Меню

Этиленгликоль для холодильной установки

Что такое гликоль? Как он используется в чиллере?

Анализ энергосистемы

Гликоль — смешивающаяся с водой охлаждающая жидкость, которая часто используется в системах теплопередачи и охлаждения. Она обеспечивает лучшие параметры теплопередачи, чем вода, и может смешиваться с водой для обеспечения различных характеристик теплопередачи. Гликоль выпускается в двух вариантах: этиленгликоле и пропиленгликоле. Хотя оба материала опасны для живых существ, пропиленгликоль чаще всего используется вблизи продуктов питания, а этиленгликоль чаще всего используется в промышленных применениях.

Низкие точки замерзания гликолевых смесей делают их идеальными для охлаждения предметов ниже точки замерзания воды. Таким образом, смеси гликоля / воды часто используются для охлаждения морозильников и аналогичных сред. Обслуживание холодильных машин включает постоянный контроль концентрации гликоля в системе.

Чтобы понять цель гликоля, вы должны сначала понять, как работает чиллер. Чиллер состоит из двух ключевых частей: холодильной установки, которая использует электрическую энергию для производства холодной жидкости, и теплообменных катушек, которые перемещают холодную жидкость из холодильного агрегата в целевую зону и горячую жидкость из целевой зоны в холодильную установку. Как правило, целевой областью является внутренняя часть морозильника или какой-либо другой объект, который вы хотите охладить. Холодильная установка часто состоит из компрессора с некоторым сжимаемым теплоносителем, таким как фреон.

Каждый чиллер имеет диапазон рабочих температур. Этот температурный диапазон определяется несколькими переменными, наиболее важными из которых являются точка кипения и точка замерзания теплоносителя. Гликоль ценится как теплоноситель, потому что он может работать в широком диапазоне температур и может смешиваться с водой. Точки кипения и замерзания гликолевых смесей зависят от относительных количеств гликоля и воды в смеси.

Чистая вода замерзает при 0 градусах Цельсия, а чистый этиленгликоль замерзает при -12,9 C. Между ними точки замерзания являются нелинейными. Например, раствор 10% -ного этиленгликоля замерзает при температуре -3,4 C, 30% этиленгликоля замерзает при -13,7 , и 60% этиленгликоля замерзает при -52,8 C. Точка замерзания смеси этиленгликоля и воды 60/40 значительно ниже, чем у чистого этиленгликоля или чистой воды. Смеси пропиленгликоля с водой следуют аналогичной схеме с 60/40 смесью пропиленгликоля с водой, имеющей точку замерзания -48 С.

Гликоль полезен, даже если вы не хотите охлаждать предмет ниже температуры замерзания воды. Скорость теплопередачи пропорциональна разнице между температурой охлаждающей жидкости и температурой охлаждаемого элемента. Тепловая мощность хладагента, которая является химической характеристикой материала, также важна, но мы отложим ее на время. Смесь этиленгликоль / вода 60/40, охлажденная до -40 С, может охлаждать изделие при 20 С намного быстрее и эффективнее, чем чистая вода при 10 С. Хотя этиленгликоль имеет более низкую теплоемкость, чем вода (каждый килограмм гликоля легче чтобы нагреться, чем килограмм воды), большая разница температур позволяет смеси гликоля переносить тепло намного быстрее, чем чистая вода.

Низкие температуры, связанные с гликолевыми смесями, делают их полезными для применений, когда чиллер должен охлаждать большое количество тепла. Тепло является побочным продуктом многих химических реакций; способность гликоля быстро переносить тепло делает его полезным для поддержания температуры химических реакций. По этой причине смеси пропиленгликоля / воды часто используются для охлаждения ферментеров в пивоварнях.

Гликоль является важным теплоносителем в промышленных применениях. В дополнение к отличным параметрам теплопередачи этиленгликоль имеет тенденцию препятствовать росту водорослей в оборудовании для теплопередачи.

источник

Теплоносители (хладоносители) на основе гликолей

Общие сведения

Теплоносители (хладоносители) являются промежуточным телом, с помощью которого осуществляется перенос тепла от воздуха охлаждаемого помещения к холодильному агенту. Хладоносителем может служить вода, водные растворы солей или жидкости с низкой температурой замерзания — антифризы и т. д. Их применяют там, где непосредственное охлаждение нежелательно или не представляется возможным.

При температурах теплоносителя ниже точки замерзания воды, а также в целях предотвращения замерзания теплоносителя в трубопроводах при низких температурах окружающей среды, в качестве теплоносителей используют различные растворы и смеси с низкой температурой замерзания.

Распространенными хладоносителями являются хлористый натрий (NaCl), соли хлористого кальция (CaCl2), водные растворы гликолей. В связи с высокой коррозионной активностью солевых растворов, расходы на ремонт оборудования могут многократно превысить прямые затраты, поэтому в последнее время все более широкое применение находят растворы многоатомных спиртов, в том числе пропиленгликоля (ПГ), этиленгликоля, глицерина, что особенно характерно для систем центрального кондиционирования.

Гликоли — бесцветные сладковатые и высоко вязкие жидкости с точкой замерзания ниже -50С. Различают два главных типа гликолей:

  • пропиленгликоль — С3Н6 (ОH)2, благодаря нетоксичности находит также применение в пищевой промышленности (в качестве пищевых добавок).
  • этиленгликоль, C2H4(ОН)2, в основном, используется там, где его утечка не будет опасной для людей, животных и продовольственных товаров. Он значительно дешевле пропиленгликоля и потери на трение — намного ниже при низких температурах, чем для пропиленгликоля.
Читайте также:  Продам холодильные установки на фреоне

При проектировании систем с гликолевыми теплоносителями следует учитывать их физико — химические особенности.

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.

Как пропилен гликоль, так и этилен гликоль имеют молекулярный размер меньший, чем у чистой воды. Это свойство может привести к образованию утечек в уплотнениях (особенно при низких температурах теплоносителя и высоких концентрациях гликоля) и требует более внимательного подхода к выбору насосного оборудования и его размещению. В ряде случаев стандартные насосы рассчитаны на максимальное содержание гликоля 30-40%, более высокие концентрации требуют замены стандартных уплотнений на специальные. По возможности насосы следует размещать в частях системы с более высокой температурой теплоносителя.

Не рекомендуется применять трубы из оцинкованной стали в системах с гликолевыми теплоносителями.

Расчет концентрации раствора

Для низкотемпературных систем, при температуре теплоносителя ниже +5С, в целях предотвращения замерзания теплоносителя в испарителе холодильной машины требуется применять раствор гликолей. Рекомендуемые массовые (!) концентрации растворов этиленгликоля и пропиленгликоля для различных температур теплоносителя показаны на Рис. 1, 2. При более низких температурах (например, применении растворов гликолей для защиты от замерзания в зимний период) для расчета концентрации следует использовать диаграмму состояния раствора гликоля

Подбор оборудования, пересчет основных характеристик

При подборе оборудования необходимо учесть, что основные характеристики холодильного оборудования при использовании растворов гликолей высокой концентрации будут существенно отличаться от рассчитанных при нормальной температуре и воде в качестве теплоносителя. Как правило, точные характеристики холодильной машины с учетом концентрации гликоля и при различных температурах теплоносителя можно пересчитать с помощью программ подбора или таблиц, предоставляемых производителями чиллеров. В качестве примера на Рис. 3 и 4 показано, как изменяются основные показатели холодильной машины (холодопроизводительность, потребляемая мощность компрессора, расчетный расход теплоносителя) в зависимости от концентрации раствора этиленгликоля и пропиленгликоля при температуре теплоносителя +5/+10 °С.

Рис.4

Пересчет гидравлического сопротивления

Так как этиленгликоль и пропиленгликоль обладают высокой вязкостью, как следствие значительно возрастают гидравлические потери на трение в трубопроводах и на преодоление гидравлических сопротивлений. На Рис.5 и 6 приведены поправочные коэффициенты падения давления в зависимости от температуры и концентрации раствора.

Рис.5

Рис.6

Зависимость характеристик насосного оборудования от физических свойств теплоносителя

В качестве примера, рассмотрим подбор насоса при исползовании в системе в качестве теплоносителя раствора этиленгликоля.

Исходные данные:

  • требуемый расход теплоносителя в системе = 50 м 3 /час,
  • требуемый напор на сеть = 18,5 м,
  • температура жидкости = -15 °С,
  • концентрация этиленгликоля = 40% масс.

По диаграмме состояния раствора этиленгликоля по температуре и концентрации определяем динамическую вязкость и плотность раствора:

  • динамическая вязкость = 12 мПа х с,
  • плотность = 1070 кг/м 3 .

Находим кинематическую вязкость раствора:

Исходя из расчетных расхода и напора насоса и рассчитанной кинематической вязкости по номограмме пересчета характеристик центробежных насосов определяем требуемый напор насоса по стандартным характеристикам, коэффициент напора равен 1,02., т.е. для обеспечения расхода 50 м 3 /час и перепада давлений теплоносителя 18,5м необходимо выбрать насос с напором по стандартной характеристике = 18,87 м. Этому условию соответствует насос LME 80-125/133 фирмы Grundfos. По номограмме пересчета характеристик центробежных насосов уточняем поправочный коэффициент потребляемой мощности насоса, он равен 1,1, т.е. фактическая мощность = попр.коэфф. х плотность х мощность по стандартной характеристике = 1,1 х 1,07 х 3,6 = 4,24 кВт.

источник

ПРОПИЛЕНГЛИКОЛЬ (пропандиол)

С 3 Н 6 (ОH) 2 стандарта USP,
с содержанием основного вещества 99,9%
от Дистрибьютора компании BASF Германия

Синонимы: Монопропиленгликоль, 1,2 пропиленгликоль.
1,2 пропандиол. Пищевая добавка Е1520

Глицерин USP

(499) 308-44-93

(499) 308-44-91

elena@urzol.ru

Чиллер — принцип работы, наполнение системы чиллера пропиленгликолем.

Чиллер представляет собой специальное холодильное устройство, функция которого заключается в отводе тепла от охлаждаемого предмета (от воды или раствора пропиленгликоля, этиленгликоля). Однако просто охладить воду недостаточно, поскольку тепло следует еще отдать. Вот почему основная цель чиллера – это перенос тепла от охлаждаемого тела во внешнюю среду (как правило, в воздух).

Для осуществления подобной процедуры чиллер имеет циркулирующийся фреон, способный менять агрегатное состояние. Иными словами, происходит переход из жидкого состояния в газообразное и наоборот (испарение и конденсация). Когда фреон испаряется, то энергия поглощается, а в случае конденсации происходит ее выделение.

Основные детали чиллера – это испаритель, компрессор (ТРВ) и конденсатор. После ТРВ холодный фреон в жидком виде поступает в испаритель, в котором испаряется, забирая тем самым у воды тепло и охлаждая ее. После этого фреон в газообразном состоянии попадает в компрессор, в котором осуществляется его сжатие и нагревание. Затем фреон проходит в конденсатор, в котором снова становится жидким, отдавая тепло во внешнюю среду. В конце он попадает в ТРВ, в котором уменьшается давление и понижается температура. После этого цикл вновь повторяется.

Читайте также:  Компрессорные холодильные установки ремонт

В качестве теплоносителя может быть использован пропиленгликоль. Это вещество обеспечивает безопасность жилья и людей, увеличивает продолжительность работы систем теплоснабжения за счет его невысокой коррозионной агрессивности и способности не замерзать при низких температурах. Подобная стойкость является довольно важной в северных условиях и во время незапланированных перебоев в теплоснабжении.

Пропиленгликоль считается лучшим раствором для заполнения чиллера благодаря некоторым его преимуществам:

1. Экологичность в работе,
2. Высокие антикоррозионные свойства,
3. Способность не рвать трубы, обеспечивая тем самым продолжительность эксплуатации.
4. Высокая термостойкость,
5. Отличные смазочные характеристики.

Он используется в вентиляции и кондиционерах благодаря невысокой температуре застывания (от -60 С). Во время испарения система будет находиться в безопасности, тогда как этиленгликоль замерзнет уже при температуре в 13 С. Растворы с пропиленгликолем в концентрации более 60%, замерзнут лишь при -70 градусах.

Пропиленгликоль может выступать в качестве охлаждающей жидкости для пива, молока и прочих продуктов. Охлаждение происходит за счет принудительной циркуляции пропиленгликоля по змеевикам.

Основное преимущество этого раствора перед прочими состоит в том, что вследствие его нетоксичности он может быть использован, даже если произойдут некоторые утечки.

Кроме того, присутствие пропиленгликоля в количестве 0,25% не оказывает влияние на вкус. 30-процентная концентрация дает возможность доведения температуры охлаждения до -12,8 градусов, тогда как при помощи воды можно уменьшить ее только до 1,1 С.

Пропиленгликоль способен также автоматически смазать все элементы охлаждающей системы.

Благодаря охлаждению при помощи пропиленгликоля обеспечивается более высокая вторичная безопасность в случае нарушения циркуляции теплоносителя, при возникновении техногенных катастроф, аварий на производстве и ошибках сотрудников. Чтобы перевести охладители на пропиленгликолевый раствор не придется дорабатывать саму систему циркуляции. Достаточно просто очистить эту систему от возможных осадков кальция и хлоридов.

При правильной очистке системы и постоянном контроле раствора гарантируется надежное функционирование оборудования.

Индивидуальный подход к ценообразованию для каждого клиента!

Для получения информации о ценах на монопропиленгликоль звоните нам по телефонам: +7 (499) 308-44-93, +7 (499) 308-44-91.

источник

Установки охлаждения этиленгликоля

Установки охлаждения этиленгликоля – это холодильные системы с промежуточным хладоносителем, широко распространенные в промышленности.

Охлаждение в них производится жидкостью, непрестанно циркулирующей по замкнутой системе трубопроводов от чиллера до конечного потребителя. Такие установки имеют несколько важных преимуществ:

  • Между установкой и конечным потребителем может быть любое расстояние. Этот параметр обеспечивается подбором насосной станции нужной мощности и усиленной теплоизоляцией трубопроводов.
  • Температуру воздуха в камерах очень просто регулировать. Одновременно можно производить настройки для большого количества помещений, даже если температурные режимы в них сильно различаются.
  • Хладоноситель имеет большую аккумулирующую способность, поэтому межпусковой период более продолжительный, а включение и выключение компрессоров происходит гораздо реже.
  1. Возможность изготовления нестандартных холодильных установок
  1. Инновационные решения в управлении холодильными агрегатами
  1. Энергосберегающие технологические принципы

Этиленгликоль в последнее время все чаще используется в подобных установках в качестве хладоносителя. Водный раствор этиленгликоля должен включать в себя комплекс присадок и иметь гигиеническое разрешение, подтверждающее возможность его использования в системах кондиционирования, тепло- и хладоснабжения. Он не оказывает агрессивного действия на прокладки и резину, благодаря чему сокращается риск протечек и повышается надежность работы жидкостных циркуляционных контуров.

Установки охлаждения этиленгликоля могут разработать для вас сотрудники компании «АквилонСтройМонтаж». Мы рассматриваем каждый случай индивидуально, перед проектировкой оценивая целесообразность применения той или иной установки. Спроектированные с учетом воздействия внешних факторов, особенностей производства или другой деятельности предприятия, холодильное оборудование обеспечивает максимальную производительность при любых условиях. В качестве хладоносителей мы используем этиленгликоль или любые другие варианты на ваше усмотрение. У нас вас ждут выгодные цены, полный спектр услуг, достойное качество профессионализм сотрудников.

источник

Некоторые особенности применения теплоносителя на основе пропиленгликоля в холодильном оборудовании

к.т.н. Л.С.ГЕНЕЛЬ, М.Л.ГАЛКИН, 000 «Спектропласт»
к.т.н. С.С.СОРОКИН, ОАО «Альфа Лаваль Поток»

Проблемы, которые возникают у потребителей при использовании теплоносителей (хладоносителей) в холодильном оборудовании, обусловлены в основном взаимодействием их с металлическими поверхностями. К числу таких проблем относятся:

  • коррозия металла под воздействием теплоносителя; образование накипи на стенках оборудования;
  • изменение состава теплоносителя в процессе эксплуатации и соответственно его теплофизических свойств.

Эти проблемы, если не обращать на них должного внимания, приводят к сокращению сроков службы холодильного 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 охлаждаемой продукции.
В настоящее время в пищевых производствах наиболее широкое применение в качестве теплоносителя получили растворы CaCI2, MgCI2, K2CO3, которые очень экономичны по прямым затратам. Однако из-за высокой агрессивности этих растворов косвенные затраты, связанные с ухудшением качества продуктов, могут многократно превысить прямые затраты. Поэтому наблюдается тенденция их замены теплоносителями, обеспечивающими большую надежность работы холодильного оборудования. К их числу в первую очередь относятся водные растворы многоатомных спиртов, в том числе пропиленгликоля (ПГ), этиленгликоля, глицерина.
Водные растворы пропиленгликоля выгодно отличаются по токсикологическим свойствам от традиционных теплоносителей технического назначения на основе этиленгликоля. Этиленгликоль ядовит (ГОСТ 19710-83), и поэтому его применение в пищевой промышленности крайне затруднительно, в то время как пропиленгликоль является пищевой добавкой (Е1520).

Читайте также:  Принцип работы холодильной установки физика

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 до -20 °С глицериновые растворы имеют большие значения вязкости, чем пропиленгликолевые. Кроме того, сложнее решаются коррозионные проблемы.
Температурный диапазон применения теплоносителя на основе пропиленгликоля от -50 до +107 °С, однако в пищевых производствах этот теплоноситель оказался наиболее конкурентоспособным по комплексу параметров в диапазоне температур от — 20 до -1°С.
Пропиленгликоль (1,2-пропиленгликоль, пропандиол) — бесцветная густая жидкость со слабым характерным запахом, смешивается с водой и спиртом, обладает гигроскопическими свойствами. Его температура кипения при атмосферном давлении 187,4 °С, температура плавления -60 °С, плотность при 20 °С 1,037 г/см3.
Некоторые основные свойства водных растворов пропиленгликоля при различных концентрации и температуре приведены в табл. 1.
Для проведения коррозионных испытаний растворы ПГ готовили на дистиллированной и водопроводной воде. Скорость коррозии образцов стали СтЗ в теплоносителях на основе водных растворов CaCl2 и ПГ при введении 3% концентрата противокоррозионных добавок марок КПК1 и КПК2 приведена в табл. 2.

Примечания:
1. Испытания проведены в сопоставимых условиях для всех образцов весовым методом по ГОСТ 9.908—85. Для проведения испытаний использовали нестандартные образцы в виде отрезков трубы диаметром 20 мм, лучше имитирующих, по мнению авторов, условия эксплуатации оборудования. Поэтому приведенные значения скорости коррозии могут рассматриваться только как относительные.
2. В водопроводной воде (составы 2, 4 и 5) обнаружены ионы железа 0,3 мг/л, меди 1,0 и хлора 25 мг/л.
3. Содержание некоторых коррозионно-активных компонентов в коррозионной среде (состав 5) — катионы (определены атомно-абсорбционным методом): железо — 86,53 мг/л, медь — 14,21 мг/л; анионы (определены химическим анализом): хлор — 577,8 мг/л.

Из табл. 2 видно, что меньшей коррозионной активностью обладают растворы, приготовленные на дистиллированной воде (составы 1 и 3), чем на водопроводной (составы 2 и 4). Наличие анионов хлора в сочетании с катионами железа и меди придает теплоносителю чрезвычайно высокую коррозионную активность, способную выводить из строя детали оборудования, в том числе изготовленные из нержавеющей стали, меди, латуни. Скорость коррозии в таких условиях может достигать, по нашим данным, более 1 мм/год, а места сварки металлов подвержены опасности коррозионного растрескивания.
Одной из возможных причин повышенного содержания анионов хлора в системе холодоснабжения является присоединение к ней оборудования, ранее работавшего на растворе CaCI2. Пропиленгликоль, являясь поверхностно-активным веществом, способствует вымыванию старых отложений на стенках оборудования и их переходу в раствор.
По техническому заданию, согласованному со специалистами фирмы ОАО «Альфа Лаваль Поток», 000 «Спектропласт» разработало ряд марок концентратов противокоррозионных добавок (КПК) для теплоносителей на основе ПГ. Концентраты вводятся в раствор пропиленгликоля в количестве от 2 до 6 мас.% с учетом диапазона температур эксплуатации и материалов, используемых в теплообменном оборудовании. Применение их в несколько раз уменьшает скорость коррозии стенок оборудования (см. табл.2) и образования накипи на них. Это позволило ОАО «Альфа Лаваль Поток» приступить к изучению возможности использования более дешевых сплавов для снижения стоимости оборудования.
Концентраты выпускаются 000 «Спектропласт» по ТУ 2422-001-11490846-99. Имеется гигиенический сертификат № 770130242Т30583089. Теплоноситель на основе ПГ с соответствующим содержанием КПК относится по опасности (ГОСТ 12.007-76) к 4-му классу — вещества малоопасные.
000 «Спектропласт» проводит испытания теплоносителей, имитирующие различные условия их эксплуатации в теплообменном оборудовании, разрабатывает рецептуры и изготовляет КПК и/или окрашивающих добавок.
С учетом ужесточения требований к надежности холодильного оборудования, гигиеническим и взрыво-пожаробезопасным условиям производств, а также возможности существенного снижения коррозионной активности теплоносителей путем введения в них противокоррозионных добавок можно прогнозировать на ближайшее время повышение объемов применения в холодильной технике теплоносителей на основе водных растворов пропиленгликоля.

На сайте использованы изображения оборудования COOLTEH

источник