ООО "Холодильное дело"
В РОССИИ ХОЛОД ЗА НАС!
 

Главная
Новости
Издания
Публикации
Поиск
Литература
П.О.
Компакт-диск
Подписка
Реклама
Реквизиты
Карта сайта

Copyright © 2001-2017,
ИД «Холодильное дело»

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru

"Новый хладоноситель, особенности и перспективы применения"

Статья из журнала "ХБ" № 1/2001 г.

 

Многие холодильные системы, особенно средней и крупной холодопроизводительности, работают с применением промежуточного хладоносителя. Поэтому, наряду с выбором холодильного агента, успешное функционирование таких систем связано также и с выбором хладоносителя, отвечающего определенным требованиям (температура замерзания, вязкость в рабочих диапазонах температур, теплоемкость, химическая активность, экологическая безопасность, стоимость и др.).

От правильного выбора хладоносителя зависят многие показатели холодильной установки, в том числе выбор холодильного агента, расход энергии, металлоемкость аппаратов и срок службы. Широко применяемые хладоносители - водные растворы хлористого кальция и хлористого натрия, вызывают коррозию металла и преждевременный выход оборудования из строя, а применение их в аппаратах, имеющих элементы из нержавеющих сталей, совершенно недопустимо в связи с активными электролитическими процессами, ведущими к разрушению этих сталей.

В таких схемах в качестве хладоносителя, в основном, применяют водные растворы этилен- или пропиленгликолей, спирта или глицерина, а также хлористого кальция или хлористого натрия. Однако все эти вещества имеют существенные недостатки, а именно: этиленгликоли токсичны, обладают наркотическим действием. При попадании в организм даже в малых количествах разрушают нервную систему, почки и печень (ГОСТ28084-89); пропиленгликоли имеют недостаточную температуру замерзания (не ниже минус 30°С), высокую вязкость при низких температурах и высокую стоимость; метиловый спирт не может широко применяться по причинам возможного отравления, а водные растворы глицерина имеют высокую вязкость, требующую повышенных энергозатрат при перекачки по трубопроводам и ограниченную температуру замерзания (при 50% концентрации не ниже минус 23°С).

Аммиачные холодильные системы, несмотря на очевидные выгоды по расходу энергии в сравнении с хладоновыми и других ряд преимуществ, таких как низкая стоимость, невоздействие на озоновый слой атмосферы, не всегда могут быть рекомендованы к применению в холодильных станциях из-за большой аммиакоемкости. Применение схем с промежуточными хладоносителями и современной пластинчатой аппаратурой, выполняемой в основном из нержавеющей стали, в десятки раз уменьшает количество аммиака в системе и, таким образом, устраняет основной недостаток аммиачных установок.

В настоящее время разработаны и промышленно освоены "Экосолы", являющиеся новым поколением хладоносителей.

Экосолы не имеют указанных выше отрицательных воздействий на различные металлы, не токсичны, не взрывоопасны, плохо горючи. Основные компоненты экосолов применяются в парфюмерии при изготовлении кремов, лосьонов и мазей. При этом теплофизические свойства существенно превышают свойства всех известных хладоносителей. Предлагаются различные модификации экосолов: "Экосол-65", "Экосол-40", "Экосол-20" и "Экосол-10" (цифра обозначает температуру замерзания), которые выбираются из условий эксплуатации и поставляются в готовом к употреблению виде. Минимальная температура замерзания "Экосола-65" минус 65°С, что позволяет использовать его практически во всех испарительных системах, как средне, так и низко температурных. Вязкость экосолов при низких температурах не превышает вязкость многих известных хладоносителей, а теплоемкость значительно выше. На графиках Рис. 1 показана сравнительная вязкость хладоносителей при различных концентрациях. Видно, что вязкость самого концентрированного "Экосола-65" в диапазоне температур от минус 10°С до минус 20°С значительно ниже водного раствора этиленгликоля и хлористого кальция.

Рисунок 1

 

Объемное содержание воды в экосолах: "Экосол-65"-35,5% , "Экосол -40"- 37,0%, "Экосол 30"-41,2%. Вода из экосолов испаряется при температуре 106°С.

Сравнительные теплофизические свойства хладоносителей при 20°С приведены в Таблице 1.

Таблица 1

№№ пп Хладоноситель Плотность, кг/м3 Температура замерзания, °С Теплоемкость, кДж/кг.К Теплопроводность, Вт/м.К
1 "Экосол-40" 1024 - 40 4,434 0,634
2 Этиленгликоль 1060 - 33 3,260 0,430
3 Хлористый кальций 1240 - 31,2 2,805 0,494

 

Кроме того, экосолы обладают свойством уменьшения объема при понижении температуры, что исключает возможность разрыва трубопроводов и аппаратов при понижении температуры ниже точки замерзания.

Экосолы химически не активны. Коррозионные характеристики  даны в Таблице 2. Они не превышают норм, установленных ГОСТ28084-89.

Таблица 2

Материал Коррозионные потери, г/м3 сутки
Фактические Допустимые по ГОСТ28084-89
Латунь 0,08 0,1
Припой 0,04 0,1
Алюминий 0,03 0,1
Медь 0,03 0,1
Чугун 0,03 0,1
Сталь 0,01 0,1

 

Прочие характеристики экосолов приведены в Таблице 3.

Таблица 3

Показатель Фактически Норма ГОСТ28084-89
Объем пены, образовавшейся после 5 мин пропускания воздуха через антифриз, см3 21 30
Время исчезновения пены ,с 2,2 3
Набухание стандартных образцов эталонной резины, %% УИМ-1 4,4 5,0
57-5060 2,7
57-7011 1,9
Водородный показатель, рН 9,11

 

Основной компонент экосолов - этилкарбитол. Он мало летуч. Температура кипения 203°C.

Стоимость экосолов соизмерима со стоимостью этиленгликоля.

###

 

В.В. Баранник., д.х.н., Б.Т. Маринюк,  д.т.н., В.С. Овчаренко, инж., В.П. Афонский, инж. (Москва)

 

«VIV Russia 2017»

«КРИОГЕН-ЭКСПО. Промышленные газы 2017»

Кафедра «Техника низких температур»

Кондиционеры, тепловые насосы, системы вентиляции