Суровость наших зим диктует необходимость использовать в автономных системах отопления и в системах кондиционирования воздуха незамерзающие теплоносители — антифризы. Применение антифриза может привести к существенному снижению энергетических затрат и принести заметную экономическую выгоду при эксплуатации инженерного оборудования зданий.
Разновидностях антифризов
Из существующих в природе жидкостей наилучшими физическими свойствами, с точки зрения теплопередачи, обладает, безусловно, вода. У нее наиболее высокая теплоемкость и теплопроводность, а также относительно низкая вязкость. Однако высокая температура кристаллизации 0°С и уникальное свойство расширяться при замерзании делает воду непригодной для холодильных установок и систем, имеющих риск замерзания в зимних условиях. В связи с этим, во многих случаях приходится использовать незамерзающие (низкозамерзающие) теплоносители — антифризы, которые могут функционировать при отрицательных рабочих температурах, а также практически не расширяются при замерзании.
Антифризами, которые принято использовать в качестве теплоносителей и хладоносителей, являются водные растворы этиленгликоля, пропиленгликоля.
Области применения низкозамерзающих теплоносителей различны и многообразны:
- системы отопления,
- системы кондиционирования воздуха, чиллеры,
- вторичные контуры холодильных установок, охлаждение ледовых полей,
- солнечные батареи,
- тепловые насосы,
- системы рекуперации тепла,
- охлаждение двигателей внутреннего сгорания,
- подогрев нефти и газа, и многое другое.
В современной инженерной практике различные виды теплоносителей применяются в зависимости от назначения и диапазона рабочих температур, при которых они используются.
Растворы этиленгликоля и пропиленгликоля применяют при рабочих температурах от минус 20°С до плюс 130°С. Хотя такие теплоносители при определённых концентрациях могут оставаться в жидкой фазе вплоть до температур порядка минус 70°С, их применение в этой низкотемпературной области становится невозможным из-за непомерно высокой вязкости. По своим физическим характеристикам, таким как температура замерзания, теплоемкость, теплопроводность, вязкость, объёмное расширение, теплоносители на основе растворов этиленгликоля и пропиленгликоля достаточно близки. При этом раствор этиленгликоль во многих случаях оказывается предпочтительнее раствор пропиленгликоля как с технической, так и с финансовой точки зрения. Объемы производства этиленгликоля в мире на порядок больше, чем пропиленгликоля, соответственно его цена вдвое ниже. Однако у пропиленгликоля имеется одно неоспоримое преимущество — низкая токсичность. Поэтому его применяют на объектах, требующих повышенного уровня безопасности, например, на пищевых производствах.
Состав и свойство антифризов.
Чтобы грамотно подойти к выбору теплоносителя, необходимо иметь элементарные знания о теплофизических характеристиках растворов этиленгликоля и других свойствах, которыми должны обладать эти продукты. Неправильный выбор антифриза и несоблюдение правил эксплуатации может стать причиной множества проблем в процессе эксплуатации вплоть до полного выхода системы из строя.
В состав антифризов входят базовые компоненты — вода и этиленгликоль, которые составляют 93–97% объема жидкости, остальное — присадки. Количественное соотношение этиленгликоль-вода определяет физические свойства теплоносителя: температуру кристаллизации, температуру кипения, теплоемкость, теплопроводность, вязкость, объёмное расширение, и другие. Однако «лицо» антифриза определяет антикоррозионная присадка. От нее зависят антикоррозионные и антикавитационные свойства антифриза, срок эксплуатации, стоимость.
Присадка выполняют принципиальную функцию при эксплуатации антифриза — защиту металлов от коррозии. Как показывают экспериментальные данные, скорость коррозии при отсутствии присадок на два порядка выше, чем при наличии присадки.
Коррозионный слой (ржавчина) на стенках каналов теплообменника становится изолятором тепла, так как имеет теплопроводность примерно в 50 раз меньшую, чем металл. Этот слой в разы снижает скорость теплопередачи, а, следовательно, и эффективность теплообменной системы. Проблема усугубляется тем, что коррозионный слой сужает каналы теплообменников и увеличивает их гидравлическое сопротивление (гладкая прежде поверхность становится шершавой). Это ведет к уменьшению скорости движения теплоносителя, и дополнительному снижению теплопередачи. В системах отопления коррозия приведет к тому, что значительная часть тепла будет «вылетать в трубу». В холодильных установках коррозия снижает холодопроизводительность и соответственно увеличивает энергетические затраты.
Из-за продуктов коррозии (частиц ржавчины), находящихся в теплоносителе, может протечь (разгерметизироваться) подшипник циркуляционного насоса, засориться каналы теплообменников, отопительного котла. «Запущенная» коррозия может привести к протечкам теплообменников и даже к полному разрушению отдельных элементов системы.
Принципиальной ошибкой, которая, к сожалению, часто имеет место при заправке теплообменных систем, является использование водных растворов этиленгликоля (пропиленгликоля) без добавления в них пакета присадок. Иногда этому способствуют нечетко составленные инструкции по эксплуатации оборудования, в которых даются рекомендации только по концентрации раствора гликоля и не упоминается о присадках. Подчеркнем, что теплоноситель должен содержать пакет присадок, причем максимально высокого качества. Мнимая экономия на присадках при эксплуатации приводит к несоизмеримо большим потерям, связанным с остановкой, демонтажом и заменой оборудования.
У нас Вы можете приобрести теплоносители на основе этиленгликоля, пропиленгликоля с необходимой Вам температурой кристаллизации. А также антикоррозионную присадку.
