Как приготовить раствор этиленгликоля

Как и чем разбавлять теплоноситель?

Климатические системы – эффективный, но при этом достаточно капризный механизм, который может выйти из строя в самый неожиданный момент. Отопительное оборудование – в разгар зимнего сезона, системы кондиционирования – в летнюю жару. Причины самые разнообразные: от внезапных перебоев электроэнергии до износа отдельных компонентов инженерной сети. Если в качестве теплоносителя климатической системы использовать воду, то при отрицательных температурах высок риск замерзания отопительного контура. Это ведет к непоправимым последствиям – разрушению трубопроводных магистралей и оборудования. Чтобы избежать дорогостоящего ремонта – важно использовать незамерзающие жидкости – промышленные антифризы и теплоносители.

На рынке промышленных теплоносителей большой популярностью пользуются составы на основе гликоля. У потребителя есть выбор: купить готовый состав с пакетом антикоррозионных присадок или приобрести раствор интересующей концентрации гликоля оптом. Чтобы соблюсти все требования, важно знать особенности состава гликолевых теплоносителей, теплофизические свойства, особенности эксплуатации и правила разведения.

Требования к теплоносителю для климатической системы

Любой теплоноситель – это рабочая среда, предназначенная для перераспределения и переноса тепловой энергии. Правильно подобранный и подготовленный состав позволяет оптимизировать работу контура, увеличить КПД инженерной сети, защитить оборудование от коррозии и минимизировать риски выходя из строя.

При выборе теплоносителя важно учитывать следующие особенности:

• Высокая теплоемкость состава, позволяющая аккумулировать и доставлять тепловую энергию к радиаторам с минимальными потерями.
• Широкий диапазон рабочих температур, соответствующий климатическим условиям региона и особенностям эксплуатации объекта.
• Инертность антифриза по отношению к трубам, радиаторам, циркуляционному насосу и другому оборудованию системы.
• Устойчивость к образованию очагов коррозии на омываемой поверхности.
• Рекомендуемый срок эксплуатации состава.

Основное преимущество современных антифризов на основе гликоля для промышленных помещений – способность противостоять отрицательным температурам, защищать оборудование от накипи и образования ржавчины. Это обеспечивается введением в состав антикоррозионных присадок, которые продлевают срок службы теплоносителя. В случае с продуктами линейки Hot Stream от «ТЕХНОФОРМ» рекомендуемый срок эксплуатации 5-10 лет.

В сравнении с водой гликолевый раствор:

• Обладает вязкостью в 3-5 раз выше. Это требует использования насосного оборудования с производительностью минимум на 10-15% выше.
• Менее теплоемкий. При одинаковом нагреве теплоносители на основе гликоля накапливают и отдают примерно на 15% меньше тепловой энергии.
• Более текуч, что предъявляет повышенные требования к уплотнительным материалам и соединениям системы.

При всех описанных выше особенностях гликоль обладает несравнимым преимуществом: даже при охлаждении до экстремально низких температур (-60 градусов) раствор сохраняет первоначальные свойства и не замерзает.

Принцип действия антифриза

В отличие от воды, которая переходит в твердое агрегатное состояние уже при 0 градусов, антифриз на основе гликоля способен выдерживать охлаждение до -60 градусов. Кристаллизация раствора происходит постепенно, он переходит в гелеобразное состояние и не образует привычных кристаллов, разрушающих структуру материалов системы.

Как правильно разбавить теплоноситель и стоит ли это делать?

Для начала ответим на главный вопрос: если вас интересует возможность процесса с точки зрения теплофизики, да, можно. Прежде чем приступать к подготовке раствора для заливки в систему, нужно провести ряд подготовительных мероприятий. В первую очередь – рассчитать необходимые пропорции с учетом концентрации исходного раствора и температуры замерзания готового продукта после разведения. Смешивать воду и антифриз можно двумя способами: заливая по отдельности до достижения рабочего давления в контуре, соединяя компоненты раствора заранее. Первый способ используется редко, т.к. раздельное добавление воды и гликоля чревато серьезными проблемами:

• Неравномерный прогрев на отдельных участках магистрали по причине некачественного смешивания жидкостей.
• Перебои в работе насоса или его остановка, вызванная неоднородностью среды.
• Вспенивание раствора, устранить последствия можно только путем полного слива антифриза из системы.

Теперь о целесообразности разбавления. Простейшие расчеты показывают, что удобнее и выгоднее сразу заказать у производителя раствор гликоля нужной концентрации, чем приобретать продукт с большей концентрацией и самостоятельно доводить его до рабочих параметров.

Можно ли разбавлять теплоноситель водой?

Этот вопрос лучше задать производителю. Некоторые рабочие составы не рекомендуется разбавлять водой, другие – прекрасно разводятся без потери теплофизических свойств. К примеру, концентрированные растворы гликолей от компании «ТЕХНОФОРМ» можно приобрести оптом, а затем самостоятельно довести до заданной рабочей концентрации. Единственное требование – использовать при разбавлении деминерализованную воду, т.к. повышенное содержание соли может привести к образованию осадка.

Особенности разбавления этиленгликоля

Для разведения концентрированного этиленгликоля применяется деминерализованная умягченная вода с минимальным содержанием солей магния и кальция. Если в процессе разбавления добавляются антикоррозионные присадки, то жесткость воды не должна превышать 5 мг на эквивалент. Для удобства можно руководствоваться таблицей:

Температура замерзания рабочего состава	Объем этиленгликоля, в литрах	Объем воды, в литрах
-20 °С	54	60
-25 °С	60	40
-30 °С	65	35
-40 °С	77	23

Важно! Не рекомендуется использовать чистый этиленгликоль. У него повышенная вязкость и низкая теплоемкость, что негативно отражается на КПД оборудования.

Правила разбавления пропиленгликоля

Для подготовки теплоносителя на основе концентрированного пропиленгликоля используется деминерализованная вода. Допустимо разбавление в разной пропорции, по объему или массе. Для удобства можно использовать следующую информацию:

Объемная концентрация в %	Плотность при 20°C, г/см 3	Температура замерзания, °C
25	1,023	-10
30	1,029	-13
35	1,033	-17
40	1,037	-21
45	1,042	-26
50	1,045	-32

Пропиленгликолевые теплоносители не используются в системах с оцинкованными трубами, длительное воздействие приводит к отслаивания материала.

Учитывайте, что при подготовке рабочих составов нужно соблюдать меры предосторожности и пожарной безопасности. Работы допустимо проводить только в хорошо вентилируемом помещении, в индивидуальных средствах защиты. Но лучше купить уже готовый раствор и доверить заливку жидкости в систему профессионалам.

Важно! Не смешивайте теплоносители от разных производителей. Каждый бренд пользуется своим пакетом ингибиторов коррозии, которые могут конфликтовать по составу и приводить к потере свойств.

Вывод

Гликолевый теплоноситель более технологичен, безопасен и эффективен, чем вода. В некоторых условиям эксплуатации он незаменим. В продаже можно найти как готовые составы, так и растворы гликолей различной концентрации с пакетом присадок, которые теоретически можно довести до нужных параметров.

Самостоятельное смешение этилен- и пропиленгликоля с водой проводится до заполнения системы, с учетом рекомендаций производителя. Но лучше всего приобрести оптом раствор этилен- или пропиленгликоля в компании «ТЕХНОФОРМ». Разнообразие вариантов, качественные антикоррозионные присадки бельгийского производства – все это гарантирует длительную и производительную эксплуатацию системы.

Источник

Физические свойства водного раствора этиленгликоля

Приведены данные по физическим свойствам водного раствора этиленгликоля, которые могут быть использованы при выполнении инженерных расчётов.

Плотность водного раствора этиленгликоля

Плотность смеси этиленгликоля и воды приведена в таблице для концентрации этиленгликоля от 10 процентов до 70 процентов по массе в диапазоне температур от 10 до 93 градусов Цельсия.

Плотность водного раствора этиленгликоля (содержание в процентах по массе)
Температура	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%
о С	ρ, кг/м 3	ρ, кг/м 3	ρ, кг/м 3	ρ, кг/м 3	ρ, кг/м 3	ρ, кг/м 3	ρ, кг/м 3
10	997,9	998,1	998,3	998,5	998,6	998,8	998,9
37	992,1	992,2	992,3	992,5	992,6	992,8	992,9
65	979,4	979,5	979,6	979,8	979,9	980,0	980,1
93	962,6	962,8	962,9	963,2	963,1	963,2	963,4

Теплопроводность смеси этиленгликоля с водой

Значения теплопроводности водного раствора этиленгликоля показаны в таблице для диапазона температур от 10 до 70 градусов Цельсия и концентрации от 10% до 70%. С увеличением концентрации этиленгликоля с 10% до 50% по массе теплопроводность раствора снижается примерно на 30%.

Теплопроводность смеси этиленгликоля (содержание в процентах по массе) с водой
Температура	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%
о С	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)
10	0,542	0,508	0,475	0,445	0,416	0,389	0,363
38	0,576	0,533	0,492	0,453	0,417	0,384	0,353
65	0,602	0,550	0,502	0,457	0,414	0,376	0,341
93	0,617	0,560	0,506	0,456	0,408	0,367	0,328

Теплоемкость водного раствора этиленгликоля

Оценочные значения теплоемкости водного раствора этиленгликоля приводятся в таблице для температур от 10 до 93 градусов Цельсия и концентраций этиленгликоля от 10 до 70 процентов. Теплоемкость 50-ти процентного раствора этиленгликоля примерно на 18 процентов меньше теплоёмкости воды.

Теплоемкость смеси этиленгликоля (содержание в процентах по массе) с водой
Температура	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%
о С	Дж/(кг• o C)	Дж/(кг• o C)	Дж/(кг• o C)	Дж/(кг• o C)	Дж/(кг• o C)	Дж/(кг• o C)	Дж/(кг• o C)
10	4079	3935	3785	3621	3442	3249	3041
38	4103	3981	3845	3694	3527	3346	3149
65	4131	4028	3905	3767	3613	3443	3257
93	4162	4074	3965	3839	3698	3540	3365

Концентрация этиленгликоля по массе и по объёму в водном растворе

В таблице приведены соотношения концентрации этиленгликоля в водном растворе по массе и по объёму.

Содержание этиленгликоля по массе (в процентах)
5%	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%
Концентрация этиленгликоля по объёму (в процентах)	4,51%	9,06%	18,31%	27,76%	37,41%	47,27%	57,31%	67,66%

Температура кипения водного раствора этиленгликоля

Приведена диаграмма по температурам кипения водного раствора этиленгликоля в зависимости от его содержания по массе в процентах при давлении атмосферного воздуха 760 мм.рт.ст. С увеличением концентрации этиленгликоля с 10% до 50% по массе температура кипения раствора повышается всего лишь с 101,1 до 107,2 градуса Цельсия.

Сравнительная температура кипения смеси этиленгликоля с водой (при нормальном атмосферном давлении)

Вода (без содержания этиленгликоля) 100 o C

Вода (90%) + Этиленгликоль (10%) 101.1 o C

Вода (70%) + Этиленгликоль (30%) 104,4 o C

Вода (50%) + Этиленгликоль (50%) 107,2 o C

Этиленгликоль (60%) + Вода (20%) 110,0 o C

Этиленгликоль (90%) + Вода (10%) 140,6 o C

Этиленгликоль (95%) + Вода (5%) 158,3 o C

Температура замерзания водного раствора этиленгликоля

Приведена диаграмма по температурам замерзания водного раствора этиленгликоля в зависимости от его содержания по массе в процентах. Примечательно, что при концентрации этиленгликоля от 10% до 20% температура замерзания водного раствора понижается незначительно от -3,2 до -7,8 градуса Цельсия. С последующим доведением концентрации этиленгликоля до 50% температура замерзания раствора достаточно резко снижается до -33,8 градусов Цельсия. Это свойство этиленгликоля позволяет использовать его в технологических процессах в качестве теплоносителя с низкими значениями рабочих температур.

Сравнительная температура замерзания раствора этиленгликоля с водой

Вода (без добавки этиленгликоля) -1,0 o C

Вода (90%) + Этиленгликоль (10%) -3,2 o C

Вода (90%) + Этиленгликоль (20%) -7,8 o C

Вода (70%) + Этиленгликоль (30%) -14,1 o C

Вода (50%) + Этиленгликоль (50%) -33,8 o C

Этиленгликоль (60%) + Вода (40%) -48,5 o C

НИОКР в машиностроении

Инновационное импортозамещение

г. Коломна, Московская область
Россия, 140400

Источник