Výpočet chladiva pro topné systémy – Společnost SVA

Při instalaci nových topných systémů se často nakupují moderní radiátory z odolných hliníkových slitin a bimetalu. Kombinují relativně nízkou hmotnost se slušnými výkonnostními charakteristikami. Než se rozhodnete, který radiátor je lepší koupit – hliníkový nebo bimetalický – musíte se seznámit s jejich parametry a preferovanými oblastmi použití.

Designové vlastnosti radiátorů z hliníkové slitiny nebo bimetalu

Externě jsou sekční baterie obou typů podobné. Lze je rozlišit pouze pomocí magnetu. První nejsou magnetické, druhé jsou přitahovány magnetem. Hlavní rozdíly spočívají v jejich vnitřní struktuře. Pojďme se na ně podívat blíže.

Hliníkové radiátory

Části těchto baterií jsou vyrobeny ze slitiny hliníku a křemíku (silumin). Jsou vzájemně hermeticky spojeny pomocí spojovacích prvků a těsnění. Hmotnost jedné sekce je pouze 0,9–1,5 kg. Vyrábějí se dvěma způsoby – litím a vytlačováním. V druhém případě je tavenina hliníku a křemíku protlačována štěrbinou požadovaného tvaru. Výsledné profily jsou slepeny dohromady. Doporučuje se instalovat lité výrobky, které mají vyšší pevnost, spolehlivost a trvanlivost.

Bimetalové radiátory

Pro výrobu takových topných zařízení se používají dva materiály – ocel (černá nebo odolná proti korozi) a hliníková slitina.

Vnitřní jádro je vyrobeno z oceli, která je v přímém kontaktu s chladicí kapalinou. Žebrované tělo je odlito z hliníkové slitiny. Bimetalová sekce váží o něco více než hliníková sekce – 1,2–2,1 kg.

Porovnání výkonu radiátorů z hliníkové slitiny a bimetalu

Tepelný výkon (tepelný výkon) baterií se měří ve wattech. Určuje, jak dobře budou různé typy radiátorů vytápět místnost za stejných podmínek. Zohledňuje se také při výpočtu požadovaného počtu úseků. Výkon sekce je určen: materiálem výroby, výškou zařízení, objemem chladicí kapaliny. Všechny tyto vlastnosti jsou uvedeny v datovém listu přiloženém k produktu.

Hliníkové spotřebiče

Výkon jedné sekce v hliníkovém radiátoru Profi 500 se podle výrobce pohybuje v rozmezí 180–230 W. U zařízení s výškou 350 mm se tento údaj pohybuje od 120 do 160 W. Modely od různých výrobců mají různé úrovně výkonu;

Odborníci, kteří instalují topné systémy, doporučují vycházet ze spodní hranice prostupu tepla nebo dokonce ještě nižší hodnoty, pokud je baterie umístěna pod nebo vedle okenního otvoru.

Bimetalové baterie

Odvod tepla bimetalových baterií je o něco nižší než u hliníkových radiátorů podobných velikostí:

• výška sekce 300 mm – přenos tepla 100–145 W;
• 350 mm – 120–140 W;
• 500 mm – 170–210 mm.

Nižší výkon bimetalové sekce oproti hliníkové sekci je vysvětlen tím, že ocel vede teplo hůře než hliník. Baterie s ocelovým jádrem mají vyšší setrvačnost – ve srovnání s jejich hliníkovými protějšky se pomaleji zahřívají a pomaleji ochlazují.

Pracovní tlak

Toto je důležitá charakteristika zařízení, která ukazuje, při jakém provozním tlaku může radiátor pracovat.

Hliníkové spotřebiče

V prodeji jsou dva typy hliníkových radiátorů. Standardní modely jsou určeny pro tlaky do 6 atm. Používají se v autonomních topných systémech. Vyztužená zařízení vydrží až 16 atmosfér. Mohou být použity pro připojení k centralizovaným topným sítím.

Bimetalové baterie

Radiátory vyrobené z oceli a hliníkové slitiny jsou schopny odolat tlaku (v závislosti na modelu) v rozmezí 15–45 atmosfér. Přesnou hodnotu zjistíte v technickém listu nebo u poradce prodejny. V průvodní dokumentaci je uveden zkušební tlak, který je 1,5x vyšší než pracovní tlak.

Bimetalová zařízení odolávají vysokému tlaku a vodnímu rázu, proto se nejčastěji používají v systémech ústředního vytápění.

Omezte teplotu a objem chladicí kapaliny

Doporučená teplota chladicí kapaliny v systémech centrálního vytápění je do 90 °C. Tyto teploty dobře odolávají jak hliníkové, tak bimetalové baterie. Oba typy radiátorů mohou být vybaveny termostaty, které umožňují nezávisle nastavit teplotu chladicí kapaliny ručně nebo automaticky.

Objem chladicí kapaliny v chladiči se rovná součinu objemu jedné sekce a počtu sekcí. Objem sekce:

• pro hliníková zařízení – 0,25–0,46 l,
• pro bimetalová zařízení – 0,1–0,2 l.

Odolnost proti korozi

Odolnost radiátorů vůči vzniku a rozvoji korozních center závisí na materiálu, ze kterého jsou vyrobeny, a na složení chladicí kapaliny.

V centralizovaných topných sítích se používá chladicí kapalina s přísadami, které mohou změnit acidobazickou rovnováhu vody. Hliníkové baterie jsou určeny pro styk s vodou o pH v rozmezí 7 až 8,3. V systému centralizovaného vytápění může být toto číslo vyšší, což ukazuje na zvýšený obsah alkálií, které způsobují zrychlenou korozi hliníkových radiátorů.

V bimetalových zařízeních je v kontaktu s chladicí kapalinou pouze ocelové jádro, které bez destrukce odolá kontaktu s vodou, jejíž hodnota pH je 10. Proto je pro centralizované sítě vhodné používat bimetalové baterie.

Varování! Studniční vodu nelze použít jako chladicí kapalinu, protože může obsahovat nečistoty, které negativně ovlivňují životnost topných zařízení.

Lehká instalace

Oba typy baterií – hliníkové i bimetalové – mají relativně malou hmotnost, takže je lze namontovat na držáky i na sádrokartonové stěny. Při instalaci zařízení s velkým počtem sekcí se však doporučuje upevnit držáky na nosnou stěnu (přes sádrokarton, pokud existuje).

Hliníkové modely lze připojit k kovoplastovým a plastovým trubkám, protože spolu neinteragují. Hliník chemicky reaguje s mědí, takže armatury a armatury obsahující měď by neměly být instalovány na takové baterie.

U bimetalových radiátorů je ocelové jádro připojeno k potrubí. Ocel lze kombinovat s trubkami, uzavíracími a regulačními ventily a armaturami z libovolných materiálů.

Instalaci topných zařízení je vhodné svěřit kvalifikovaným instalatérům, kteří budou schopni určit optimální umístění baterií, potřebné armatury, armatury, těsnění a spojovací materiál. Specialisté provedou tlakové zkoušky, prvotní vyvážení hydraulického systému a vysvětlí možnosti regulace teploty v ručním nebo automatickém režimu.

Výhody a nevýhody hliníkových a bimetalových radiátorů

Pojďme si shrnout a zvážit hlavní charakteristiky baterií vyrobených z hliníku a bimetalu. Obecnou výhodou takových zařízení je jejich moderní vzhled, který umožňuje instalovat radiátory v místnostech jakéhokoli stylu.

Výhody a nevýhody hliníkových radiátorů

Baterie vyrobené ze slitiny hliníku a křemíku (silumin) technologií lití se vyznačují:

• dobrý přenos tepla, rychlý ohřev a přenos tepla do místnosti sáláním a konvekcí;
• nízká hmotnost, která zajišťuje snadnou přepravu a instalaci (hliníkové výrobky jsou lehčí než bimetalové);
• schopnost používat různá média jako chladicí kapalinu – vodu, roztoky na bázi etylenglykolu a další;
• udržovatelnost – v případě potřeby lze zařízení rozebrat a poškozenou část vyměnit.

Nevýhody tohoto technického řešení:

• menší odolnost vůči vodnímu rázu a poklesu tlaku ve srovnání s bimetalem;
• požadavky na kvalitu chladicí kapaliny;
• sklon ke vzduchu – vznikají vzduchové bubliny v důsledku reakce hliníku s chladicí kapalinou.

Výhody a nevýhody bimetalových zařízení

Výhody bimetalových baterií:

• odolnost vůči vysokému tlaku, vodnímu rázu;
• odolnost vůči chladicí kapalině s vysokým pH;
• Možnost kombinace s trubkami jakéhokoli typu;
• vysoká odolnost proti korozi;
• udržovatelnost sekčních modelů;
• dlouhou životnost.

Mezi nevýhody patří vyšší cena v důsledku složitosti výroby ve srovnání s hliníkovými analogy.

Jaký radiátor vybrat?

Bimetalové radiátory se doporučují pro instalaci v městských bytech, kancelářských a průmyslových prostorách napojených na systémy ústředního vytápění s vysokým provozním tlakem. V soukromých domech se samostatným topným kotlem můžete instalovat hliníkové radiátory s lepším přenosem tepla a menší setrvačností ve srovnání s bimetalovými protějšky.

Při výběru dbejte nejen na provozní tlak, prostup tepla, maximální teplotu chladicí kapaliny, ale také na rozměry přístrojů. Pro standardní parapety volte modely s výškou 500 mm, vzdálenost k parapetu by se měla pohybovat v rozmezí 100–150 mm. Pro nízké parapety se pořizují radiátory o výšce 350 mm.

Další důležitou vlastností pro spotřebitele je cena zařízení. Siluminová zařízení jsou o 15–20 % levnější než bimetalová.

Při potřebě instalace nebo rekonstrukce vytápění si mnoho z nás klade otázku, jak vypočítat dostatečné množství pracovní kapaliny pro efektivní provoz vytápění. Nejprve musíte pochopit, že celkový ukazatel bude záviset na celkovém objemu všech prvků topného systému.

Jako pracovní tekutina se nejčastěji používá voda. Ale kvůli velkému počtu negativních vlastností může být nemrznoucí směs účinným alternativním řešením. Taková kapalina nezamrzne, když okolní teplota klesne na kritickou úroveň pro vodu, a v důsledku toho nepovede ke zničení součástí systému.

Aby chladicí kapalina splňovala nezbytné požadavky ideálního prostředku pro přenos tepla, je nutné:

• Dobrý koeficient přenosu tepla chladicí kapaliny
• Nízká viskozita
• Nízká expanze při zmrazení
• Mírný obrat
• Netoxicita
• Láce

Udržování komfortního teplotního mikroklimatu je nezbytné v obytných, komerčních a průmyslových prostorách. K tomuto účelu se používají autonomní a centralizované topné systémy. Systém zahrnuje kotelnu nebo samostatný kotel, inženýrské zařízení ve formě potrubí pro připojení sítě, jakož i výměníky tepla – radiátory. Systémem cirkuluje voda nebo speciální kapalina – chladicí kapalina.

Teplotní normy v obytných prostorách jsou přísně regulovány GOST R 51617-2014, GOST R 51617-2000. Teploty chladicích kapalin v topném systému budou záviset na těchto požadavcích.

Chladivo je potřeba po instalaci nového topného systému, po jeho opravě nebo rekonstrukci Před naplněním topného systému je nutné určit přesné množství chladicí kapaliny, aby bylo možné předem zakoupit nebo připravit požadovaný objem. Musíte také shromáždit informace o certifikovaném objemu všech topných zařízení a potrubí.

U nejběžnějších prvků topných sítí jsou objemy chladicí kapaliny následující:

• Sekce moderního radiátoru (hliník, ocel nebo bimetal) – 0,45 litru
• Sekce chladiče starého typu (litina, MS 140-500, GOST 8690-94) – 1.45 litru
• Lineární metr trubky (vnitřní průměr 15 mm) – 0,177 litrů
• Lineární metr trubky (vnitřní průměr 32 mm) – 0,8 litrů

Výpočet objemu chladicí kapaliny

Pro výpočet objemu potřebujete znát výkon topného systému (kW), množství chladicí kapaliny potřebné k přenosu 1 kW tepla se bere jako průměr – to je asi 15 litrů. Dosazením hodnot do vzorce je snadné určit spotřebu:

Nx15 l = V

kde N je výkon systému, 15 l je množství chladicí kapaliny pro přenos 1 kW tepla a V je objem chladicí kapaliny. Tato metoda je přibližná a nelze ji použít k určení přesného parametru. Kapacita expanzní nádoby také nestačí.

Při zahřívání se počáteční objem kapaliny zvětšuje a tlak se zvyšuje. Pro kompenzaci tlaku se používá expanzní nádoba. Pro výpočet objemu nádrže použijte následující vzorec:

(SxE)/d=V

kde S je celkový objem všech součástí systému zásobování teplem, E je koeficient roztažnosti kapaliny (%). Pro každou kapalinu je její hodnota 4 % a pro nemrznoucí kapalinu 4,4 %. Dělitelem ve vzorci je koeficient výkonu expanzní nádoby – d. Pomocí výpočtu se určí V – objem expanzní nádoby.

Vzorec pro výpočet objemu chladicí kapaliny

Nyní uvádíme vzorec pro výpočet objemu chladicí kapaliny v systému:

V=V(radiátory)+V(potrubí)+V(kotel)+V(expanzní nádrž)

Každý topný systém má řadu významných charakteristik – jmenovitý tepelný výkon, spotřebu paliva a objem chladicí kapaliny. Výpočet objemu chladicí kapaliny vyžaduje integrovaný a pečlivý přístup. Můžete tedy zjistit, jaký druh kotle si vybrat, určit objem expanzní nádoby a požadované množství kapaliny k naplnění systému.

Většina chladicích kapalin na bázi etylenglykolu se používá v systémech výměny tepla jako celoroční pracovní kapalina. Nevyžadují sezónní výměnu, čímž vytvářejí nepřetržitý provoz zařízení. Používá se v systémech autonomního cirkulačního vytápění.

Je důležité si pamatovat, že kvůli své toxicitě nelze etylenglykol použít k vytápění obytných prostor. Nelze jej také použít pro otevřené systémy.

Při zahřátí na 105-110°C neztrácí chladicí kapalina na bázi EG své výkonnostní charakteristiky. Karbonové přísady obsažené v některých chladicích kapalinách zvyšují životnost všech prvků a součástí topného nebo chladicího systému.

Chladicí kapaliny mají teplotu počátku krystalizace v rozmezí od -18 °C do -65 °C v závislosti na požadavcích a klimatických podmínkách použití.

Společnost SVA vyrábí také nemrznoucí chladicí kapaliny na bázi vodného roztoku koncentrované směsi monoethylenglykolu, di- a triethylenglykolu s balíčkem aditiv vyrobených na bázi solí anorganických kyselin. Jsou přizpůsobeny konkrétním provozním podmínkám a jsou vyráběny podle specifikace zákazníka.

Chladiva na bázi propylenglykolu jsou pracovní média, kterými jsou vodné roztoky propylenglykolu v různých koncentracích, ke kterým byl přidán balíček aditiv zvyšujících výkonové parametry celosezónních nízkotuhnoucích směsí (chladiva pro teplosměnné systémy – GOST 33341 -2015). Jsou určeny pro použití při absorpci, odvodu a přenosu tepla (chladu) v průmyslových podnicích, polních zařízeních na těžbu ropy a zemního plynu, polních rozvojových zařízeních, v systémech vytápění a klimatizace obytných, kancelářských, společenských budov a staveb, jakož i jako v technologických procesních zařízeních různých průmyslových odvětví. Propylenglykolové chladicí kapaliny jsou zcela bezpečné pro práci zahrnující plnění topných systémů. Na rozdíl od etylenglykolu má vyšší tepelnou kapacitu a poskytuje mazací účinek.

Společnost SVA nabízí chladicí kapalinu pro topné systémy na bázi glycerinu. Glycerinové chladicí kapaliny jsou účinnou kapalnou variantou, která může fungovat po celý rok za jakýchkoliv podmínek prostředí. Materiál chrání proti korozi a je vyroben s ohledem na požadavky moderních výměníků tepla v různých oblastech použití.

Závěr

Vytápění je jedním z nejdůležitějších systémů, přerušení dodávek vody a elektřiny se dá přežít, ale bez tepla v zimě to půjde jen těžko. Musíte vědět, že účinnost vytápění se určuje během procesu návrhu. Teplota v objektu, rozvod tepla po místnostech a podlažích objektu bude záviset na počtu baterií a jejich umístění – všechny tyto problémy řeší správný výpočet vytápění. Umožňuje vám určit požadované množství tepla pro udržení příjemného prostředí během chladného období.