Aby systémy vytápění a chlazení fungovaly bezchybně a s co největším efektem, je nutné používat pouze kvalitní zařízení. Zároveň je však důležité pamatovat na látku, která provádí výměnu tepla v systému mezi jeho různými složkami.

Chladiva jsou látka nebo směs sloužící k přenosu tepla, kterou lze také nazvat pracovní tekutinou, která ohřívá nebo ochlazuje pracovní předměty (místnosti, budovy apod.) nebo některé součásti zařízení.

Nejčastěji se používají dva hlavní typy chladicí kapaliny:

Glykolové chladicí kapaliny

Glykolové chladicí kapaliny jsou vyrobeny z etylenglykolu nebo propylenglykolu. Takové kompozice se velmi intenzivně používají v systémech souvisejících s klimatizací, chlazením a procesy přenosu tepla. Při správné volbě koncentrace může glykolová chladicí kapalina v parametrech přenosu tepla předčit běžnou demineralizovanou vodu – stávají se dokonalejšími. Chladicí kapaliny na bázi etylenglykolu jsou v průměru až 3x levnější než kapaliny na bázi propylenglykolu. Řešení jsou zákazníkům nabízena v hotové podobě, doplněná o antikorozní přísady. Každé z těchto řešení má individuální vlastnosti použití.

Jak je známo, vodné roztoky glykolu mají nižší tepelnou kapacitu a vyšší rychlost tepelné expanze. Proto důrazně doporučujeme obrátit se při návrhu topného systému na profesionály. Vzhledem k tomu, že tepelná kapacita glykolu je menší, množství chladicí kapaliny za jednotku času bude muset být čerpáno více. U topných systémů, kde se používá glykol, je často nutné instalovat oběhové čerpadlo s výkonovou rezervou.

Glykolové směsi mrznou při nižší teplotě než voda. Díky tomu jsou široce používány, když je třeba předměty nebo vzduch ochladit na teplotu pod nulou, zejména v mrazničkách a chladničkách. Pro zajištění dlouhodobého bezporuchového provozu takového zařízení je nutné průběžně sledovat koncentraci směsi, kterou je nutné udržovat na určité úrovni. Faktem je, že bod tuhnutí glykolu a jeho termofyzikální údaje jsou v nelineární závislosti na obsahu hlavní látky.

SVA nabízí široký výběr glykolových chladicích kapalin s různými rozsahy provozních teplot.

Teplonosné kapaliny na bázi etylenglykolu jsou nejběžnější díky své dostupnosti a snadnému použití. Používají se v systémech výměny tepla jako celoroční pracovní kapalina, která nevyžaduje sezónní výměnu, vytvářející nepřetržitý provoz zařízení, jakož i v systémech autonomního cirkulačního vytápění. Vzhledem k toxicitě etylenglykolu je třeba dodržovat určitá omezení, která spočívá v nepřípustnosti jeho použití při vytápění domácích prostor a v otevřených systémech. Pokud se dostane na pokožku, je nutné okamžité a vydatné opláchnutí. Pokud užíváte etylenglykol perorálně, měli byste se okamžitě poradit s lékařem.

Chladiva na bázi propylenglykolu jsou vodné roztoky propylenglykolu s různými koncentracemi a obsahující komplex aditiv, které zvyšují výkonnostní parametry celosezónních nízkotuhnoucích směsí (chladiva pro teplosměnné systémy – GOST 33341-2015). Mají důležitou výhodu – ekologickou bezpečnost, která umožňuje jejich použití ve dvouokruhových kotlích. Jsou použitelné pro absorpci, odvod a přenos tepla (chladu) v průmyslových podnicích, zařízeních na výrobu ropy a plynu, dolech, v topných a klimatizačních zařízeních bytových, kancelářských, veřejných budov a staveb, jakož i v technologických zařízeních v různá průmyslová odvětví.

ČTĚTE VÍCE
Jaký režim byste měli použít k praní kožených tenisek v pračce?

Při výpočtu průtoku chladicí kapaliny je nutné vzít v úvahu tepelné zatížení a tepelné ztráty, které je třeba vzít v úvahu pro výběr požadovaného množství produktu pro systém zákazníka.

Vodní chladicí kapaliny

Voda slouží jako nejhojnější látka na Zemi, a tedy nejhojnější a nejlevnější chladivo. Nejznámější a nejpohodlnější odrůdou je destilovaná voda. Má všechny fyzikální vlastnosti požadované pro vysoce kvalitní chladicí kapalinu, ale má jednu nevýhodu – vysokou teplotu krystalizace.

Bod tuhnutí vody je 0°C. Tento indikátor je hlavní nedokonalostí vody jako chladicí kapaliny v zemích, kde okolní teplota zůstává v zimě pod nulou, což zahrnuje Rusko. Aby voda v otopném systému v zimě nezamrzala, je nutné, aby otopný systém neustále běžel, což je energeticky velmi náročné. Zejména pro lidi, kteří pravidelně využívají svůj dům nebo chatu. Krystalizace a zamrzání vody v systému mu může značně uškodit. Voda po zamrznutí zvětší svůj objem a vede k prasknutí potrubí, radiátorů nebo poruše součástí systému. Oprava systému po takovém extrémním rozšíření může být velmi nákladná.

Dalším důležitým faktorem, který je třeba zvážit, je úprava vody. Používání neupravené vody z vodovodu jako chladicí kapaliny je obrovská chyba. Taková voda obsahuje velké množství solí a kovů, které se postupně ukládají na stěnách systému, což následně vede k netěsnostem, poruchám a poruchám topného systému. Abyste se zdrželi drahých oprav zařízení nebo úplné výměny, je nutné propláchnout topný systém speciálními činidly.

Výhody

Teploty chladicích kapalin na bázi glykolu mají široký rozsah použití a taková chladicí kapalina jsou více žádaná a jsou schopna fungovat při provozních teplotách od -70 °C do +140 °C. Ačkoli mohou být taková chladiva v některých koncentracích v kapalné fázi až do teplot řádově –70 °C, jejich použití v této nízkoteplotní oblasti je neproveditelné kvůli jejich vysoké viskozitě.

Relativně vysoký stupeň účinnosti glykolových roztoků byl v praxi opakovaně prokázán. Jejich použití se ukazuje jako účelnější, i když není potřeba chladit předměty nebo vnější prostředí. To je vysvětleno přímým vztahem, který existuje mezi indikátory teploty chladicího média a chlazených předmětů.

ČTĚTE VÍCE
Co je dovoleno při práci s instalatérským nářadím?

Za určitých okolností platí nedotknutelný vzorec: pracovní kompozice ochlazená na 40 °C pod nulou může poměrně rychle realizovat požadovaný klimatický režim v okolním prostoru, ať už je to mrazák nebo místnost.

Důležitým ukazatelem rozsahu použití je teplota krystalizace chladicí kapaliny, která ukazuje okamžik, kdy je látka stále schopna cirkulovat systémem, ale nevede k důsledkům, které brání jejímu pohybu. Počáteční bod krystalizační teploty závisí na koncentraci glykolů ve vodném roztoku. Ve vodném roztoku se 45% obsahem ethylenglykolu je teplota, při které začíná krystalizace, fixována na mínus 30 °C. Do této teplotní hranice zůstává chladicí kapalina v kapalném stavu bez tvorby ledové struktury, která výrazně nabývá na objemu. Vzhledem k tomu, že glykolové chladicí kapaliny, na rozdíl od vody, nerozšíří svůj objem na kritické hodnoty, jediným problémem při zamrznutí chladicí kapaliny je nemožnost ji přečerpat. Po zvýšení okolní teploty zůstávají všechny původní vlastnosti a kvality chladicí kapaliny nedotčeny. Pro minimalizaci problémů při změně složení chladicích kapalin se za provozu provádí komplexní údržba inženýrských systémů pro kontrolu kvality a účinnosti složení, zabraňující odtlakování inženýrských sítí a úniku pracovního média z výměníkových a procesních zařízení.

Omezení

Nedokonalost použití chladicí kapaliny na bázi etylenglykolu je její třetí třída nebezpečnosti, toxické a narkotické účinky. S možností úplného odpaření vody ze složení chladicí kapaliny a následného ochlazení krystalizuje etylenglykol při teplotě minus 16°C.

Chladicí kapaliny na bázi propylenglykolu jsou dražší než jiné typy chladicích kapalin.

Nevhodné kompozice na bázi ethylenu a propylenglykolu nelze po vyčerpání zdroje jednoduše vypustit, vyžadují povinnou likvidaci odpadního chladiva, kterou provádějí pouze licencované organizace.

srovnávací tabulka

Nosič tepla Výhody Omezení
Voda Látka šetrná k životnímu prostředí. Vysoká tepelná kapacita. Snadno cirkuluje topným systémem. Vždy po ruce a lze jej rychle přidat do topného systému. Nízké náklady. Bod tuhnutí 0°C. Nutnost změnit chemické složení vody před jejím použitím k vytápění. Vysoká tvrdost při zahřívání vyvolává usazování vodního kamene na stěnách výměníků tepla a potrubí, což vede ke snížení přenosu tepla.
Ethylenglykol Dobré termofyzikální vlastnosti. Teplota, při které začíná krystalizace, je až -60 °C. Průměrná cena. já! Ethylenglykol patří do třetí třídy nebezpečnosti a má jedovaté a narkotické účinky. Požití 100 ml etylenglykolu do lidského těla může být smrtelnou dávkou.
Propylenglykol Dobré termofyzikální vlastnosti. Ekologicky a toxikologicky bezpečné. Mazací účinek. Když se voda z nemrznoucí směsi při následném ochlazení na -60 °C úplně odpaří, propylenglykol nezmrzne. Dodává teplo rychleji díky nižší hustotě. Vyšší cena než u jiných typů chladicích kapalin. Termofyzikální vlastnosti jsou o 10-20% horší než ethylenglykol.
ČTĚTE VÍCE
Jaký výměník tepla je nejlepší pro kotel na tuhá paliva?

Závěry

Pečlivý výběr chladicích kapalin je dán konkrétní výrobou a požadavky na kvalitu, environmentální ukazatele a fyzikální a chemické ukazatele. Tento problém je řešen individuálně s manažery a specialisty společnosti, kteří poradí a pomohou s výběrem a objednáním chladicí kapaliny.

Doporučení pro výběr chladicí kapaliny

Provozní prostředí pro každý topný nebo chladicí systém se volí individuálně na základě provozních režimů zařízení a technických specifikací zákazníka.

Chladivo musí mít vysoký koeficient tepelné vodivosti. Minimální toxicita. Vysoká tekutost je jedním z klíčových kritérií, aby se během provozu nezvyšovalo zatížení oběhového čerpadla. Dlouhá životnost bez ztráty významných technických ukazatelů je důležitým ukazatelem při výběru chladicí kapaliny.

Propylenglykol a etylenglykol jsou organické sloučeniny ze skupiny dvojsytných alkoholů, široce používané jako teplo/chladivo v topných a klimatizačních systémech. Od vody a jiných chladicích kapalin se liší vyšším bodem varu a nižší teplotou krystalizace, což pomáhá předcházet tvorbě páry a ledu v topném okruhu při přehřátí nebo zamrznutí.

Etylenglykol i propylenglykol jsou alkoholové sloučeniny, které mají dvě skupiny -OH na molekulu. Ethylenglykol má dva atomy uhlíku a propylenglykol má tři atomy uhlíku na molekulu. Tyto organické sloučeniny mají důležité použití v závislosti na chemické struktuře sloučeniny.

Spotřebitelé mají určité požadavky na řešení voda-glykol pro každý jednotlivý systém a chtějí získat požadované technické parametry pro dlouhodobé fungování mechanismů a systémů.

Srovnávací charakteristiky kompozic

Pro vizuální srovnání charakteristik obou látek budou uvedeny ve formě souhrnné tabulky:

Fyzikální charakteristiky Etylenglykol Propylenglykol
Hustota (při 20 °C), kg/m3 1116 1035-1038
Bod varu (při atmosférickém tlaku), °C 197,3 188,2
Teplota tuhnutí (při atmosférickém tlaku), °C -13 -60
Viskozita (při 20 °C), N*sec/m3 0,0209 0,056
Měrná tepelná kapacita, J/g*deg 2,35 2,47
Výparné teplo, kJ/mol 56,94 64,5

Hlavní rozdíly mezi propylenglykolem a ethylenglykolem jsou úroveň toxicity a termofyzikální vlastnosti. Propylenglykol má nízkou toxicitu, ethylenglykol je toxický a měl by být používán s opatrností. Ethylenglykol má lepší účinnost přenosu tepla díky své nižší viskozitě, ale pro přenos stejného množství energie musí být zajištěn větší průtok tekutiny, protože propylenglykol má vyšší měrnou tepelnou kapacitu.

Použití ethylenglykolu místo propylenglykolu má řadu výhod, snižuje bod tuhnutí a zlepšuje vlastnosti přenosu tepla. Z těchto důvodů jsou etylenglykolové kapaliny široce používány v topných nebo chladicích systémech s uzavřenou smyčkou, kde je riziko expozice člověka minimální.

ČTĚTE VÍCE
Jak pochopit, pro kolik metrů čtverečních je klimatizace určena?

Oba glykoly mají vlastnosti, které jim neumožňují rozlišit vnějšími znaky:

  • transparentní;
  • mastný;
  • sladká dochuť;
  • žádný nepříjemný zápach.

Jaký je přesně rozdíl mezi propylenglykolem a etylenglykolem, je možné zjistit provedením chemického rozboru v laboratoři.

Aditiva chladicí kapaliny se používají ke zlepšení výkonnostních vlastností konečného produktu. Pro etylenglykol a propylenglykol se používají různé typy přísad, které vyhovují různým požadavkům a provozním podmínkám.

Vlastnosti základů

Chladiva na bázi etylenglykolu se používají v topných systémech ve formě vodných roztoků. Společnost SVA provádí velkoobchodní prodej chladicích kapalin požadované koncentrace a koncentrovaných roztoků, které je nutné ředit vodou. Kromě rozpouštědla a etylenglykolu se přidávají také přísady, které mění bod varu a bod krystalizace, snižují korozivní účinek na prvky topného okruhu a dodávají směsím barvu, pro usnadnění hledání netěsností v topném systému. Roztoky ethylenglykolu se používají jako chladicí kapaliny a nemrznoucí směsi v následujících oblastech:

  • v uzavřených topných systémech soukromých obytných budov, některých průmyslových budov, administrativních budov, veřejných institucí;
  • v chladicích systémech výkonných počítačů a dalších elektronických zařízení;
  • jako součást automobilové nemrznoucí směsi a brzdové kapaliny.

Důležitými výhodami etylenglykolových chladicích kapalin jsou jejich vysoké termofyzikální vlastnosti:

  • vysoký bod varu zabraňuje varu produktu, pokud se systém přehřeje;
  • nízký koeficient roztažnosti neumožňuje vytvrzení chladicí kapaliny při nízkých teplotách, čímž neničí systém a udržuje jeho těsnost;
  • vysoká tepelná vodivost a dobrá tekutost umožňují rychlou distribuci tepla v celém systému;
  • ne vysoké náklady;
  • roztoky etylenglykolu prakticky netvoří pevné usazeniny solí v potrubí topného systému, což prodlužuje jeho životnost;
  • teplota, při které chladicí kapalina na bázi etylenglykolu začíná krystalizovat, se pohybuje od -35 °C do -70 °C, což umožňuje jejich použití v oblastech s extrémně nízkými klimatickými teplotami;
  • přísady ve složení, které snižují korozivní aktivitu ethylenglykolu, nezničí těsnění systému.

Roztoky voda-ethylenglykol mají také nevýhody, které omezují jejich použití:

  • vysoká toxicita (třetí třída nebezpečnosti), způsobující těžkou otravu při požití na kůži a sliznicích;
  • v důsledku úniku chladicí kapaliny existuje nebezpečí pro životní prostředí;
  • při snižování teploty se zvyšuje viskozita, což vede ke zvýšení zatížení čerpacího zařízení;
  • etylenglykolové roztoky bez přísad aditiv jsou velmi korozivní pro kovové a pryžové prvky systému.

Za stálého sledování je používání etylenglykolu povoleno ve výrobních podnicích, skladech a v omezené míře v obytných budovách. Ethylenglykol se nepoužívá v zařízeních se zvýšenými požadavky na bezpečnost, zejména:

  • v podnicích potravinářského a farmaceutického průmyslu;
  • v bytových domech;
  • ve dvouokruhových topných systémech (aby se zabránilo smíchání etylenglykolu a netechnické vody).

Po uplynutí záruční doby nebo po dosažení užitečných výkonnostních vlastností je etylenglykol recyklován, což může provádět také SVA, která má licenci na sběr, práci, přepravu, skladování, likvidaci a zneškodňování odpadů třídy nebezpečnosti I- IV.

ČTĚTE VÍCE
Je možné použít kotel bez pojistného ventilu?

Chladiva na bázi propylenglykolu se používají ve formě vodných roztoků různých koncentrací s přídavkem aditiv. Chladicí kapaliny na bázi propylenglykolu mají následující výhody:

  • bezpečné pro lidské zdraví a životní prostředí, proto se bez omezení používají v potravinářských a farmaceutických podnicích, ve veřejných budovách a obytných budovách;
  • dobrá tepelná vodivost a vysoká tepelná kapacita;
  • nízká teplota začátku krystalizace (-70 °C) i při úplném odpaření vody z roztoku, takže při extrémně nízkých teplotách nedojde k poškození topného okruhu;
  • schopnost díky větší viskozitě zabránit výskytu vodního rázu, který vede ke zničení potrubí;
  • nepřítomnost korozivních účinků na kovové a pryžové prvky topného okruhu;
  • nepřítomnost vodního kamene a schopnost čistit vnitřní povrch potrubí od nerozpustných usazenin;
  • nižší hustota ve srovnání s etylenglykolem, což snižuje náklady na energii pro cirkulaci chladicí kapaliny systémem.

Nevýhody propylenglykolových chladicích kapalin zahrnují:

  • vysoká cena, přibližně 40krát vyšší než u nemrznoucích směsí na bázi etylenglykolu;
  • nutnost výměny chladicí kapaliny v topném systému jednou za 5 let z důvodu poměrně rychlého poklesu výkonu (u některých řešení je tento problém řešen přísadami);
  • zvýšení viskozity s klesající teplotou, což může vést k nadměrnému zatížení čerpacího zařízení a snížení účinnosti přenosu tepla.

Propylenglykol jako látka ve své čisté formě není toxický a splňuje všechny bezpečnostní požadavky. Ale ve složení chladicí kapaliny, kde jsou kromě ní různá aditiva, může v malé míře ztratit své ekologické vlastnosti, a proto musí být likvidace propylenglykolu provedena správně.

Mohu míchat?

Látky jednotlivě mají dobré vlastnosti. Chemické složení kapalin má podobné složky. Míchání těchto nemrznoucích směsí se nedoporučuje. Když se komponenty spojí, kvalita kapaliny se zhorší. Přítomnost ethylenglykolu v propylenglykolu činí nemrznoucí směs toxickou. V důsledku vzájemného ovlivňování vlastností kapalin se zhorší jejich kvalita. Každá nemrznoucí směs obsahuje přísady, které zlepšují její účinnost. Při smíchání se navzájem negativně ovlivňují. Velmi často jsou přísady jednoduše vzájemně nekompatibilní.

Závěry:

Ethylenglykol a propylenglykol jsou široce používány jako kapaliny pro přenos tepla. Každý má své specifické jedinečné vlastnosti, které mohou být pro kupující zajímavé a jsou vhodné pro různé typy výroby. V závislosti na vlastnostech se podmínky použití kompozic pro různé účely liší. Chladicí kapaliny si můžete objednat od výrobce kontaktováním manažerů společnosti SVA a získat potřebné objasnění otázek, které vás zajímají.