Obsah článku
- Co je špatného na běžné vodě
- Odolnost proti mrazu chladicí kapaliny
- Problém snižování tepelné kapacity
- Ochrana hliníkových radiátorů
- Speciální přísady a skladovatelnost
- Problematika toxicity a likvidace chladicího média
- Pravidla pro přípravu chladicího média
V hydraulických topných systémech není nutné používat vodu jako topné médium. V závislosti na způsobu použití a typu systému lze použít kapaliny se zvláštními vlastnostmi, například s nízkou teplotou tuhnutí nebo chemickou inertností..
Co je špatného na běžné vodě
Osvědčená světová praxe používání vody jako nosiče tepla pro topné systémy je vysvětlena její levností a dostupností. Současně moderní chemický průmysl nabízí řadu alternativních látek a sloučenin, které při vyšších nákladech postrádají hlavní nevýhody běžné vody..
V důsledku nekonzistentního režimu topení je nejčastěji vyžadována výměna vody za speciální tepelný nosič. Při negativních teplotách voda zamrzne a expanduje v objemu, což ve většině případů způsobuje destrukci potrubí a tepelného výměníku kotle. Mnoho chladiv, nazývaných nemrznoucí směsi, tuto vlastnost nemají: dokonce i při teplotách pod -30 ° C se jejich viskozita pouze zvyšuje, ale bez nezvratných důsledků pro systém.
Zničený litinový radiátor po zamrznutí vody
Mezi další nevýhody vody patří agresivita vůči kovům a schopnost způsobovat korozi. Voda také dobře rozpouští kyslík, a proto je v uzavřeném systému dodávky tepla možná tvorba plynu s vytvářením vzduchových uzávěrů. Nakonec je voda schopna rozpustit soli a minerály, což se odráží ve tvorbě okují na vnitřních površích tepelného výměníku..
Odolnost proti mrazu chladicí kapaliny
Jedna ze dvou největších skupin speciálních kapalin pro přenos tepla je založena na propylenglykolu (PG), bezbarvé viskózní kapalině s teplotou tání -60 ° C. Kapaliny na bázi této látky mohou při různých teplotách mrznout, požadovaný práh je určen klimatickými a dalšími provozními podmínkami zařízení.
Nosič tepla na bázi propylenglykolu
Existuje další třída sloučenin – na bázi ethylenglykolu (EG). A i když tato látka má poměrně vysokou teplotu tání, její směs s vodou je schopna udržet kapalnou fázi při ochlazení na -50 ° C. Stejně jako v případě SG se bod tuhnutí chladicí kapaliny může měnit v závislosti na poměru počátečních složek směsi v souladu s požadavky na kvalitu chladicí kapaliny..
Tepelný nosič na bázi ethylenglykolu
Pokud je z chladicího média požadována pouze schopnost udržovat tekutost při nízkých teplotách, pak jsou kompozice založené na GHG v tomto ohledu mnohem výhodnější pro ekonomiku a řadu dalších úvah, které budou zvažovány níže. V tomto případě nemusí chladicí kapalina odpovídat značce kritické teploty. Namísto naplnění systému drahým koncentrátem, můžete poskytnout zařízení pro udržování přijatelné teploty, například elektrický topný prvek, zatímco se nalévá zředěná nemrznoucí směs.
Problém snižování tepelné kapacity
Jedním z prvních předpokladů pro zavedení speciálních chladiv byla myšlenka použití vodného roztoku glycerinu jako takového. Předpokládalo se, že v důsledku vyšší hustoty by takové složení poskytovalo zvýšené odvádění tepla z tepelného generátoru, čímž by se snížilo úniky parazitů výfukovými plyny. Myšlenka se však neospravedlnila: z přehřátí polymeruje glycerin, uvolňuje toxický plyn a jeho termofyzikální vlastnosti navíc nebyly nejvýraznější. Podobná situace je u moderních nemrznoucích směsí: jak se ukázalo, v přírodě není více teplo absorbující kapaliny než voda, s výjimkou toxického a reaktivního amoniakového hydrátu.
Proto je názor, že moderní speciální chladicí kapaliny zvyšují účinnost jednotky na výrobu tepla, absolutním mýtem. Prohlášení výrobců o zvýšené tepelné kapacitě by měla být posuzována ze subjektivního hlediska, nejedná se pouze o pokusy odstranit vlastní nedostatek nemrznoucí směsi.
Jeden z nejvýhodnějších z hlediska tepelné kapacity nemrznoucích směsí je považován za vodný roztok mravenčanu draselného. Tepelné nosiče na takovém základě mají ve skutečnosti vyšší tepelnou kapacitu ve srovnání s SG a EG, ale rozsah jejich použití je omezen na uzavřené systémy. Faktem je, že v přítomnosti kyslíku se mravenčan postupně rozkládá, jinými slovy, v otevřeném systému chladivo relativně rychle ztrácí své vlastnosti. Současně se již dlouho používají mravenčanská nemrznoucí směs a kromě nízkého bodu tání mají také vlastnosti inhibitoru koroze..
Ochrana hliníkových radiátorů
Pokud jsou ve vytápěcím systému použity hliníkové radiátory, existuje vysoké riziko postupné koroze jejich vnitřního povrchu. Tento problém je odborníkům v oblasti vytápění dobře znám: voda reaguje mimořádně aktivně s hliníkem, zejména při zahřívání. Za normálních podmínek oxidační reakce postupně mizí v důsledku pasivace kovového povrchu oxidovým filmem, avšak v topném systému se kapalina neustále pohybuje, zatímco mechanické částice, které se v ní suspendují, odlupují vytvořený film, takže stěna tělesa chladiče neustále ztenčuje.
Hliníková koroze chladiče
Zřejmou cestou z této situace je nahradit vodu neaktivní kapalinou, která tvoří většinu speciálních chladiv. Kromě skutečnosti, že základní materiály (PG a EG) nevykazují tendenci k chemickým reakcím s kovy, speciální přísady eliminují riziko, že se nevázaná voda dostane do kontaktu s hliníkem.
Rozhodnutí nahradit vodu nemrznoucí směsí pouze kvůli problému hliníkových radiátorů je však neopodstatněné. Doba účinného používání chladicí kapaliny je omezená, je třeba ji pravidelně měnit. Proto je z čistě ekonomického hlediska výhodnější nahradit hliníkové radiátory bimetalickými nebo vytápěcí systém vybavit úpravnou vody a mechanickou filtrační jednotkou pro odstranění pevných nerozpuštěných nečistot.
Speciální přísady a skladovatelnost
Glykoly samy o sobě neztrácí své vlastnosti v průběhu času, alespoň během použití uvnitř topného systému. Kromě základu však nemrznoucí směs také obsahuje balíček přísad, které zlepšují chemické a někdy termofyzikální vlastnosti kapaliny..
Přesné složení aditivního balení není oznámeno žádným z výrobců. Na jedné straně je to kvůli obchodnímu tajemství, na druhé straně s obezřetným znepokojením z nekompatibility s jinými značkami nemrznoucí směsi. Propylenglykol a ethylenglykol se spolu dobře promíchají, to samé platí pro jejich vodné roztoky. Právě při přítomnosti různých přísad při míchání různých nemrznoucích směsí však může docházet k takovým jevům, jako je tvorba hustých inkluzí, koagulace a srážení sedimentu, jakož i pěnění, a typ báze chladicího média nehraje rozhodující roli..
Přítomnost přísad je také způsobena omezenou životností chladiva. Nemrznoucí směs může být skladována v uzavřené nádobě a za doporučených podmínek po relativně dlouhou dobu, ale při provozu si zachovává své vlastnosti od 3 do 7 let. Náklady na složení jsou do značné míry určovány požadovanou frekvencí jeho nahrazování: čím méně, tím dražší.
Problematika toxicity a likvidace chladicího média
Ethylenglykol je toxická látka a nemrznoucí směs je také velmi toxická. V tomto případě jsou cesty vstupu jedu do těla zcela odlišné: přes zažívací trakt, kůži, plíce a sliznice. Nebezpečí nemrznoucí směsi na bázi EG je do značné míry způsobeno pravděpodobností vzniku mikrolekcí, které je obtížné odhalit: pravidelná inhalace par, dokonce i v malých dávkách, má kumulativní účinek. Tekutiny pro přenos tepla na bázi ethylenglykolu by proto neměly být používány v otevřených topných systémech, s nedostatečnou důvěrou v kvalitu instalace potrubí a radiátorů, jakož i v přítomnosti dvouokruhového kotle a nepřímého topného kotle v systému, kde se jed může dostat z jednoho okruhu do druhého.
Propylenglykol patří do třídy bezpečných látek, používá se jako potravinářská přídatná látka. Použité chladivo však nesmí být vypouštěno do drenážních kanálů a kanalizací. Speciální kapaliny pro přenos tepla zlikvidujte v souladu s bezpečnostními předpisy pro životní prostředí. Jedním z nejlepších způsobů, jak se dostat ven, je jít do autoservisu, kde je vůz „Tosola“ pravidelně recyklován.
Pravidla pro přípravu chladicího média
Speciální teplonosné tekutiny jsou dodávány v koncentrované formě, ale mohou být také použity zředěné. Poměry míchání s vodou jsou stanoveny výrobcem, teplota tuhnutí primárně závisí na poměru. Současně se antikorozní a další vlastnosti příliš neztratí, ale efekt úspory je evidentní.
Zředění chladicí kapaliny vodou z vodovodu není dobrý nápad. Chlorátové a fluoridové nečistoty mohou způsobit nepředvídatelný cyklus chemické reakce, stejně jako se mohou ve vodě rozpustit ionty a minerály. Nejvhodnější pro tyto účely je vařená voda a také poměrně levná varianta – pití balené vody používané v chladičích. Použití dešťové vody je často nepraktické z jednoduchého důvodu: v kapalině je rozpuštěno velké množství aktivního kyslíku.
Úprava vody pro kotelnu
Obecně může samotná myšlenka přípravy vody pro topný systém sloužit jako dobrá alternativa k použití speciálního chladicího média za předpokladu, že nevyžaduje přímo vlastnosti nemrznoucí směsi. Za přibližně stejnou cenu si můžete zakoupit nejjednodušší stanici na úpravu pitné vody s cyklem reverzní osmózy, čímž eliminujete elektrochemickou korozi a usazeniny vodního kamene. Mechanické nečistoty lze snadno odstranit mechanickým filtrem 30-50 mikronů, instalovaným paralelně s zpětným tokem s nucenou cirkulací přídavným čerpadlem.
Jaká je správná tekutina, kterou bychom měli nalít do topného systému domu?