il76

Выбор теплоносителя для систем вентиляции

В состав установок приточной <ссылка на проектирование систем>…    вентиляции   различной сложности, как правило, включают калориферы первого, второго и т. д. нагрева. В зимний период года калориферы работают в экстремальных условиях: при минусовых температурах наружного воздуха. В условиях континентального климата, а также при эксплуатации систем теплоснабжения не всегда приближенной к идеальной, существует 90% вероятность заморозки воды в трубках калорифера в первый год эксплуатации систем. Заморозка калориферов влечет за собой массу проблем и затрат на ремонт, запаивание калачей калорифера или его замену целиком, а также на вероятные ремонтные работы по устранению порчи отделочных работ помещений. На сколько важно соблюдать руководства, инструкции по эксплуатации конкретного  климатического оборудования в зимний период эксплуатации мы рассмотрим в этой и последующих статьях.

Причины разморозки калориферов

Основными причинами замораживания воздухонагревателей являются:

  1. Зимний период: наружная температура понижается ниже -10 град.
  2. Температура теплоносителя в подающем трубопроводе ниже +45 град.
  3. Количество примесей, содержащихся в системе трубопроводов, работающих на систему вентиляции, превышает допустимые нормы, что ведет к засорению отдельных калачей теплообменников и, как следствие, замерзанию воды в этих участках.
  4. Электроснабжение систем вентиляции осуществляется с перебоями, отключение циркуляционного насоса.
  5. Особенности конструкции теплообменников(водяных калориферов). Большинство европейских производителей делают трубки теплообменников меньшим диаметром, чем это требует эксплуатация в условиях России.
  6. Неверный выбор схемы узла регулирования.
  7. Регулирующие клапана подобраны с большим Kv, а привода с низким быстродействием.
  8. Отсутствие датчика обратного теплоносителя и капиллярного термостата защиты от заморозки.
  9. Неисправная автоматика систем, отсутствие защиты по заморозке.
  10. Несогласованная работа вытяжных систем при выключенных приточных (подсос воздуха через закрытые жалюзи) и т. д.

Защита от замерзания воздухонагревателей

Общие требования

Для жидкостных систем, в которых существует опасность замерзания под воздействием низких температур, должна быть предусмотрена система защиты от замерзания, использующая теплоизоляцию, электронагреватели и/или раствор этиленгликоля подходящей концентрации. Должны также использоваться циркуляционные насосы, обеспечивающие гарантированную циркуляцию жидкости для случаев, когда температура наружного воздуха приближается к точке замерзания. Теплоизоляция должна быть также смонтирована на патрубки испарителя. Пластинчатые электронагреватели мощностью 21 Вт/м рекомендуется смонтировать на трубопроводах под теплоизоляцией. Для этих электронагревателей должно быть предусмотрено отдельное электропитание и система регулирования с термореле, настроенным на температуру на 3°С выше, чем температура замерзания.

При разработке узлов теплоснабжения и автоматизации обязательно учитывается обеспеченность защиты от замерзания калориферов, которая должна состоять из следующих элементов:

  • Термостат защиты от замерзания, который закрывает жалюзи воздушного клапана при температуре после воздухонагревателя +5 °С.
  • Датчик температуры обратного теплоносителя(обратной воды), монтируемый в непосредственной близости от порта выхода.
  • Работа циркуляционного насоса в постоянном режиме на протяжении всего холодного периода, автоматическое включение при температуре наружного воздуха не ниже +3 °С.
  • Наличие в контроллере щита управления функции «защиты от замерзания». При достижении температуры теплоносителя и воздуха равные уставке угрозы замораживания система автоматики должна полностью перевести регулирующий клапан в открытое положение на 100%, проверить работу насоса в максимальном режиме, закрыть воздушный клапан и отключить вентилятор приточного воздуха, а также выход на рабочие обороты вентилятора после прогрева теплообменника.
  • И как дополнительная защита от замораживания теплообменника- это установка капиллярной защиты по температуре воздуха обтекаемого теплообменник, позволяющая в ручную устанавливать температуру срабатывания реле отключения приточного вентилятора.

Особенности ТО   вентиляционных установок в зимний период:

    При запуске установки: 

  • уточнить, что все водяные клапаны открыты и вода циркулирует в трубопроводе;
  • включить циркуляционный насос настоящей установки и включить принудительные вытяжные вентиляторы(если цирк.насос и вытяжной вентилятор не находятся в принудительном подключении с приточной установкой);
  • проверить, что регулирующие устройства работают, и настроить в случае надобности необходимые значения;
  • если в установке есть охлаждение или увлажнение, проверить, что холодильная машина(далее-ХМ) включена и включить увлажнение(особенно важно в холодный период года).

    Включить вентустановку … 

   Возможные неисправности, если установка остановилась и поступил сигнал тревоги:

  • сработал датчик защиты от замораживания воды в теплообменнике по температуре обратной воды (уставка 8÷10°С);
  • сработал датчик защиты от замораживания воды в теплообменнике по приточному воздуху(уставка 6÷8°С);
  • сработало защитное реле насоса;
  • перегрузка двигателя вентилятора.

Действия, выяснить причину неисправности, отремонтировать, квитировать теплореле или датчик замораживания и снова включить вентустановку.

Воздухонагреватели(теплообменники или калориферы) – используются в системах воздушного  отопления, вентиляционных установках и воздушно-тепловых завесах. В воздухонагревателях в качестве теплоносителя может применяться вода с температурой 95-70° С и 130-70° С, пар и этиленгликолевые растворы. Запылённость воздуха поступающего на  теплообменники не должна превышать 0,5 мг/м3.

В калориферных установках(теплообменниках), присоединяемых к водяным сетям, должен осуществляться противоток сетевой воды по отношению к воздушному потоку.  

Но даже при условии монтажа всех этих элементов и наличии автоматизации с защитой рано или поздно происходят внештатные ситуации, которые и приводят к разморозке систем. Это может быть и случайное перекрытие вентиля на подаче или обратке узлов теплоснабжения, отключение питания систем вентиляции и т.п.

Низкозамерзающие жидкости в качестве промежуточного теплоносителя, типы с свойства 

Общие сведения

Основной и 100% защитой против угрозы заморозки воздухонагревателей приточных установок является работа системы теплоснабжения не на воде, а на низкозамерзающем теплоносителе для систем отопления, в простонародье, называемом антифризом.

Незамерзающие теплоносители имеют низкую температуру кристаллизации, не имеют расширения при замерзании, то есть не разрывают трубки теплообменного оборудования. Теплоносители состоят из растворов этилен или пропиленгликолей со специальным пакетом присадок, который предотвращает выпадение осадка при нагревании или остывании системы, обеспечивает антикоррозионные свойства растворов и защиту от кавитации.

Рабочая температура гликолевых смесей находится в диапазоне от -30 до 100°С, в зависимости от рекомендаций производителя рекомендуется контролировать максимальную рабочую температуру и защищать теплоноситель от перегрева.

В инженерных системах в основном используют водный раствор этиленгликоля, так как его стоимость во много раз ниже, чем у пропиленгликоля соответствующей концентрации. Но пропиленгликоль также имеет свои сферы применения в системах пищевого и медицинского производства. В таких системах этиленгликолевые растворы применять нельзя из-за их повышенной токсичности.

Пакет присадок низкозамерзающих теплоносителей

Пакет присадок, разработанный для применения в инженерных системах, предназначен, прежде всего, для защиты трубопроводов от коррозии.

Коррозионные отложения внутри трубопроводов,

  • во-первых, уменьшают внутреннее сечение трубопроводов, что вызывает повышение гидравлического сопротивления,
  • во-вторых уменьшает теплопередачу системы.

Следовательно, энергозатратность системы возрастает. А взвешенные механические примеси могут привести к поломкам насосного или засорению теплообменного оборудования.

Антифриз для систем отопления и кондиционирования

Поэтому применение антифризов без присадок или антифризов другого назначения, например, для автомобилей, использовать в таких системах неприемлемо.

Свойства низкотемпературных теплоносителей

Низкотемпературный теплоноситель для систем отопления, теплоснабжения или вентиляции, как правило, содержит 40% водный раствор этиленгликоля с температурой кристаллизации -30 градусов. Главным свойством антифризов для инженерных систем является способность не разрывать трубопроводы и калориферы, а кристаллизоваться от температуры замерзания и увеличивать свою плотность превращаясь в гелиевую структуру.

На российском рынке присутствуют жидкости с гораздо большей концентрацией и температурой замерзания до -65 град., которые использовать в чистом виде категорически нельзя. Их необходимо на месте разводить дистиллированной водой на объекте в необходимом соотношении.

Особенности применения

  • В силу того, что этиленгликоль имеет боле низкое поверхностное натяжение по сравнению с водой, то и проникновение его в мелкие щели и неплотности в системах трубопроводах и присоединения к оборудованию может вызывать небольшие течи. Поэтому после заполнения системы и опрессовки необходимо проверить все разъемные соединения на предмет течи.
  • При ипользовании растворов гликоля падение давления выше, чем падение давления при использовании воды. Должны быть предприняты специальные меры, чтобы не допустить превышения максимального значения.
  • Для работы холодильной машины при температуры воды на выходе испарителя ниже 4°С (для хладагента R407c ниже 6°С) возможно использование растворов гликоля, предотвращающие замерзание.
  • При использовании этиленгликоль “сорт высший” при подтверждении сертификатом качества, массовой доли этиленигликоля не менее 99,8 % и цветности сл. Хазена(практически безцветный), необходимо добавить специальные присадки, придающие теплоносителю антикоррозионные, антивспенивающие свойства, а также умягчающие воду.
  • При покупки “антифриза” для систем отопления, вентиляции и кондиционирования, необходимо обращать внимание на наличие “Сертификата соответствия” в согласно  системы сертификации ГОСТ Р Гостандарта России.

Вязкость и плотность растворов этиленгликоля в среднем выше, чем у воды, поэтому при подборе насосного или регулирующего оборудования и расчете диаметра трубопроводов необходимо руководствоваться этими показателями. Из практики расход 40% раствора этиленгликоля выше воды на 8%, а напор насосов увеличивается на 54%. При другой концентрации необходимо проводить детальные расчеты.

  • Для предотвращения разрушения состава и пакета присадок низкозамерзающих теплоносителей обязательно необходимо контролировать температуру максимального нагрева и предотвращать перегрев. В противном случае присадки выпадают в осадок, растворы теряют свои антикоррозийные и антикавитационные свойства, а перегрев свыше 110°С  может привести расслоению антифриза, образованию нагара и выделения токсичной газообразной фазы.

По теме: Выбираем теплоноситель: этиленгликоль или пропиленгликоль!