Rozdział XV: Ciecze do przenoszenia ciepła Rozdział XV CIECZE DO PRZENOSZENIA CIEPAA q odpowiednią lepkością w zakresie temperatur pracy, 15.1 0lejowe nośniki ciepła q temperaturą płynięcia, dostosowaną do warunków na jakie Do przenoszenia ciepła, ze zródła ciepła do odbiornika, są sto- może być narażony układ, q w przypadkach zastosowań w przemyśle jądrowym, odporno- sowane ciekłe lub gazowe nośniki ciepła. Ogólny podział nośników ścią na promieniowanie jądrowe. ciepła przedstawiono w tabeli 15.1. Specyficzną grupę nośników ciepła stanowią olejowe nośniki ciepła. Są to węglowodorowe 0leje mineralne, stosowane jako bazy olejowych nośników ciecze organiczne lub estry kwasów organicznych i niektóre inne ciekłe, organiczne związki chemiczne, charakteryzujące się określo- ciepła muszą być głęboko rafinowane, w celu usunięcia działają- cych korozyjnie, aktywnych związków siarki i innych chemicznie nymi właściwościami eksploatacyjnymi i fizykochemicznymi. niestabilnych składników. Najczęściej zawierają one inhibitory Jako olejowe nośniki ciepła są stosowane: utlenienia, inhibitory korozji, a w niektórych przypadkach dodatki dyspergujące. Temperatura rozkładu termicznego olejów mineral- q głęboko rafinowane oleje mineralne z dodatkiem inhibitorów, nych, w zależności od metody rafinacji oraz charakteru chemiczne- q syntetyczne węglowodory typu polialfaolefin (PAO), go, wynosi około 320C. q aromatyczne, wielopierścieniowe węglowodory bez bocznych Syntetyczne węglowodory typu poli-alfa-olefin (PAO) cha- łańcuchów alkilowych, rakteryzują się dobrą odpornością termiczną i termooksydacyjną, q niektóre typy estrów alkoholi wielowodorotlenowych i kwasów niską temperaturą płynięcia oraz wysokim wskaznikiem lepkości. karboksylowych, Temperatura ich rozkładu termicznego, w zależności od budowy q etery polifenylowe, chemicznej, waha się w granicach 330 & 380C. q estry krzemianowe, Aromatyczne, wielopierścieniowe węglowodory charaktery- q borany alkilowe, zują się bardzo dobrą odpornością termiczną, lepszą od olejów q silikony. mineralnych. Temperatura ich rozkładu termicznego, w zależności Ciecze stosowane jako nośniki ciepła powinny charakteryzować od budowy chemicznej, wynosi około 340C. W temperaturze się następującymi właściwościami eksploatacyjnymi: 350C koksują. Wprowadzanie podstawników alkilowych do pier- ścieni aromatycznych powoduje obniżenie temperatury rozkładu q bardzo dobrą zdolnością do przenoszenia ciepła, tj. możliwie dużym ciepłem właściwym i dużym współczynnikiem przewod- termicznego. Najczęściej stosowanymi nośnikami ciepła tego typu są: difenyl, dibenzylotoluen, benzylotoluen, itp. ności cieplnej, Estry alkoholi wielowodorotlenowych i kwasów kar- q dobrą stabilnością termiczną i termooksydacyjną, boksylowych (poliole), odznaczają się one dobrą stabilnością q kompatybilnością z materiałami konstrukcyjnymi, stosowanymi termiczną, podobną jak węglowodory, jednak mają znacznie w instalacjach grzewczych, q brakiem skłonności do wydzielania substancji gazowych pod- niższe temperatury płynięcia, przez co mogą być stosowane w układach pracujących w warunkach bardzo niskich tempe- czas pracy, ratur. Temperatura ich rozkładu termicznego, w zależności od q brakiem skłonności do wydzielania i odkładania osadów na budowy chemicznej i stopnia czystości, wynosi około 350C. ściankach układu, Etery polifenylowe, odznaczają się doskonałą stabilnością q brakiem toksyczności, Tabela 15.1 Klasyfikacja nośników ciepła wg Geiringera Grupa I II III IV V Zakres temperatury 1090& 540 540& 400 400& 315 315& 260 260& 215 pracy, C Typy nośników Gazy, Ciecze organiczne Ciekłe metale, stopione sole Ciecze organiczne Ciecze organiczne ciepła ciekłe metale (systemy ciśnieniowe) Difenyl Powietrze Bizmut Dowtherm Krzemiany alkilowe Ditlenek węgla Krzemiany arylowe Ołów Silany arylowe p-Cymen Przykłady Hel Chlorowane difenole Stop ołów-bizmut Krzemian fenylo-rezorcynowy o-Dichlorobenzen nośników Wodór Silikony Sód Fluorowęglowodory Silikony ciepła Azot Borany arylowe Stop sód-potas Fluorowane aminy alkilowe Glikole polialkilenowe Chlorek glinu Oleje mineralne Stop azotyn sodu-azotan potasu Etery polifenylowe Oleje mineralne Gal Tetrafenyle XV 1 termiczną. Temperatura ich rozkładu termicznego, w zależności Jeżeli temperatura jest wyższa, to czas trwania próby jest odpo- od konfiguracji przestrzennej wynosi 370 & 400C. Równie dobre wiednio krótszy. Po wygrzewaniu ampułkę chłodzi się, wkłada do właściwości stwierdzono dla fenoksyfenolanów metali alkalicznych szczelnie zamkniętego pojemnika, w którym się ją tłucze (szklaną) i ziem alkalicznych, rozpuszczonych w eterze polifenylowym. Etery lub opróżnia (stalową), mierzy się ciśnienie gazów i analizuje ich polifenylowe odznaczają się wyjątkową odpornością na promie- skład metodą chromatograficzną. Test ten pozwala na wyznacze- niowanie jądrowe. nie temperatury, w której zaczynają się tworzyć nierozpuszczalne Jako olejowe nośniki ciepła do ogrzewania cieczowego i paro- substancje pochodzące z rozkładu. wego, są także stosowane eutektyki1, np.: difenylu (26,5%) i eteru W teście dynamicznym pomiar odbywa się w aparacie typu mi- difenylowego (73,5%), który jest znany jako Dowtherm A oraz kropętli , o objętości badanej próbki około 100 ml. Aparat składa się mieszaniny innych wielopierścieniowych węglowodorów aroma- z zamkniętej pętli przewodów z elementem grzejnym, usytuowa- tycznych i eterów polifenylowych. nym w dolnej części. Układ taki pozwala na cyrkulację badanego Estry kwasu krzemowego są najczęściej mieszaniną krzemia- olejowego nośnika ciepła na skutek gradientu temperaturowego nów izomerów krezylu. Odznacza się ona stosunkowo niską tem- pomiędzy częścią gorącą nagrzewaną, a częścią zimną nie peraturą płynięcia i małą lepkością oraz jest trudnopalna. Jej wadą ogrzewaną. Temperatura układu jest regulowana z dokładnością jest wrażliwość na wodę, pod wpływem której powstają osady. 1C. Układ jest wyposażony w manometr, który pozwala mierzyć Krzemiany krezylu nie działają korodująco na: żelazo, miedz i nikiel, wzrost ciśnienia, będący rezultatem termicznego rozkładu nośnika ale silnie korodują: glin i magnez. ciepła. Kryterium oceny w tej metodzie jest czas, po którym nastę- puje skokowy wzrost ciśnienia w układzie. Czas, po którym zaczy- nają pokazywać się grudki koksu wskazuje na stabilność termiczną 15.2 Parametry charakteryzujące jakość nośnika ciepła. Skład próbki po badaniu ocenia się metodami chro- olejowych nośników ciepła matograficznymi oraz oznacza się właściwości fizykochemiczne. Maksymalna temperatura filmu olejowego musi być niższa od W przypadku olejowych nośników ciepła, w danych katalogo- temperatury rozkładu termicznego oleju oraz nie może przekro- wych podaje się: czyć temperatury początku wrzenia. Maksymalna dopuszczalna q maksymalną temperaturę filmu olejowego, przy ściance prze- temperatura oleju w masie powinna być niższa, o około 20 & 40C pony, od maksymalnej temperatury filmu olejowego. Jest ona ograniczo- q maksymalną temperaturę cieczy w masie. na wymaganym czasem pracy olejowego nośnika ciepła, przy okre- Stosowanie olejowych nośników ciepła w temperaturach wyż- ślonej stabilności termooksydacyjnej. Przyjmuje się, że obniżenie szych niż podane w katalogach na ogół powoduje ich rozkład temperatury pracy o każde 10C wydłuża okres pracy olejowego termiczny. nośnika ciepła około dwukrotnie. Na procesy rozkładu, obok właściwości olejowego nośnika cie- Stabilność termooksydacyjna, obok termostabilności jest pła wynikających ze składu chemicznego, wpływa wiele czynników to równie ważny parametr decydujący o czasie eksploatacji ole- zewnętrznych, takich jak: wysoka temperatura, zanieczyszczenia, jowych nośników ciepła w wysokich temperaturach. Określa on kontakt z tlenem powietrza, kontakt z powierzchniami metali dzia- odporność na działanie tlenu z powietrza. W wysokich temperatu- łającymi jako katalizator utlenienia i inne. rach procesy utlenienia prowadzą głównie do powstania żywic, as- Olejowe nośniki ciepła są charakteryzowane dwoma grupami faltenów i koksów, powodujących zwiększenie lepkości oleju oraz parametrów: właściwościami fizykochemicznymi, oznaczanymi tworzących osady na wewnętrznych powierzchniach olejowego klasycznymi metodami stosowanymi w przypadku innych olejów układu grzewczego. oraz właściwościami cieplnymi, oznaczanymi poprzez pomiary Stabilność termooksydacyjna zależy od podatności na utlenia- bezpośrednie lub obliczanymi na podstawie wielkości zmierzo- nie najbardziej chemicznie podatnych składników. Właściwość ta nych, z zastosowaniem odpowiednich zależności empirycznych. może być poprawiona przez wprowadzenie do składu olejowego Najważniejszymi cechami, charakteryzującymi eksploatacyjną nośnika ciepła inhibitorów utlenienia oraz właściwą eksploatację przydatność olejowych nośników ciepła, są: w instalacjach grzewczych, poprzez ograniczenie kontaktu z tle- q stabilność termiczna, nem powietrza. q stabilność termooksydacyjna, Stabilność termooksydacyjna jest oceniana różnymi metodami, q odporność na tworzenie osadów, najczęściej polegającymi na przepływie powietrza przez badany q zawartość substancji lotnych, olejowy nośnik ciepła w obecności miedzi jako katalizatora, w okre- q brak działania korodującego na metale konstrukcyjne układów, ślonym czasie. Jako miary jakości najczęściej są przyjmowane zmia- q lepkość, ny: lepkości kinematycznej, pozostałości po koksowaniu oraz liczby q gęstość. kwasowej. Korzystnie, gdy zmiany tych parametrów są niewielkie. Stabilność termiczna jest parametrem determinującym mak- W celu ochrony olejowych nośników ciepła przed utlenieniem, symalną temperaturę pracy olejowych nośników ciepła. Proces do instalacji układów grzewczych jest wprowadzony gaz obojętny, termicznego rozkładu substancji organicznych jest zależny od ich najczęściej azot (N2) lub ditlenek węgla (CO2). W wielu przypadkach budowy chemicznej. W wysokiej temperaturze substancje orga- kontakt olejowego nośnika ciepła z powietrzem jest jednak nie- niczne ulegają degradacji termicznej (krakingowi), w wyniku której unikniony, co prowadzi do przyśpieszonego utleniania. powstają substancje gazowe w warunkach pracy układu oraz osa- Skłonność do wydzielania osadów (nagarów) w wysokich dy typu asfaltenów i koksów. Stabilność termiczna jest związana temperaturach, jest oceniana z zastosowaniem aparatu Panel-Co- z odpornością na rozrywanie łańcuchów węglowych w cząstecz- king (patrz p. 4.19) lub analogicznych. Metody polegają na rozbry- kach. Z tego względu, jest uwarunkowana strukturą związków zgiwaniu olejowego nośnika ciepła na powierzchnię gorącej płytki wchodzących w skład bazy olejowej. Na odporność termiczną aluminiowej lub stalowej. Badanie prowadzi się w warunkach, minimalny wpływ mają dodatki. modelujących warunki pracy nośnika ciepła i przy przepływie Odporność olejowych nośników ciepła na procesy rozkładu powietrza w określonym czasie. Jako kryteria oceny przyjmuje termicznego jest badana w testach statycznych (w ampułce) lub się: zwiększenie lepkości olejowego nośnika ciepła oraz masę na- w testach dynamicznych (mikropętla). garu odłożonego na płytce. Nagar odkłada się na wewnętrznych Test statyczny polega na wygrzewaniu odgazowanego pod próżnią nośnika ciepła w zamkniętej ampułce ze szkła lub stali nierdzewnej, w piecu z temperaturą regulowaną z dokładnością 1 Eutektyki są to roztwory charakteryzujące się najniższą temperaturą topnienia (pły- do 1C. Czas wygrzewania uzależnia się od założonej temperatury. nięcia) ze wszystkich roztworów o tym samym składzie jakościowym. 2 XV Rozdział XV: Ciecze do przenoszenia ciepła powierzchniach armatury układów przenoszenia ciepła i utrudnia oznaczana metodą, przedstawioną w p. 4.6 lub metodami analogicz- proces wymiany ciepła. nymi; Substancje lotne, zawarte w olejowym nośniku ciepła lub po- q Liczba kwasowa, która jest parametrem charakteryzującym jakość wstające w nim w trakcie eksploatacji, powodują wzrost ciśnienia procesu technologicznego otrzymywania olejowego nośnika cie- w układzie i zwiększenie zagrożenia pożarowego. Zawartość sub- pła. W czasie eksploatacji, zmiany liczby kwasowej mogą stanowić stancji lotnych jest oceniana metodą Noack (patrz p. 4.5), a także informację o aktualnym stanie jakości olejowego nośnika ciepła pośrednio poprzez pomiar temperatury zapłonu. i niekiedy, po przekroczeniu dopuszczalnej wartości określonej Brak działania korodującego jest istotną cechą olejowych przez producenta oleju, są podstawą do jego wymiany; nośników ciepła. Wymaga się aby nośnik ciepła jak i produkty jego q Pozostałość po koksowaniu, oznaczana metodami Ramsbottoma rozkładu nie powodowały korozji materiałów konstrukcyjnych sto- lub Conradsona (patrz p. 4.19). Pozostałość po koksowaniu jest sowanych w układach grzewczych. Producenci olejowych nośników przybliżoną miarą ilości koksów, jakie mogą powstać po całkowi- ciepła na ogół podają, z jakimi materiałami konstrukcyjnym mogą się tym spaleniu olejowego nośnika ciepła. Za korzystną, uznaje się one stykać w układach przenoszenia ciepła. małą pozostałość po koksowaniu. Lepkość olejowych nośników ciepła decyduje o przepływach q Temperatura płynięcia, która jest oznaczana metodami standar- w układzie. W celu zapewnienia małych gradientów temperatury dowymi, stosowanymi w przypadku innych rodzajów olejów między olejowym nośnikiem ciepła i powierzchnią grzewczą, (patrz p. 4.3). konieczne jest zapewnienie burzliwego przepływu nośnika Temperatura płynięcia nośnika ciepła oraz lepkość w niskich ciepła, charakteryzującego się wartością liczby Reynoldsa (Re) temperaturach mają istotne znaczenie przy uruchamianiu układu, > 2100. W takich warunkach, wskutek dobrego odbioru ciepła, szczególnie w warunkach niskich temperatur. Minimalna tempe- temperatura ścianki grzewczej oraz temperatura filmu olejowego ratura uruchamiania układu powinna być wyższa od temperatury bezpośrednio przylegającego do przepony wymiennika ciepła, płynięcia, o około 5 & 10C lub jest określana minimalną tempera- jest stosunkowo niska, zabezpiecza to nośnik przed rozkładem turą, w której lepkość oleju przyjmuje maksymalną, dopuszczalną termicznym. wartość dla zainstalowanych w układzie pomp olejowych. Przykła- Lepkość cieczy intensywnie maleje wraz ze wzrostem temperatu- dowo, dla pomp wirowych dopuszczalna, największa lepkość po- ry. Z tego względu, do celów praktycznych obliczeń, lepkość kinema- winna zawierać się w granicach 400 & 1000 mm2/s. W przypadku tyczna nośników ciepła w różnych temperaturach jest badana oraz pomp wyporowych, lepkość nie powinna być większa niż 5 000 wyznaczana na podstawie wykresów lub specjalnych programów mm2/s. Wartości te mogą być przyjęte jako orientacyjne, przy komputerowych. określeniu najniższej temperatury stosowania olejowego nośnika Gęstość większości cieczy, w tym olejowych nośników ciepła, ciepła. maleje wraz ze wzrostem temperatury. W przypadku firmowych ole- Olejowe nośniki ciepła nie powinny wykazywać działania jowych nośników ciepła, odpowiednie dane są podawane w kartach toksycznego, rakotwórczego i mutagennego na organizm ludzki. katalogowych. W przypadku braku takich danych, należy sięgnąć Badania w tym zakresie są prowadzone przez specjalistyczne la- do danych tabelarycznych. Do celów praktycznych gęstość cieczy boratoria, a ich rezultaty publikowane. Przykładowo, stwierdzone w temperaturze innej niż temperatura pomiaru, może być obliczona w ostatnim czasie toksyczne oddziaływanie chlorowanych difenyli, na podstawie wzorów (4.6 & 4.8). spowodowało wycofanie ich z produkcji i stosowania jako olejowe Do celów obliczeń technicznych wzory (4.6 & 4.8) mogą być sto- nośniki ciepła, mimo bardzo dobrych właściwości eksploatacyj- sowane tylko dla przypadków, gdy bezwzględna wartość "T jest nych. nie większa niż 50 K. Do korzystania z tych wzorów niezbędna jest O możliwości zastosowania olejowego nośnika ciepła w kon- znajomość współczynnika temperaturowych zmian gęstości (ą). kretnym systemie przenoszenia ciepłą decydują jego właściwości W przypadku typowych olejowych nośników ciepła, wartości ą są cieplne. Pod pojęciem właściwości cieplnych olejowych nośników stabelaryzowane lub podawane w kartach katalogowych. ciepła rozumie się te właściwości, które są brane pod uwagę przy Jako parametry fizykochemiczne, charakteryzujące olejowe no- obliczeniach układów przenoszenia ciepła. Należą do nich: śniki ciepła najczęściej są oznaczane: q gęstość w zakresie temperatur pracy układu, q Lepkość kinematyczna w temperaturze: 40C, 100C oraz w wy- q lepkość kinematyczna i dynamiczna w zakresie temperatur pra- branych temperaturach zakresu pracy; cy układu, q Gęstość w temperaturze 15C oraz w wybranych temperaturach q ciepło właściwe, zakresu pracy; q przewodnictwo cieplne, q Temperatura zapłonu, charakteryzująca zawartość palnych q liczba Prandtla. substancji lotnych oraz poprawność przeprowadzenia procesu technologicznego produkcji olejowego nośnika ciepła. Liczba Prandtla jest to liczba podobieństwa charakteryzująca Określa ona możliwości zapalenia się olejowego nośnika ciepła podobieństwo właściwości fizycznych cieczy (płynów) w proce- w kontakcie z nagrzanymi powierzchniami. Z tego względu ma sach przenikania ciepła. Jest miarą wydajności, z jaką w lepkiej istotne znaczenie dla bezpieczeństwa pożarowego, np. w przypadku cieczy energia kinetyczna jest zamieniana w ciepło. wystąpienia przecieków w układzie. Temperatura samozapłonu jest Tabela 15.2 Klasyfikacja olejów przemysłowych wg IS0 6743/12:1989 Rodzina Q (olejowe nośniki ciepła) Symbol ISO Skład i właściwości Zastosowania Rafinowane oleje mineralne lub syntetyczne odporne na utle- Otwarte układy do ogrzewania elementów mechanicznych i QA nianie; do temperatur pracy poniżej 250C elektronicznych Rafinowane oleje mineralne lub syntetyczne, termostabilne; do QB Zamknięte układy z cyrkulacją wymuszoną lub nie temperatur pracy poniżej 300C Rafinowane oleje mineralne lub syntetyczne, termostabilne; do QC Zamknięte układy z wymuszoną cyrkulacją temperatur pracy od 300C do 320C Ciecze na bazie syntetycznej o szczególnie wysokiej termosta- QD Układy grzejne, zamknięte z wymuszoną cyrkulacją bilności; do temperatur pracy powyżej 320C Rafinowane oleje lub ciecze syntetyczne o niskiej lepkości w QE Układy z przepływem gorącym i zimnym niskich temperaturach i stabilności termicznej XV 3 być usytuowany tak, aby temperatura nośnika ciepła była jak 15.3 Klasyfikacja olejowych nośników ciepła najniższa. Zbiornik wyrównawczy winien być umieszczony wyżej Olejowe nośniki ciepła są klasyfikowane według różnych kry- niż najwyższy punkt całego obiektu instalacji grzewczej tak, aby gazy oraz ewentualnie woda w postaci pary mogły być usunięte teriów: składu chemicznego, zakresu temperatury pracy, lepkości z instalacji. W niektórych konstrukcjach, w celu przeciwdziałania kinematycznej i innych. W ostatnich latach, producenci olejowych nośników ciepła i układów grzewczych, najczęściej stosują klasy- utlenianiu olejowego nośnika ciepła, do zbiornika wyrównaw- fikację zgodną z międzynarodową normą ISO 6743/12, przytoczo- czego jest podawany gaz obojętny, np. azot lub ditlenek węgla. Schemat układu grzewczego, umożliwiającego podgrzewanie ną w tabeli 15.2. W odniesieniu do olejowych nośników ciepła jest stosowana klasyfikacja lepkościowa wg ISO 3448. Stosowanie za- i chłodzenie, przedstawiono na rys. 15.1. Sposób zabudowy zbiornika wyrównawczego (w pozycji sad tych klasyfikacji w praktyce, ułatwia dobór olejowego nośnika ciepła do układu i zapobiega pomyłkom, w przypadku konieczno- leżącej czy stojącej) jest w zasadzie bez znaczenia. Przeważnie, zwłaszcza w przypadku małych instalacji, stosuje się zbiorniki ści wyboru zamiennika dotychczas stosowanego nośnika ciepła. stojące, przy większych leżące. W zakresie temperatur od pokojowej do 280C, olejowy nośnik 15.4 Układy przenoszenia ciepła ciepła zwiększa swoją objętość o około 25%. Z tego względu, zaleca się, aby pojemność zbiornika wyrównawczego była tak Podstawowy układ przenoszenia ciepła najczęściej składa się z: kotła (podgrzewacza), pompy, przewodów olejowych, zbior- dobrana, żeby w przypadku oleju zimnego był on napełniony w 25%, a w maksymalnej temperaturze pracy, w 75%. W obli- nika wyrównawczego, odbiornika ciepła, układów sterowania i regulacji oraz innych elementów pomocniczych. W rozwiąza- czeniach należy uwzględnić podawaną w katalogach, wartość współczynnika rozszerzalności objętościowej. niach konstrukcyjnych układów przenoszenia ciepła powinny być przestrzegane poniżej podane zalecenia, istotne dla poprawnej pracy układów. Pompa wirowa do cyrkulacji winna być umieszczona jak najbli- 15.5 Dobór olejowych nośników ciepła żej pogrzewacza, ponieważ olej posiada w tym miejscu najniższą temperaturę, przez co uzyskuje się eliminację naprężeń ciepl- Podstawą doboru olejowego nośnika ciepła do układu grzew- nych. Ponadto, odparowanie w pompie przy pracy nośników bli- czego jest ustalenie, do jakiej minimalnej i maksymalnej tempe- ratury powinien być podgrzany surowiec. Na tej podstawie ustala skiej temperaturze wrzenia może powodować kawitację, a jeżeli się temperaturę pracy olejowego nośnika ciepła w wymienniku taki stan będzie trwał dłużej, może nastąpić uszkodzenie pompy. Przed i za pompą powinny być zainstalowane zawory, pozwala- ciepła, oraz jaką ilość ciepła należy dostarczyć do surowca. jące na regulację temperatury czynnika grzewczego przetłacza- W tym celu jest sporządzany bilans energetyczny, zgodnie z wzorem (15.1): nego do odbiornika. Ważną rzeczą jest umiejscowienie bocznika przed odbiornikiem ciepła, ponieważ zabezpiecza on układ przed Qzap = Ł Qodb + Qtech (15.1) zatrzymaniem przepływu cieczy jeśli zamknie się zawór przed od- biornikiem. Zawór regulacyjny za grzejnikiem pozwala na szybką regulację temperatury w odbiorniku oraz reguluje ilość przepły- gdzie: Qzap niezbędna ilość ciepła, którą należy dostarczyć, wającego czynnika grzewczego. Bardzo istotną częścią instalacji grzewczej jest zbiornik wyrów- Ł Qodb suma zapotrzebowania ciepła przez wszystkie odbiorniki ciepła, nawczy. Jest on jedynym miejscem układu, w którym nośnik cie- pła może być w kontakcie z tlenem z powietrza. W zbiorniku wy- Qtech straty ciepła, powstające podczas przesyłania. równawczym gorący nośnik ciepła może się utleniać i wydzielać Straty ciepła (Qtech), powstające podczas przesyłania są zależne osady, które zakłócają pracę instalacji, blokując filtry i osadzając się na metalowych powierzchniach, obniża skuteczność przeno- od wielu czynników, takich jak: miejsce podgrzewania olejowego nośnika ciepła, miejsce odbioru ciepła, sposób zaizolowania prze- szenia ciepła. Z tego względu zbiornik wyrównawczy powinien Rys. 15.1 Schemat układu ogrzewania i chło- dzenia reaktorów olejowym nośnikiem ciepła; układ grzania oznaczono kolorem czarnym, a układ chłodzenia szarym 1 kocioł (piec) do podgrzewania nośnika ciepła, 2 czujnik temperatury, 3 zawór sterowany czujnikiem temperatury, 4 palnik, 5 dopływ paliwa, 6 pompa ukła- du gorącego, 7 wylot gazów spalinowych, 8 reaktor, 9 płaszcz grzejny, 10 filtr siat- kowy, 11 zbiornik wyrównawczy, 12 zawór bezpieczeństwa, 13 przewód doprowadzają- cy azot, 14 wymiennik ciepła, 15 chłodnica powietrzna, 16 zbiornik olejowego nośnika ciepła, 17 odpowietrzenie, 18 pompa układu zimnego 4 XV Rozdział XV: Ciecze do przenoszenia ciepła wodów itp. Dane te składają się na tzw. sprawność układu ( <1). 15.6 Uwagi o bezpieczeństwie pracy Znajomość sprawności układu pozwala na obliczenie wydajności cieplnej kotła, wg wzoru (15.2): W niektórych układach przenoszenia ciepła, można jeszcze spo- tkać jako olejowe nośniki ciepła, polichlorowane bifenyle (PCB) lub Qkot = Qzap (15.2) polichlorowane trifenyle (PCT). Stanowią one poważne zagrożenie dla zdrowia ludzi. Ich wymiana na inne nośniki ciepła, powinna Oczywiście zachodzi wówczas nierówność (15.3): odbywać się ze szczególną ostrożnością i powinny wykonywać to wyspecjalizowane ekipy. Nie mogą one być spalane w normalnych Qkot > Qzap (15.3) paleniskach, ponieważ podczas ich spalania powstają substancje bardzo toksyczne i rakotwórcze. Wprowadzenie takich substancji Podstawą doboru olejowego nośnika ciepła jest temperatura do olejów przepracowanych powoduje, ich zniszczenie jako surow- filmu olejowego na powierzchni rur kotła, z którymi styka się no- ca do rerafinacji i przetwórstwa. śnik. Do tego celu są stosowane specjalne wzory lub nomogramy. W praktycznych zastosowaniach temperatura filmu olejowego po- winna być o 20 & 40C niższa niż temperatura początku destylacji olejowego nośnika ciepła. W przypadku projektowania układów grzewczych lub doboru olejowego nośnika ciepła, ze względu na konieczność wykonania złożonych obliczeń, najlepiej prace z tego zakresu powierzyć spe- cjalistom z zakresu inżynierii chemicznej. XV 5 NOTATKI 6 XV