Der Heizmedium oder anders gesagt der Wärmeträger - ein wichtiger Begriff - ist eine Substanz, die Wärme von der Wärmequelle (dh dem Kessel, dem Kamin, dem Warmwasserspeicher, der Wärmepumpe, den Solarmodulen usw.) zum Wärmeempfänger, dh dem Heizkörper oder dem Fußbodenheizungssystem, transportieren kann. Um eine Zentralheizungsanlage zu betreiben, wird die Wärme über Rohre, Schleifen und andere Kanäle durch den Wärmeträger transportiert. Es ist unerlässlich, und hier gibt es keine Diskussion. Am häufigsten ist natürlich Wasser, das viele Vorteile hat, aber auch Nachteile aufweist. Zu den wichtigsten Anforderungen an Wärmeträger in der praktischen Anwendung in der Heizung oder Warmwasserbereitung gehören: Verfügbarkeit (leicht erhältlich), Preis, gegebenenfalls in spezielleren Installationen berücksichtigen die Planer anspruchsvollere Anforderungen wie: Auswirkungen auf die internen Klimaparameter der Installation, möglichst hohe Wärmespeicherkapazität bei der Erzeugung in der Quelle (sogenannte Wärmespeicherfähigkeit) und geringer Strömungswiderstand in der Installation. Wasser schneidet in Bezug auf diese Parameter gut ab, aber manchmal werden verschiedene Substanzen hinzugefügt, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern - beispielsweise wird Wasser mit Glykol in verschiedenen Konzentrationen gemischt, um bestimmte Parameter dieser Mischung zu erreichen. In diesem Artikel werden nur flüssige Wärmeträger diskutiert, wobei gasförmige wie Luft oder Wasserdampf außer Acht gelassen werden, die im Grunde genommen in Wohnanlagen in Polen nicht vorkommen. Wir werden auch die Auswirkungen auf die Lebensdauer hydraulischer Geräte wie Speicher, Wärmetauscher, Pumpen, Wasseraufbereiter usw. behandeln.
Es ist die offensichtlichste Lösung, weil es am schnellsten und einfachsten verfügbar ist. Es ist auch eine der kostengünstigsten Lösungen. Es hat jedoch erhebliche Verunreinigungen in Form von organischen und anorganischen Suspensionen, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind, aber vor allem gelöste Gase und Kolloide (in Form von Siliziumdioxid und verschiedenen anderen Verbindungen). Diese haben jedoch einen nachteiligen Einfluss auf die Funktion der Heizgeräte. Daher erfordert es manchmal eine Aufbereitung, um für unser Heizsystem sicher und effizient zu sein. Wasser hat jedoch auch andere Eigenschaften, die wir oft vergessen, auch bei der Planung einer Installation, wie: Restfeuchte, Oxidierbarkeit und pH-Wert. Für Neugierige erscheint interessant, dass Wasser je nach erreichter Temperatur seine spezifische Wärme ändert. Diese reicht von 4,226 kJ/kgK (für Wasser bei Celsius) bis 4,194 kJ/kgK für Wasser bei 80 Grad Celsius. Ähnlich verhält es sich mit dem Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten, der je nach Temperatur von 0,558 W/mK bis 0,681 W/mK variiert (für die Temperaturen, die in einer typischen häuslichen Installation auftreten können, von niedrigen Plusgraden bis +80 °C). Aber seien wir ehrlich - welcher Installateur (sofern er kein Ingenieur mit einem Abschluss von der Technischen Universität ist) hat davon eine Ahnung und verwendet diese Daten als praktisches Wissen, das für die Planung einer Installation erforderlich ist? Keiner, denn in der Praxis reicht das Wissen über die Grundprinzipien, bei denen Ausnahmen von der Verwendung von Wasser gemacht werden, aus, um eine effiziente und effektive Heizung zu entwerfen. Dies ist unsere eigene Bewertung.
Nachteile der Verwendung von Wasser in einigen Installationen, die eher industriell als häuslich sind, ergeben sich auch daraus, dass es seinen Aggregatzustand bei etwa 0 Grad ändert und bei etwa 90-100 Grad zu kochen beginnt und intensiv verdampft, was den Druck in der Installation erheblich erhöht. Infolgedessen müssen Installationen auf jeden Fall vor deutlicher Abkühlung geschützt werden (obwohl in der Praxis eine Heizung viele Tage lang ausgeschaltet bleiben müsste, damit Wasser einfriert) und vor hohem Druck im Falle der Verdampfung von Wasser.
Zu den Eigenschaften des Wassers, die sich auf hydraulische Geräte auswirken, gehört auch der Gehalt an darin gelösten Salzen (die die Möglichkeit der Bildung von Kesselstein provozieren) sowie der pH-Wert, ausgedrückt durch den Wasserstoffionenexponenten - den sogenannten pH-Wert (der mit dem potenziellen Auftreten von Korrosion an Stahlgeräten wie Speichern, Verteilern oder Plattenwärmetauschern verbunden ist).
Aufgrund des schädlichen Einflusses, der die Korrosion von Geräten beschleunigt, sollten Chemiker und auch Benutzer sich für den Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt im Wasser interessieren. Der Gehalt dieser Gase ändert sich mit den Temperaturänderungen des Wassers, was ein alltägliches Phänomen in jeder Installation ist. Dies führt zu Druckänderungen in den Installationen und zur Ausfällung dieser Gase, was sich als Luftblasen in der Installation äußert. Diese werden sich immer in der Installation ansammeln, wenn wir Wasser verwenden - und sie müssen aus der Installation entfernt werden, was bestimmt, wie wir die Wasserinstallation entwerfen und wie wir die Möglichkeit ihrer Entfernung vorhersehen müssen.
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In Wasser sind Salze gelöst, wobei ihre Konzentration davon abhängt, woher das Wasser stammt. Die als am schlimmsten angesehenen Elemente sind Magnesium- und Kalziumverbindungen. Sie haben zwar eine eher geringe Löslichkeit, aber die Fähigkeit zur Zersetzung (die für unsere Installation gefährlich ist). Ihre Zersetzung nimmt bei hoher Temperatur zu und beginnt bereits bei 30-40 Grad Celsius schwach, was bedeutet, dass in praktisch jeder Installation Bedingungen für die Zersetzung von Magnesium und Kalzium vorliegen. In Heizungsanlagen verstärkt sich die Wasserverdampfung in Kesseln aufgrund der Temperaturerhöhung - und durch die Zersetzung der Salze wird ein Niederschlag erzeugt, der sich auf den Wärmeaustauschflächen ablagert (dh an den Kesselwänden, Rohren, Fußbodenheizungsschleifen, hydraulischen Geräten usw.). Dieser Niederschlag ist der bekannte Bösewicht in Wassersystemen, der Kesselstein.
Der Salzgehalt im Wasser wird als Wasserhärte bezeichnet. Es kann unterschiedliche Grade haben. Man unterscheidet zwischen temporärer (karbonathärte) und permanenter (nichtkarbonathärte) Härte. Temporäre Härte tritt im Wasser auf, wenn wir es mit sauren Calcium- und Magnesiumcarbonaten zu tun haben, die sich bei Erwärmung in lösliche Salze zersetzen. Daher sind sie nicht dauerhaft. Wenn jedoch neutrale Calcium- und Magnesiumsalze die Ursache der Härte sind, kommt es nicht zu ihrer Zersetzung mit der Temperaturerhöhung des Mediums - und wir haben es mit permanenter, nicht vorübergehender Härte zu tun.
Aufgrund der Verwendung von Wasser verkalken sich die Installationen im Laufe der Zeit, da in den überwiegenden Gebieten Polens hartes oder sehr hartes Wasser vorkommt. Dies ist ein unsichtbarer Feind, da hartes Wasser ohne physikochemische Analyse nicht von uns erkannt wird. Wir können jedoch wissen, dass die Anwesenheit von Wasser (weil es wahrscheinlich hart ist, wenn es nicht auf angemessene Weise behandelt wird) definitiv die Lebensdauer von Geräten wie Kesseln, Wärmepumpen, UV-Wassersterilisatoren, Plattenwärmetauschern, Speichern, Verteilern für Fußbodenheizungen und sogar Heizkörpern verkürzt. Im Laufe der Zeit führen die durch Kalkablagerungen verstopften Rohre und Kanäle unserer Installation dazu, dass unsere Heizung eine so geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, dass unsere Heizkosten oder der Brennstoffverbrauch um bis zu 30-40% steigen können. Zum Glück gibt es Methoden zur Neutralisierung von hartem Wasser sowie Geräte wie Wasserenthärter.
Vor allem bei ihrer Verwendung besteht kein Bedarf an der Aufbereitung von Wasser für die Anlage oder an dem Risiko der Bildung von Kesselstein in den Heizrohren, der Verkalkung von Geräten, was zu häufigerem Austausch und einer Abnahme der Heizwirkung führt. Aber sie haben leider auch eine Reihe von Nachteilen.
In der Praxis führt die Bilanz der Vor- und Nachteile dieser Flüssigkeiten dazu, dass es sich um spezialisiertere Wärmeträger handelt, die aufgrund ihrer Eigenschaften für Räume mit bestimmten Anwendungen wie z. B. industrielle Anwendungen vorbestimmt sind.
Ein exotisch klingendes, aber wenig praktisches Wärmeträgermedium in häuslichen Anlagen ist Dowtherm oder Diphenylether. Es wird praktisch nur in hochspezialisierten industriellen Anlagen als Wärmeübertrager eingesetzt, was schade ist, denn seine spezifische Wärmekapazität von 1,55 kJ/kgK bis 2,76 kJ/kgK wäre ein sehr interessanter Parameter. Ebenso wie sein Gefrierpunkt, der sogar bei -55 Grad Celsius liegen kann, was auch eine Verwendung in nur zeitweise beheizten Räumen ermöglichen würde. Leider ist es eine für die Gesundheit gefährliche Substanz und entzündlich. Dies schließt seine Verwendung in Haushaltsanlagen aus, sogar in industriellen Gebäuden, in denen Arbeiten ausgeführt werden, die Funken erzeugen, wie z. B. Schweißen. Die Informationen darüber werden eher aus Interesse bereitgestellt. Obwohl es Anfang des 20. Jahrhunderts erfunden wurde, wird es immer noch verwendet.
Sein Hauptvorteil ist, dass es in unserem Klima nicht einfriert. Mit einem Gefrierpunkt von bis zu -50 Grad Celsius kann es sogar in Skandinavien oder den nördlichen Regionen Russlands verwendet werden. Es bleibt in einem sehr großen Temperaturbereich flüssig, da sein Siedepunkt zwischen 280 und 350 Grad Celsius liegt und sein Zündpunkt praktisch nicht erreicht werden kann. Natürlich verursacht es wie andere Öle auch keine Verkalkung oder Korrosion. Es hat jedoch seine Nachteile, es ist deutlich teurer als Wasser, insbesondere wenn es sich um eine ausgedehnte Anlage handelt, und im Laufe der Zeit wird eine Ablagerung von Ölharzen auf den Oberflächen der Wärmeaustauschgeräte (Heizkörper, Spulen, Plattenwärmetauscher) beobachtet. Es oxidiert relativ leicht, was bedeutet, dass eine solche Anlage häufiger entlüftet werden muss. Es wird massenhaft in der Kältetechnik eingesetzt, wie bekannt ist.
Dies ist eine mögliche Alternative zu Wasser in der Anlage (oder eher in deren Teil, der dem Einfrieren ausgesetzt ist - wie ein zusätzliches Nebengebäude, das nicht ständig beheizt wird). Natürlich bildet es wie Mineralöl keinen Kesselstein. Der Gefrierpunkt liegt zwischen etwa -17 Grad und sogar -49 Grad Celsius, was in unserem Klima ausreicht, um die Anlage ausreichend zu schützen. Der Gefrierpunkt hängt natürlich davon ab, wie stark er verdünnt ist, denn ...
Es wird selten in reiner Form verwendet. Am häufigsten wird es mit Wasser gemischt, je nach Bedarf - 30% Glykol und der Rest Wasser, 35% Glykol und der Rest Wasser oder wenn die Situation dies erfordert, 50/50% mit Wasser.
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