|
Краткий обзор теплоносителей (хладоносителей) на различных основах
Как известно, в
качестве теплоносителя в системах отопления можно применять как воду, так и
незамерзающие жидкости - антифризы. Каждый из этих теплоносителей имеет свои
преимущества и недостатки. Вода со своей способностью накапливать при
нагревании и отдавать при остывании большое количество тепла является
прекрасным теплоносителем. Она обладает хорошей текучестью и потому легко
циркулирует по системе отопления. Кроме того, вода всегда под рукой, и если
необходимо добавить ее в систему отопления, проблем не возникает. Немаловажно и
то, что речь идет об экологически чистом веществе. Следовательно, возможная
протечка не вызовет "экологической катастрофы" в масштабах отдельно
взятого дома или предприятия.
Но! Все эти
достоинства нивелируются одним существенным недостатком - возможностью
замерзания воды в системе и, как следствие, выводом последней из строя. Еще
одним недостатком можно считать необходимость изменения химического состава
воды перед использованием для отопления. Кроме того, как ее ни готовь, все
равно возникает коррозия всех металлических частей системы отопления.
Применение воды в качестве теплоносителя, помимо его главного преимущества –
низкой цены, несет в себе следующие проблемы:
• коррозия металла под воздействием теплоносителя;
• образование накипи на стенках оборудования;
• изменение состава теплоносителя в процессе эксплуатации и соответственно его
теплофизических свойств.
• вследствие замерзания происходит разрыв трубопроводов и нагревательных
элементов.
Эти проблемы, если не обращать на них
должного внимания, приводят к сокращению сроков службы отопительного
оборудования, увеличению затрат на проведение профилактических и ремонтных
работ, требующих в отдельных случаях его остановки, что, в свою очередь, может
вызвать ухудшение качества или порчу теплоносителя.
Теплоносители на основе солевых растворов очень экономичны по прямым затратам.
Однако из-за высокой агрессивности этих растворов косвенные затраты, связанные
с выходом из строя оборудования превышают прямые затраты в несколько раз.
Поэтому наблюдается тенденция их замены теплоносителями, обеспечивающими
большую надежность работы отопительного оборудования. К их числу в первую
очередь относятся водные растворы многоатомных спиртов, в том числе пропиленгликоля, этиленгликоля,
глицерина.
К несомненным преимуществам теплоносителей на гликолевой основе относится
"незамерзание" при минусовых температурах. Не то чтобы они совсем не
замерзали, просто с ними этого не происходит в привычном (бытовом) понимании. В
отличие от воды, они образуют не кристаллическую, а, если можно так сказать,
аморфную структуру. При этом теплоноситель не увеличивает объем, а,
следовательно, не разрушает (не "размораживает") систему отопления.
При повышении же температуры он вновь переходит в жидкое состояние и может
выполнять свои функции. Именно это свойство и делает теплоносителей на
гликолевой основе почти незаменимыми - если зимой в доме не живут,
необязательно сливать систему отопления. И, значит, появляется возможность,
приехав на выходной, быстро протопить комнаты.
Краткая характеристика гликолей
Гликоли - бесцветные сладковатые и высоко вязкие жидкости с точкой замерзания
ниже -50С. Различают три главных типа гликолей:
- этиленгликоль - C2H4(ОН)2. Является ядовитым веществом (ГОСТ 19710-83), и в
основном используется там, где его утечка не будет опасной для людей, животных
и продовольственных товаров.
- пропиленгликоль - С3Н6 (ОH)2. Выгодно отличаются по токсикологическим
свойствам от традиционных теплоносителей технического назначения на основе
этиленгликоля. Благодаря нетоксичным свойствам находит также применение
в пищевой и фармацевтической промышленности.
- глицерин – С3Н5(ОН)3 При использовании в качестве теплоносителей водных
растворов глицерина усиливаются требования к прокладкам (уплотнениям) и деталям
оборудования из неполярных резин и пластмасс некоторых марок. При температурах
ниже -20 °С глицериновые растворы имеют большие значения вязкости, чем
растворы, приготовленные на основе этилен - и пропилен гликолей, что вызывает в
особых случаях установку дополнительного насоса на циркуляцию теплоносителя.
Кроме того, сложнее решаются коррозионные проблемы. В зоне высокотемпературного
(горелка) нагрева теплоносителя на основе глицерина возможно образование
ненасыщенного альдегида – акролеина, (СН2=СН-СН+О), вещества с резким
неприятным запахом, которое проявляет слезоточивое действие и довольно
ядовитое.
Особенности применения растворов гликолей.
Водные растворы этиленгликоля и пропиленгликоля имеют отличные от воды
теплофизические свойства - теплоемкость, плотность, теплопроводность,
химическая активность и т.п., которые должны быть учтены при подборе
оборудования, гидравлическом расчете систем холодоснабжения.
Какие же жидкости следует использовать в системе отопления? Автомобильный
"Тосол" тут не подходит, поскольку изготовлен на основе
этиленгликоля. Солевые растворы хотя и замерзают при более низких, чем вода,
температурах, тоже не годятся, так как обладают повышенной коррозионной
активностью. Использовать же следует так называемые «бытовые антифризы» -
теплоносители, специально предназначенные для систем отопления.
Теплоносители на основе этиленгликоля могли бы применяться повсеместно. Но...
Этиленгликоль, входящий в состав антифриза, при попадании в организм человека
становится "ядом" (относится к третьей группе опасности). Вот
почему антифризы на такой основе рекомендованы для применения исключительно (!)
в закрытых системах отопления (с закрытым расширительным баком). И не стоит
поддаваться на уверения некоторых «специалистов» что, будто открытый бак на
проветриваемом чердаке никакой опасности в себе не таит.
Выход заключается в применении антифризов на основе пропиленгликоля, которые при практически тех же свойствах абсолютно
нетоксичны (с 1996 г. в США, Германии, Франции и некоторых других странах
начался переход на пропилен-гликолевые антифризы так называемые эко-антифризы).
Низкозамерзающие теплоносители на основе водного
раствора пропиленгликоля широко используются в различных отраслях
промышленности в качестве теплоносителей (антифризов, хладоносителей), в том
числе в системах отопления, вентиляции, кондиционирования жилых домов и
общественных зданий, в системах охлаждения пищевых производств, а также в
другом теплообменном оборудовании в интервале температур от минус 60 С до плюс
110 С .
Как известно, в современных системах отопления одновременно применяются
несколько видов металлов и сплавов, как-то: чугунные и биметаллические
радиаторы отопления, черные стали и медь для теплообменников, медная (латунная)
запорная арматура и т.д. Такой ассортимент металлов при наличии
электропроводящей среды приводит к электрохимической коррозии. Высокие
температуры эксплуатации системы отопления (до плюс 95°С) существенно ускоряют
процессы повреждения стенок оборудования, соединительных элементов и
прокладочных материалов, что приводит к возникновению протечек и испарению
обычных теплоносителей. Для эксплуатации в таких условиях теплоноситель может
использоваться и содержать в своем составе комплекс присадок, эффективно
снижающих коррозию металлов, пенообразование хладоносителя, набухание и
растворение резиновых уплотнителей, образование отложений на стенках оборудования.
Водные растворы на основе
Пропиленгликоля нашего производства относятся к 4-му классу опасности
(вещества малоопасные), в рекомендованном для применения составе не горючие и
пожаро-, взрывобезопасны. Имеют
Санитарно-эпидемиологическое заключение и Сертификат соответствия.
|
