Для защиты от замерзания в климатических и инженерных системах используют различные теплохладоносители. Один из эффективных и экономически выгодных вариантов для систем кондиционирования и охлаждения, которые эксплуатируются в условиях высокого риска замерзания — теплоноситель на основе этиленгликоля. Это специальная низкозамерзающая жидкость, состоящая из водного раствора гликоля с добавлением ингибиторов (нейтрализаторов) коррозии и присадок.
Рассмотрим подробнее свойства и применение растворов этиленгликоля, особенности их использования в промышленных системах кондиционирования и охлаждения. Выясним, как концентрация теплоносителя влияет на температуру его кристаллизации. А еще — повторим меры безопасности, которые нужно соблюдать при работе с этим веществом.
Этиленгликоль (моноэтиленгликоль, МЭГ) относится к группе многоатомных спиртов. Выглядит как жидкость с консистенцией сиропа.
Этиленгликоль хорошо растворяется в воде. В нем абсолютно не растворимы минеральные масла, каучук, плохо растворяются растительные и животные жиры.
Физические и теплофизические свойства вещества зависят от концентрации в растворе. В чистом виде этиленгликоль замерзает при -13 °С, а в водных растворах с концентрацией от 30% — при более низких температурах. Поэтому большинство теплоносителей — это растворы, которые состоят из 40-45% этиленгликоля, 50-55% воды и 3-4% присадок. Такие процентные соотношения компонентов позволяют получить лучшие теплофизические свойства раствора этиленгликоля как эффективного теплоносителя:
Химические свойства этиленгликоля такие же, как у других гликолей. Химическая формула — HO−CH2CH2−OH. При взаимодействии с цинком МЭГ образует гликоляты, с органическими кислотами — сложные эфиры.
В чистом виде этиленгликоль токсичен, относится к веществам 3 класса опасности. Попадание его в чистом виде или раствора в организм может вызвать сильное отравление.
У растворов на основе МЭГ класс опасности — четвертый (вещества малоопасные). Они пожаробезопасны и не относятся к горючим веществам.
Температура кристаллизации (замерзания) зависит от концентрации теплоносителя — количества этиленгликоля в растворе. Например, концентрат Hot Stream 65, который мы производим, требует разведения водой. Из него можно приготовить раствор любой нужной температуры замерзания в пределах от -20 до -65 °С. Или вы можете заказать готовый раствор определенной концентрации от 1 тонны в зависимости от требуемой температуры кристаллизации: Hot Stream 30 — начинает кристаллизоваться при -30 °С, Hot Stream 20 — при -20 °С.
Зависимость температуры замерзания теплоносителя от его концентрации нелинейная. Водный раствор этиленгликоля достигает своего минимума (-65 °С) при концентрации 65%. Если повышать концентрацию дальше до 98%, то повысится и температура кристаллизации — до -13 °С.
Вот как концентрация этиленгликоля влияет на температуру замерзания его водного раствора:
| Концентрация МЭГ | Температура замерзания |
| 30% | -15 °С |
| 35% | -20 °С |
| 40% | -25 °С |
| 50% | -35 °С |
| 54% | -40 °С |
| 60% | -50 °С |
| 65% | -65 °С |
| 70% | -60 °С |
Благодаря доступной стоимости при высокой эффективности и незамерзающих свойствах растворы этиленгликоля широко применяют в различных сферах: в качестве антифриза автомобилей, как теплоносители для охлаждения катков, в химической, нефтегазовой, электротехнической, авиационной промышленности, энергетике и многих других. Ими заправляют инженерные и климатические системы крупных общественных и офисных зданий, спортивных сооружений, торговых центров, а также чиллер-фанкойлы.
Растворы этиленгликоля для охлаждения даже при замерзании не приводят к разрыву в трубах — это соблюдается, если содержание МЭГ в составе не менее 35%. Поэтому растворы оптимальны для использования как в системах, постоянно и без отключений работающих в зимний период, так и в тех, которые отключают.
Однако из-за токсичности области технического применения этиленгликоля и растворов на его основе ограничены. Такие теплоносители не рекомендуют применять на пищевых производствах, а также в двухконтурных котлах отопления.
В промышленности растворы этиленгликоля применяют в основном в системах охлаждения, вентиляции и кондиционирования воздуха, где нужно поддерживать стабильный температурный режим и обеспечить длительную эксплуатацию. Их используют в системах с закрытым контуром. При этом важно соблюдать рекомендации по эксплуатации от производителей оборудования и жидкости.
В системах кондиционирования и охлаждения промышленных предприятий важно использовать качественные теплоносители с этиленгликолем. Нельзя заправлять эти системы просто водными растворами МЭГ — мнимая экономия может привести к несоизмеримо большим потерям вплоть до полного разрушения и выхода системы из строя.
Качество теплоносителя зависит от входящих в его состав типа присадок. В рецептурах Hot Stream мы используем карбоксилатные присадки — на основе солей карбоновых кислот (карбоксилатов). Они эффективно защищают металлы систем кондиционирования и охлаждения от коррозии и неприятных последствий, к которым приводит ее появление.
Растворы, обогащенные специальными присадками, не оказывают агрессивного воздействия на резину. Благодаря этому уплотнения в контурах охлаждения не разрушаются, контур остается герметичным, и теплоноситель из него не вытекает. Это важно, потому что этиленгликоль обладает высокой текучестью.
Этиленгликоль в чистом виде можно хранить при любых температурах окружающей среды в плотно закрытой / герметичной таре, в хорошо вентилируемом месте, защищенном от воздействия прямых солнечных лучей (во избежание обесцвечивания красителя и этикетки) и атмосферных осадков.
Чистый МЭГ — ядовитое вещество, поэтому нельзя принимать его внутрь даже в разбавленном виде. Из-за высокой токсичности при попадании в организм вызывает необратимые последствия для жизни и здоровья.
К характеристикам этиленгликоля также относятся взрывоопасность и горючесть. Поэтому при работе с ним важно придерживаться особых мер безопасности, использовать средства защиты.
Лабораторное оборудование и приборы, которые применяют для работы с МЭГ в чистом виде, должны соответствовать требованиям безопасности при работе с ядовитыми веществами.
Если этиленгликоль попал в организм, необходимо срочно вызвать скорую. До приезда медиков также следует оказать пострадавшему доврачебную помощь, которая включает: полоскание ротовой полости водой, обильное питье воды, активированный уголь, солевое слабительное; внутрь — 30% раствор этилового спирта по 30 мл через каждые 3 часа.
