Климатическая техника

г. Москва, ул. Демьяна Бедного д. 6 корп. 2

Теплофизические свойства хладоносителей и специфика их выбора

Технологически хладоносителем может являться любое химическое вещество, способно эффективно отводить тепло от охлаждаемой установки и передавать его рабочему веществу холодильной машины. Современные составы, несмотря на свою эффективность, заметно увеличивают затраты на техническое обслуживание холодильных машин, поэтому могут применяться лишь в исключительных случаях – на крупных производственных предприятиях с централизованными системами охлаждения. Такими потребителями холода являются молокозаводы и пивзаводы, кондитерские фабрики, крупные пищевые комбинаты, а также супермаркеты, в которых установлена центральная система холодоснабжения витрин и камер.

Если правильно выбрать и купить теплоноситель для системы охлаждения, можно заметно минимизировать траты на техобслуживание инженерных установить, уменьшить расход энергоресурсов и снизить нагрузку на рабочие узлы системы, продлив тем самым срок ее эксплуатации.

Качественный хладоноситель должен обладать следующими свойствами:

  • Высокая теплоемкость и теплопроводность;
  • Минимальная вязкость и плотность для более эффективной циркуляции по трубопроводам;
  • Минимальная коррозионная активность и инертность по отношению к материалам установки.

Проанализировав имеющиеся на рынке варианты, специалисты пришли к выводу, что ни один из существующих хладоносителей нельзя назвать идеальным и универсальным. В каждой конкретной ситуации принимается индивидуальное решение. Если в случае с теплоносителями для систем отопления применение воды оправдано в некоторых случаях, то в качестве промежуточного рабочего вещества для систем кондиционирования воздуха она практически не применяется.

Неорганические хладоносители и рассолы

Одним из альтернативных решение при выборе антифриза для инженерных систем, работающих в условиях отрицательных температур, является использование рассолов – водных растворов неорганических солей. Это растворы ацетатов, хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов, формиатов и других неорганических соединений. Здесь наблюдается прямая зависимость между концентрацией соли в растворе и теплофизическими свойствами подготовленного хладагента.

Для любого хладоносителя и теплоносителя применимо понятие криогидратной точки. Это именно такая концентрация, при которой раствор будет обладать минимальной температурой замерзания. Если увеличить содержание соли в водном растворе, то температура замерзания будет увеличиваться. Если охлаждать раствор до температуры, которая будет лежать ниже кривой замерзания на графике, то выпадение кристаллов льда или соли изменит концентрацию – со временем она достигнет криогидратного равновесия и хладоноситель перейдет в твердое агрегатное состояние.

В качестве примера криогидратных точек рассмотрим показатели для водных растворов хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов:

  • У хлорида натрия это концентрация 28,9 %, при которой температура замерзания составит 21,2 градуса ниже нуля;
  • У хлорида магния это концентрация 27,6 %, при которой температура замерзания составит 33,6 градуса ниже нуля;
  • У хлорида натрия это концентрация 42,6 %, при которой температура замерзания составит 55 градусов ниже нуля.

Не нужно быть специалистом, чтобы сделать вывод: максимально удобным вариантом является водный раствор хлорида кальция. За единственным исключением: он обладает сильной коррозионной активностью в присутствии кислорода воздуха, поэтому для открытых систем охлаждения такой вариант видится нецелесообразным. В закрытых системах, где концентрация кислорода примерно в 4 раза меньше, такой выбор вполне оправдан.

Использование органических хладоносителей

Наиболее популярным вариантом среди органических соединений видится раствор этиленгликоля. Несмотря на то, что даже при заказе оптом он обойдется дороже, нежели раствор хлорида кальция, такой выбор экономически обоснован. За счет меньшей вязкости гликоль гораздо проще переносится по трубопроводу, что снижает нагрузку на насосное оборудование и увеличивает его эксплуатационный ресурс. Несмотря на то, что растворы гликолей обладают высокой коррозионной активностью, введение в них пакета специальных присадок позволяет защитить металлические и пластиковые элементы трубопровода от разрушения коррозией.

Глицерин или метиловый спирт также имеют низкую температуру кристаллизации, но их применение в качестве хладоносителей существенно ограничивается некоторыми свойствами веществ. Так, глицерин имеет большую вязкость в сравнении с этиленгликолем, что заметно усложняет процесс циркуляции по системе. К тому же, он термически неустойчив и распадается с выделением токсичных соединений. Та же проблема касается и метилового спирта, раствор которого является крайне токсичным и опасным для жизни человека.