejveida masu ar sacietējumiem;
• paaugstināta putošanās;
• temperatūrā virs 90 grādiem var sākt sadalīties;
• zemāka siltumietilpība salīdzinājumā ar propilēnglikolu;
• paaugstinātas viskozitātes dēļ veicina ātrāku iekārtu nolietošanos.

Jāpiezīmē, ka dažās valstīs, kurās etilēnglikols ir aizliegts, glicerīna siltumnesēju ražošanas vispār nav. Sakarā ar pretrunām glicerīna šķidruma lietošanā, atbildība par tā izmantošanu pilnībā gulstas uz saimnieku.

Glicerīna bāzes antifrīzs – variants ar lielu plusu skaitu, bet cena un augstā viskozitāte liek aizdomāties pirms pirkšanas

Variants #6 – siltumnesējs elektrodu katlam

Šāda veida iekārta ir jāatzīmē atsevišķi, jo elektrodu katli prasa īpašu siltumnesēja veidu. Tajā pašā laikā šķidrums tiek uzkarsēts, izmantojot jonizāciju no maiņstrāvas iedarbības.

Antifrīzam ir jābūt noteiktam ķīmiskam sastāvam, kas spētu nodrošināt trīs nosacījumus: pareizas elektriskās pretestības, elektrovadītspējas un jonizācijas vērtības.

Elektrodu katlu ražotāji sniedz savas stingras rekomendācijas par konkrētu siltumnesēju marku izmantošanu. Tāpēc antifrīzu jāizvēlas īpaši rūpīgi, lai nezaudētu garantiju.

Katrs elektrodu katla modelis ir ierobežots ar noteiktām siltumnesēja markām. Izmantojot citu sastāvu, ražotājs patur tiesības nepildīt garantijas saistības.

Ieteikumi līdzekļa izvēlei

Jāņem vērā ne tikai siltumnesēju īpašības apkures sistēmai, bet arī iekārtas konfigurācija, lai padarītu apkuri drošu un efektīvu.

Ja esat nolēmis izmantot antifrīzu, apskatīsim apstākļus, kuros tā lietošana ir izslēgta:

• sildīšanas temperatūras regulatora trūkums katlā;
• izmantojot blīves no linu tinuma ar eļļas apstrādi;
• apkures kontūrā izmantotas caurules, radiatori, noslēgarmatūra ar cinkotu virsmu;
  - atvērta tipa apkures sistēma

Ūdens iztvaikošana no nesasalstoša šķidruma var mainīt īpašības, un etilēnglikola tvaiki ir toksiski.

Ievērojot šādus noteikumus, īpašnieki varēs izvairīties no vairākām nepatikšanām, nepareizi lietojot nesasalstošus šķidrumus:

• blīvējuma vietās linu pakulas jāieeļļo ar blīvējuma pastu;
• sekciju radiatori jāizjauc, lai nomainītu blīves uz teflona vai paronīta blīvēm;
• neizmantot automātiskos gaisa nosūcējus (liekā gaisa izlaišanai labāk uzstādīt Majevska krānus manuālai regulēšanai);
• radiatoriem un caurulēm jābūt ar palielinātu tilpumu un diametru;
• palielinātas jaudas cirkulācijas sūkņa esamība;
• uzstādīt membrānas izplešanās tvertni ar palielinātu tilpumu.

Antifrīzu apkures sistēmā ielej tikai pēc kvalitatīvas apkures kontūra skalošanas, kurai labāk izmantot īpašus sastāvus. Visu iedzīvotāju drošības nolūkos eksperti iesaka izmantot propilēnglikolu.

Katlu nedrīkst uzreiz pēc sistēmas piepildīšanas ar siltumnesēju iestatīt uz maksimālo jaudu. Temperatūra jāpaaugstina pakāpeniski. Tas nepieciešams, lai antifrīzs sasniegtu optimālus darba parametrus un izplestos normas robežās.

Lai izvēlētos piemērotu siltumnesēju, jāņem vērā cauruļu, katla iekārtas un citu faktoru īpašības.

Atšķaidot šķidrumu ar ūdeni, nedrīkst pieļaut koncentrāciju virs -20 grādiem. Pārmērīgs ūdens daudzums izraisīs katlakmens nogulsnēšanos un glikola darba īpašību izmaiņas. Atšķaida tikai ar destilētu ūdeni.

Kā noteikt siltumnesēja tilpumu?

Vienkāršākais veids ir izmantot ūdens skaitītāju vai ūdens patēriņa mērītāju. Tāds ir gandrīz katrā mājā vai dzīvoklī ar centralizētu ūdensapgādi.

Pirms mērījumu sākšanas apkures kontūrs ir pilnībā jāiztukšo. Pēc tam tiek nolasīti skaitītāja rādījumi un sistēma sāk pildīties ar nelielu ūdens spiedienu. Tas nepieciešams, lai nerastos gaisa kabatas, kas izkropļo rādījumus.

Tiklīdz apkures cauruļvads ir piepildīts ar ūdeni, vēlreiz jānolasa ūdens skaitītāja rādījumi. Jāatceras, ka 1 kubikmetrs ir 1000 litru, un jāiegādājas atbilstošs šķidruma daudzums.

Otrs veids ir mazāk ērts, bet efektīvs, ja nav skaitītāja. Piepildītā sistēma tiek iztukšota caur mērtrauku (tvertni vai noteikta tilpuma spaini). Galvenais – neapjukt ar spaiņu skaitu.

Vēl viena metode – matemātiskā. Kā sākotnējie dati tiek ņemtas radiatoru un izplešanās tvertnes tilpumu vērtības, cauruļu diametri, katla siltummaiņa tilpums. Izmantojot vienkāršas ģeometriskas un aritmētiskas formulas, var aprēķināt galīgo tilpumu.

Detalizētus aprēķinu piemērus katram apkures sistēmas elementam mēs esam apskatījuši šādos mūsu rakstos:

• Caurules tilpuma aprēķins: aprēķinu principi un noteikumi aprēķinu veikšanai litros un kubikmetros
• Atvērtā tipa izplešanās tvertne apkurei: uzbūve, mērķis, galvenie veidi + padomi tvertnes aprēķināšanai

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Video iepazīstinās ar speciālista viedokli par to, vai ir vērts mainīt ūdeni pret nesasalstošu šķidrumu:

Detalizēta apkures sistēmas piepildīšanas ar siltumnesēju īpatnību analīze un ieteikumi pareizai sistēmas iedarbināšanai nākamajā video:

Minētie fakti atklāj pilnu informācijas ainu ikvienam saimniekam, kurš izlemj par siltumnesēja izvēli. Viņš zinās, kāds šķidrums viņam nepieciešams, kādi apstākļi ir nepieciešami tā lietošanai un kā tos radīt.

Un kāds šķidrums cirkulē jūsu apkures sistēmā? Kāpēc jūs izvēlējāties tieši šo siltumnesēju un vai esat apmierināti ar tā ekspluatāciju? Dalieties savās domās komentāru blokā.

Vai arī jūs tikai izlemjat par siltumnesēja veidu, un atbildes uz radušajiem jautājumiem neatradāt šajā rakstā? Uzdodiet savus jautājumus komentāros – mēs centīsimies jums palīdzēt.