Kakav bi trebao biti nosač topline za sustave grijanja: parametri tekućine za radijatore

Unatoč promicanju alternativnih metoda grijanja prostorija, u velikoj većini slučajeva kao glavni izvor topline pojavljuje se tekući krug grijanja. Zbog ekonomičnosti i učinkovitosti, on je optimalan u uvjetima dugih zima karakterističnim za naše geografske širine.

Nedostatak je što se voda može smrznuti. Zbog toga se, osim nje, koristi i nosač topline koji se ne smrzava za sustave grijanja, koji zamjenjuje vodu. U ovom ćemo se članku pobliže upoznati s njegovim glavnim vrstama, razmotriti njihove značajne prednosti i osnovne nedostatke.

Također ćemo dati algoritam za izračun potrebnog volumena nosača topline za određeni sustav i preporuke za odabir vrste tekućine za krugove grijanja.

Popis zahtjeva za nosač topline

Glavni zadatak tekućine u cijevima je prijenos toplinske energije od kotla do radijatora.

Kako bi sustav grijanja bio siguran i energetski učinkovit, nosač topline mora odgovarati nizu važnih zahtjeva, uključujući:

• očuvanje cijevi od korozije;
• kemijska inertnost prema brtvama ugrađenim u cjevovod;
• raspon radnih temperatura koji odgovara cijevima prema radnim parametrima (od smrzavanja do vrenja);
• visok toplinski kapacitet kako bi se akumuliralo što više topline;
• minimalna sklonost stvaranju kamenca;
• potpuna sigurnost: nema ispuštanja otrovnih para i maksimalna otpornost na eksploziju i vatru;
• stabilan kemijski sastav – tekućina se ne smije razlagati i mijenjati svoja fizikalna svojstva pod utjecajem visokih temperatura.

A sada glavno pitanje: koji antifriz za moderne sustave grijanja odgovara svim zahtjevima?

Odgovor može razočarati, ali danas u prirodi ne postoji takva tekućina. Tako idealan kemijski sastav još nije stvoren. Stoga je pitanje odabira optimalne varijante vrlo aktualan zadatak danas.

Kada je potrebno primijeniti antifriz?

Prije nego što krenemo razmatrati alternativne tekućine, ne treba zanemariti vodu. Ako se grijanje ugrađuje u kuću u kojoj stanari stalno žive, voda će biti jedna od najsigurnijih i najpouzdanijih opcija.

Ona kao nosač topline ima optimalne parametre za cirkulaciju krugovima sustava grijanja.

Međutim, na vrhuncu zimskih mrazeva, najmanja kristalizacija vode može uzrokovati ozbiljnu nesreću s uništenjem cjevovoda i dijelova opreme za grijanje.

Ako se radi o vikendici u koju se povremeno dolazi, ili kada vikendom obitelj često napušta svoje boravište, ostavljajući grijanje bez nadzora, tada korišteni nosač topline mora biti otporan na interval niskih temperatura karakterističan za područje.

Samo za korištenje kemijskih spojeva kao prijenosnika toplinske energije potrebno je pripremiti krugove grijanja. Sustav mora biti potpuno hermetički zatvoren, jer je tekućina u različitoj mjeri otrovna i zapaljiva.

U krugovima grijanja ne smiju se koristiti antifrizi “u čistom obliku”. Budući da su nerazrijeđeni sastavi sredstava protiv smrzavanja agresivni i skloni poticanju razvoja korozije, razrjeđuju se vodom.

Vlasnik mora uzeti u obzir da tekućinu koja ne smrzava treba povremeno mijenjati, što nosi dodatne troškove.

Neki modeli kotlovske opreme imaju specifične preporuke za korištenje rashladne tekućine određene marke. Ako se upotrijebi tekućina drugog sastava, može se izgubiti jamstvo na kotao.

Pregled traženih nosača topline

Kako biste se zaštitili, detaljnije se upoznajemo sa svakom vrstom rashladne tekućine.

Varijanta #1 – voda s dodacima

U 70% modernih sustava koristi se voda, uključujući njezine modificirane sastave s primjenom dodataka.

Čime se objašnjava takva popularnost:

• potpuna bezopasnost – propuštanje može uzrokovati samo kućne poteškoće;
• najveći toplinski kapacitet – oko 1 cal/g*C (svaka litra vode može prenijeti više topline nego bilo koja druga tekućina);
• jeftinoća i dostupnost – voda ima minimalan trošak u usporedbi s antifriznim sastavima. U svakom trenutku vodni sustav može se nadopuniti bez značajnih utroška vremena, rada i novca.

Istina, nije poželjno provoditi zamjenu vode u krugu grijanja bez valjanog razloga. Pri zagrijavanju oslobađa se soli i kisika.

Voda koja je nekoliko puta prokuhana u kotlu više nema isti sastav i količinu soli kao pri ulijevanju u sustav. Za razliku od nove količine, gotovo je lišena slobodnog kisika.

Ne treba često provoditi zamjenu vode u krugovima grijanja kako se na stijenkama cijevi i unutarnjoj površini armature ne bi taložio kamenac

Naličje medalje je sljedeće:

• Relativno visoka temperatura smrzavanja, stoga se sustav vodenog grijanja ne smije ostaviti bez nadzora (u suprotnom, pri smrzavanju i širenju voda može rastrgati cijevi i radijatore);
• Soli sadržane u sastavu mogu izazvati naslage na cijevima i grijaćim elementima, što smanjuje oslobađanje topline i ukupnu učinkovitost sustava;
• Voda je oksidans, a otopljeni kisik u njoj može uzrokovati koroziju metalnih elemenata grijanja, uključujući radijatore.

S temperaturom smrzavanja ništa se ne može učiniti, ali ostala negativna svojstva mogu se znatno smanjiti. Za početak se može smanjiti koncentracija soli korištenjem omekšavanja. Smanjiti količinu hidrokarbonatnih soli može se kuhanjem.

Natrijev ortofosfat, koji se može kupiti u trgovini, omogućuje omekšavanje vode. Pritom se mora paziti na pravilno doziranje, jer višak reagensa može negativno utjecati na toplinsko-tehnička svojstva vode.

Kako se ne bi mučili s doziranjem, može se koristiti destilirana voda, ali ona će koštati red veličine više. Sada se ne treba brinuti da će se radijatori začepiti kamencem. Kako bi se prevarilo i uštedjelo, može se koristiti otopljena ili kišnica.

Već je prirodno destilirana. No njezina čistoća može biti samo djelomična. Mogla je upiti atmosferska onečišćenja, ali će u svakom slučaju biti puno mekša od vode iz bunara, zdenaca ili slavine.

Kako bi se očuvalo tehničko stanje cijevi, armature i opreme, u krug grijanja bolje je uliti destilat. Destiliranu vodu također je bolje uliti nakon hitnog ispuštanja i popravka sustava.

Proizvođači nude destiliranu vodu obogaćenu inhibitorskim dodacima. Oni znatno smanjuju vjerojatnost korozije.

Također se u takav destilat dodaju površinski aktivne tvari (PAT). Njihov sadržaj u vodi minimizira stvaranje naslaga na unutarnjim površinama radijatora.

PAT uzrokuje ljuštenje postojećih naslaga (uz naknadno uklanjanje iz sustava pomoću filtra), a također smanjuje kemijsku aktivnost vode. Kao rezultat, sve brtve i brtvila trajat će duže.

Varijanta #2 – antifriz koji se ne smrzava

Čak ni destilirana voda s optimalnim setom dodataka nije lišena glavnog nedostatka – smrzavanja na 0 stupnjeva Celzija. Posebna tekućina za metalne radijatore grijanja nema taj nedostatak, a ima i nižu temperaturu kristalizacije.

Niska temperatura djeluje na antifriz drugačije nego na vodu. Čak i kada se premaše minimalne radne vrijednosti, tekućina ne kristalizira niti se širi, već se pretvara u gelastu tvar. Stoga su cijevi i radijatori zaštićeni od deformacija i oštećenja.

Povećanjem temperature konzistencija zgusnutog antifriza postaje tekuća, povećava se indeks tečljivosti, iako su u normalnom stanju oni 15% niži nego kod tradicionalnog suparnika – vode.

Toplinski medij isporučuje se u dvije modifikacijske varijante: 1 – s temperaturom smrzavanja u nerazrijeđenom stanju -65° i druga varijanta -30°

Koncentrirani sastav protiv smrzavanja može se razrijediti prema uputama proizvođača, uzimajući u obzir lokalne klimatske uvjete. Za dobivanje tekućine s granicom smrzavanja od -30° razrijedi se s vodom napola, za -20° jedan dio antifriza miješa se s dva dijela vode.

Većina sastava podnosi do -65 stupnjeva. Na većini područja sjevera i srednjeg pojasa temperatura rijetko pada ispod -35, stoga se antifriz često razrjeđuje destiliranom vodom, snižavajući prag na -40.

Proizvođači kvalitetnih otopina čine sastav maksimalno stabilnim, stoga može trajati do 5 godina. Nakon toga bit će potrebna njegova potpuna zamjena.

Kako bi se postigla ova svojstva, moralo se žrtvovati neke prednosti koje ima voda:

• prijenos topline antifriza je 15% niži, ponekad to može dovesti do potrebe za ugradnjom dodatnih radijatora ili sekcija;
• može sadržavati otrovne tvari, stoga se antifriz ne smije koristiti u dvokružnim sustavima gdje sastav može dospjeti u krug opskrbe toplom vodom;
• veća tečnost u usporedbi s vodom, zbog koje je potrebno koristiti specifična brtvila koja mogu spriječiti curenje;
• povećana viskoznost, koja će zahtijevati korištenje snažnije pumpe – preporuke za odabir pumpe i pregled deset najboljih modela razmotrili smo ovdje;
• viši koeficijent širenja zahtijevat će ugradnju ekspanzijske posude povećanog volumena.

Pri korištenju svih vrsta antifriza ne smije se izvoditi razvod grijanja pocinčanim cijevima, jer u kontaktu s njima tekućina koja ne smrzava gubi dio izvornih korisnih svojstava.

Treba imati na umu da za punjenje kruga grijanja treba koristiti sastav koji se proizvodi posebno za sustave grijanja. Tekućina za automobilske motore ne smije se koristiti u tu svrhu.

Korištenje tekućina koje se ne smrzavaju kao toplinskih nosača zahtijeva izmjene u shemi sustava grijanja. Zbog viskoznosti antifriza on sporije prenosi toplinu na grijaća tijela, stoga je bolje povećati broj sekcija radijatora ili nabaviti uređaje s većim toplinskim kapacitetom.

Također je potrebno smanjiti trenje u cjevovodima zamjenom fittinga s većima za jednu veličinu u odnosu na one koji se koriste u vodenim krugovima.

Suvremene tekućine koje se ne smrzavaju, ovisno o sastavu, mogu se podijeliti u tri glavne vrste:

• glicerinske;
• na bazi propilen glikola;
• na bazi etilen glikola.

Razmotrit ćemo svaku zasebno kako bismo odabrali najprikladniju opciju za postojeću opremu i uvjete.

Varijanta #3 – antifriz na bazi etilen glikola

Jedan od najpopularnijih antifriza zauzima svoje počasno mjesto na policama trgovina zahvaljujući najpovoljnijoj cijeni zbog jednostavnog procesa proizvodnje.

Tekućina sadrži oko 4% aditiva koji sprječavaju pjenjenje etilen glikola pri visokim temperaturama. Također uključuje inhibitore koji sprječavaju koroziju da napadne metalne površine.

Zbog agresivnosti etilen glikola, sredstvo se koristi samo u razrijeđenom obliku kako bi se zaštitila unutarnja strana cijevi i radijatora.

Etilen glikol je agresivan prema cijevima, uređajima i spojevima, otrovan je, ali ima dobre toplinsko-tehničke karakteristike.

Glavni nedostatak etilen glikola je njegova toksičnost. Minimalna količina ove tvari u ljudskom tijelu može izazvati ozbiljne zdravstvene probleme. Stoga cijeli sustav grijanja mora imati najviši stupanj brtvljenja.

Još jedan nedostatak u korištenju etilen glikola je stalna kontrola temperatua. Ako kotao zagrijava tekućinu do temperature bliske točki vrenja, sastav će se početi razlagati s taloženjem čvrstog taloga i oslobađanjem kiselina, što djeluje destriktivno na svu opremu za grijanje.

Navedeni antifriz prikladan je samo za one sustave u kojima se može precizno održavati temperaturni režim, ali nije sva kotlovska oprema opremljena takvom mogućnošću.

Varijanta #4 – tekućina na bazi propilen glikola

Ovo je modernijiji antifriz koji se riješio nekih nedostataka etilen glikola.

Prednosti:

• nije toksičan – u sastavu su aditivi koji se koriste u prehrambenoj industriji;
• može se koristiti u dvokružnim sustavima, jer čak i slučajno miješanje u pitki krug neće naštetiti zdravlju čovjeka;
• viša toplinsko-tehnička svojstva;
• koristi se 10 godina;
• djeluju u krugu grijanja po principu podmazivanja, što smanjuje hidraulički otpor u cjevovodu i povećava učinkovitost sustava.

No, jedan nedostatak nije se uspio otkloniti – to je nekompatibilnost s cinkom. Posebni aditivi gube svojstva pri protjecanju kroz pocinčane cijevi. Još jedan relativni nedostatak je dvostruko viša cijena.

Varijanta #5 – glicerinski antifriz

Glicerinski antifriz izjednačava se s vodom, kao blizak idealnom skupu svojstava, ali istovremeno biva kritiziran. Mišljenja su podijeljena, stoga ima smisla iznijeti sve točke.

Pristaše glicerinskog sastava ističu sljedeće prednosti:

• ekološki čista i sigurna otopina;
• širok radni temperaturni raspon – -30+100;
• pri smrzavanju širi se na minimalne vrijednosti;
• nije agresivan prema pocinčanim cijevima i radijatorima;
• košta manje od propilenglikola;
• vijek trajanja 7-10 godina.

Varijanta na bazi glicerina nije eksplozivna i ne gori. Značajan plus je taj što praktički ne uništava brtve.

U sastav antifriza na bazi glicerina uvedeni su sintetički dodaci, zahvaljujući kojima je znatno smanjena korozijska aktivnost tekućine

Među onima koji su protiv ovog toplinskog medija, kruže sljedeći argumenti:

• velika masa, što uzrokuje dodatno opterećenje na cijevi;
• nedostatak standarda kvalitete za glicerinske smjese;
• pri pregrijavanju i isparavanju vode gubi svoja svojstva, pretvarajući se u gelastu masu s otvrdnućima;
• povećano pjenjenje;
• pri temperaturi iznad 90 stupnjeva može se početi razgrađivati;
• niža toplinski kapacitet u usporedbi s propilenglikolom;
• zbog povećane viskoznosti doprinosi bržem trošenju opreme.

Valja napomenuti da u nekim zemljama, gdje je etilenglikol zabranjen, proizvodnje glicerinskih toplinskih medija uopće nema. Zbog proturječja u korištenju glicerinske tekućine, odgovornost za njezino korištenje u potpunosti pada na vlasnika.

Antifriz na bazi glicerina – varijanta s velikim brojem prednosti, ali cijena i visoka viskoznost tjeraju na razmišljanje prije kupnje

Varijanta #6 – nosač topline za elektrodni kotao

Ovu vrstu opreme potrebno je posebno istaknuti, jer elektrodni kotlovi zahtijevaju posebnu vrstu toplinskog medija. Pritom se tekućina zagrijava ionizacijom pod utjecajem izmjenične struje.

Antifriz mora imati određeni kemijski sastav, koji bi mogao osigurati tri uvjeta: točne vrijednosti električnog otpora, električne vodljivosti i ionizacije.

Proizvođači elektrodnih kotlova daju vlastite stroge preporuke za korištenje određenih marki toplinskog nosača. Stoga antifriz treba odabrati s posebnom pažnjom kako se ne bi izgubilo jamstvo.

Svaki model elektrodnog kotla ograničen je na određene marke toplinskog nosača. Korištenjem drugog sastava proizvođač zadržava pravo da ne ispuni jamstvene obveze.

Preporuke za odabir sredstva

Potrebno je uzeti u obzir ne samo karakteristike toplinskih nosača za sustav grijanja, već i konfiguraciju opreme kako bi grijanje bilo sigurno i učinkovito.

Ako ste odlučili koristiti antifriz, razmotrimo uvjete u kojima je njegova uporaba isključena:

• nepostojanje regulatora temperature grijanja u kotlu;
• pri korištenju brtvi od lanene podloške s uljnom obradom;
• u krugu grijanja korištene su cijevi, radijatori, zaporni ventili s pocinčanom površinom;
  - sustav grijanja otvorenog tipa

Isparavanje vode iz tekućine koja se ne smrzava može promijeniti svojstva, a pare etilen glikola su otrovne.

Poštivanje sljedećih pravila omogućit će vlasnicima da izbjegnu niz neugodnosti pri nepravilnoj uporabi tekućina koje se ne smrzavaju:

• na mjestima brtvila potrebno je premazati lanenu kučinu brtvenom pastom;
• sekcijske radijatore treba rastaviti kako bi se zamijenilo brtvljenje brtvama od teflona ili paronita;
• ne koristiti automatske odzračivače (za ispuštanje viška zraka bolje je ugraditi Mayevsky ventile za ručno podešavanje);
• radijatori i cijevi trebaju imati povećan volumen i promjer;
• prisutnost cirkulacijske pumpe povećane snage;
• ugraditi membranski ekspanzijski spremnik s povećanim volumenom.

Antifriz se ulijeva u sustav grijanja tek nakon kvalitetnog ispiranja kruga grijanja, za koje je bolje koristiti posebne pripravke. Radi sigurnosti svih stanara, stručnjaci preporučuju korištenje propilen glikola.

Kotao se ne smije odmah nakon punjenja sustava toplinskim nosačem dovesti na vršnu snagu. Temperaturu je potrebno povećavati postuno. To je potrebno kako bi antifriz postigao optimalne radne karakteristike i proširio se u granicama normale.

Da biste odabrali odgovarajući toplinski nosač, potrebno je uzeti u obzir svojstva cijevi, kotlovske opreme i druge čimbenike.

Kad se tekućina razrjeđuje vodom, ne smije se dopustiti koncentracija viša od -20 stupnjeva. Višak vode dovest će do taloženja kamenca i promjene radnih svojstava glikola. Razrjeđuje se samo destiliranom vodom.

Kako odrediti volumen nosača topline?

Najjednostavniji način je uporaba vodomjera ili mjerača protoka vode. Takav uređaj postoji gotovo u svakoj kući ili stanu s centraliziranom opskrbom vodom.

Prije početka mjerenja potrebno je potpuno isprazniti krug grijanja. Zatim se očitavaju podaci na mjeraču i počinje punjenje sustava s malim pritiskom vode. To je potrebno kako ne bi bilo zračnih džepova koji iskrivljuju očitanja.

Čim je cjevovod grijanja napunjen vodom, potrebno je ponovno očitati vodomjer. Treba zapamtiti da je 1 kubni metar 1000 litara i nabaviti odgovarajuću količinu tekućine.

Drugi način je manje prikladan, ali učinkovit kada nema mjerača. Napunjeni sustav se prazni kroz mjernu posudu (spremnik ili kantu određenog volumena). Glavno je ne pogriješiti s brojem kanti.

Još jedna metoda je matematička. Kao ulazni podaci uzimaju se vrijednosti volumena radijatora i ekspanzijske posude, promjera cijevi, volumen izmjenjivača topline kotla. Koristeći jednostavne geometrijske i aritmetičke formule može se izračunati konačni volumen.

Detaljne primjere izračuna svakog elementa sustava grijanja razmotrili smo u sljedećim člancima:

• Izračun volumena cijevi: principi izračuna i pravila provođenja izračuna u litrama i kubičnim metrima
• Ekspanzijska posuda za grijanje otvorenog tipa: uređaj, namjena, osnovne vrste + savjeti za izračun posude

Zaključci i koristan video na temu

Video će Vas upoznati s mišljenjem stručnjaka o tome isplati li se zamijeniti vodu tekućinom koja ne smrzava:

Detaljna analiza značajki punjenja sustava grijanja toplinskim medijem i preporuke za ispravno pokretanje sustava u sljedećem videu:

Navedene činjenice otkrivaju potpunu informacijsku sliku za svakog vlasnika koji se odlučuje za izbor toplinskog medija. On će znati koja mu tekućina treba, koji su uvjeti potrebni za njezinu uporabu i kako ih stvoriti.

A koja tekućina cirkulira u Vašem sustavu grijanja? Zašto ste odabrali baš taj toplinski medij i jeste li zadovoljni njegovim korištenjem? Podijelite svoje mišljenje u odjeljku za komentare.

Ili se tek odlučujete za vrstu toplinskog medija, a odgovore na pitanja koja su se pojavila niste pronašli u ovom članku? Postavite svoja pitanja u komentarima – mi ćemo Vam pokušati pomoći.