Выбор типа хладо- теплоносителя, обоснование его концентрации и температуры начала кристаллизации
I. Антифризы, незамерзающие (низкозамерзающие) жидкости - это хладо- теплоносители и их аналоги на основе пропиленгликоля (серийный ряд "Теплый Дом ЭКО") являются экологически чистыми продуктами и применяются в системах с высокими требованиями по экологичности: жилые и общественные здания, пищевые, фармацевтические и парфюмерные производства и др.. Экологичность незамерзающей жидкости в этих инженерных системах необходима из-за возможности попадания хладо- теплоносителя в производственное помещение и в производимую продукцию.
II. В огромном количестве ( 50% используемого хладо- теплоносителя) в прочих инженерных системах, где стоимость имеет первостепенное значение, а экологичность не так актуальна, используются хладо- теплоносители и их аналоги на основе этиленгликоля ( серия "Теплый Дом").
Все хладо- теплоносители на основе этиленгликоля токсичны(!), поэтому следует исключать их попадание в почву и в грунтовые воды, особенно на землях, где выращиваются какие-либо сельскохозяйственные культуры или используется вода из грунтовых вод. Этиленгликоль, являясь идеальным растворителем, при неосторожности легко может попасть внутрь организма, а несколько мг вещества достаточно для опухолеобразования во внутренних органах человека.
Хладо- теплоносители на основе этиленгликоля обладают также по сравнению с химическими продуктами на основе пропиленгликоля, более высокими теплопроводностью и теплоемкостью, что позволяет использовать меньшего размера теплообменики и радиаторы, а также меньшими гидродинамическими потерями при циркуляции из-за меньшей вязкости раствора этиленгликоля по сравнению с раствором пропиленгликоля.
III. Концентрацию основного вещества или температуру начала кристаллизации хладо- теплоносителя - раствора этиленгликоля или пропиленгликоля рекомендуется выбирать исходя из требований обеспечения необходимой максимальной отрицательной рабочей температуры незамерзающей (низкозамерзающей) жидкости с понижением значения температуры примерно на -3°С.
Максимальная концентрация основного вешества в хладо- теплоносителе, применяемая в реальных системах ( не особые единичные объекты) из-за ограничений приемлемой для эксплуатации вязкостью, теплопроводностью и теплоемкостью растворов таковы:
1) На основе этиленгликоля - 65% концентрация раствора с температурой начала кристаллизации -65°С;
2) На основе пропиленгликоля - 55% концентрация раствора с температурой начала кристаллизации -40°С.
Уменьшение концентрации приводит к снижению температуры начала кристаллизации, но одновременно это позволяет повысить теплоемкость и теплопроводность раствора, а также значительно уменьшить вязкость, тем самым улучшая циркуляцию теплоносителя в системе и существенно увеличивая теплоотдачу системы. Наилучшими теплофизическими характеристиками для применения на объектах Московского региона ( Центральный федеральный округ РФ) обладают растворы этиленгликоля и пропиленгликоля на температуры начала кристаллизации на -25°С (примерно 25% объектов) и на -30°С ( примерно 75% объектов).
Основное отличие - преимущество! Хладо- теплоносители на основе этиленгликоля ( токсичны!) обладают по сравнению с водными растворами на основе пропиленгликоля (ЭКО безопасны!), более высокими теплопроводностью и теплоемкостью, что позволяет использовать меньшего размера теплообменики и радиаторы, а самое главное - меньшей вязкостью, соответственно и меньшими гидродинамическими потерями при циркуляции из-за меньшей вязкости раствора этиленгликоля по сравнению с раствором пропиленгликоля. Пониженная вязкость этиленгликоля позволяет изготавливать и использовать растворы до 65% концентрации, рассчитанные на максимально отрицательную температуру начала кристаллизации в -65°С.
IV. Обобщая, подчеркиваем, что более высокие теплоемкость и теплопроводность при более низкой вязкости и относительно низкой цене хладо- теплоносители на этиленгликоле являются более предпочтительными перед жидкостями на пропиленгликоле. Конечно при отсутствии особых требований к хладо-теплоносителю по экологичности.
ВЫВОДЫ :
1. Незамерзающие (низкозамерзающие) свойства хладо- теплоносителю придают растворенные в воде этиленгликоль или пропиленгликоль.
2. Температура начала кристаллизации хладо- теплоносителя зависит от концентрации в нём основного вещества - этиленгликоля или пропиленгликоля. Эти зависимости приведены по этиленгликолю и по пропиленгликолю.
3. По теплофизическим свойствам ( теплопроводность, теплоемкость, вязкость) хладо- теплоносители на этиленгликоле и на пропиленгликоле практически одинаковы, а по ценам - на пропиленгликоле дороже в 1,5 раза.
4. Хладо- теплоносители на основе этиленгликоля токсичны(!), поэтому их применяют только в технических целях с особым контролем протечек и попадания жидкости в грунт.
5. Хладо- теплоносители на основе пропиленгликоля экологически чисты и применяются в системах с особым требованиями по обеспечению экологичности - пищевые, фармацевтические, косметические производства, жилые здания и др.. В котеджных поселках, частных домах, везде, где используются грунтовые воды, грунт/почва для садов/огородов, сельхозпроизводства и есть опасность заражения воды или продуктов, использутся только ЭКО хладо- теплоносители на пропиленгликоле.
6. Хладо- теплоносители на основе этиленгликоля и на пропиленгликоле НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ СМЕШИВАТЬ!
7. Растворы этиленгиколя и пропиленгликоля очень коррозионно активны. Для нейтрализации коррозионной активности и пенообразования ( этиленгликоль и пропиленгликоль относятся к жирным кислотам и их растворы очень пенятся) применяются особые присадки (ингибиторы) - требования ГОСТ 28084-89 "Незамерзающие жидкости охлаждающие" и ТУ, разработанных на их основе.
8. Срок эксплуатации ( годности) хладо- теплоносителя составляет не менее 5 лет и во многом зависит от состояния самой системы кондиционирования ( охлаждения, отопления). К концу срока годности присадки полностью нейтрализовываются и хладо- теплоноситель полностью теряет антикоррозионные и противопенные свойства, а незамерзающие свойства (температура начала кристаллизации) остаются практически неизменными (уменьшаются примерно на 10%-15%). По истечении срока годности (или, если по результатам анализа параметры не соответствуют требованиям ГОСТ), то во избежания разрушения (коррозионного разъедания) теплообменников, распылителей и др. хладо- теплоноситель подлежит замене и утилизации.