2020-10-21

Особенности выбора хладоносителей по теплофизическим свойствам

С технологической точки зрения в качестве хладоносителя может выступать любое химическое соединение, которое в силу свойств может эффективно отвести тепло от рабочей установки и передать его рабочему веществу холодильной машины. Используемые на производстве составы увеличивают затраты на техобслуживание холодильных установок, поэтому их использование допустимо только в исключительных случаях, на производстве с централизованной системой охлаждения. Такие системы реализованы на кондитерских фабриках, молокоперерабатывающих предприятиях, пивзаводах, пищевых комбинатах. Встретить их можно и в супермаркетах, где реализована функция постоянного охлаждения витрин.

Качественный хладоноситель для установки должен соответствовать ряду требований:

• Высокая теплопроводность и теплоемкость.

• Минимальная плотность для облегченной циркуляции по системе.

• Невысокая коррозионная активность для бережного отношения к материалам оборудования.

Использование неорганических соединений

Долгое время единственным вариантов для обеспечения работы холодильных установок являлись неорганические хладоносители – рассолы. Это растворы ацетатов, хлоридов щелочных металлов, формиаты и иные соединение. Для них характерна прямая зависимость между теплофизическими свойствами раствора и массовой концентрацией основного вещества.

Чтобы характеризовать свойства раствора, вводится понятие криогидратной точки. Это концентрация, при которой соединение будет обладать минимальной температурой замерзания. При превышении указанного параметра вещество переходит в твердую форму. Если непрерывно охлаждать раствор до температуры, которая ниже кривой замерзания на графике, то выпадение кристаллов льда со временем уменьшит концентрацию, которая достигнет криогидратного равновесия и переведет хладоноситель в твердое агрегатное состояние.

---

---

Если анализировать доступные варианты, то самым удобным будет использование водного раствора хлорида кальция. У него хорошая теплофизика, но один существенный недостаток – сильная коррозионная активность в присутствии кислорода из атмосферного воздуха. Поэтому такой хладоноситель уместен для закрытых систем, где концентрация кислорода примерно в 4 раза меньше, чем в открытых.

Органические хладоносители

Оптимальным выбором на рынке органических антифризов будет теплоноситель на основе пропиленгликоля. Несмотря на то, что даже при заказе оптом он обойдется дороже неорганических аналогов, переплата экономически обоснована. Надо учесть, что за счет сниженной вязкости раствор гликоля легче транспортируется по трубопроводу, что минимизирует нагрузки на насосное оборудование и снижает затраты на техобслуживание системы. Введение пакета антикоррозионных присадок сводит к нулю активность гликоля и защищает металлические, пластиковые и металлопластиковые элементы конструкции от преждевременного разрушения.

Длительное время вместо гликолей использовали глицерин и метиловый спирт – иные органические хладоносители с невысокой температурой кристаллизации. Но это решение быстро потеряло актуальность, ведь глицерин обладает куда большей вязкостью, чем пропиленгликоль. Это термически неустойчивое соединение, которое при кипении выделяет токсические вещества, опасные для жизни. Аналогично вопрос обстоит и с метанолом, попадание которого в организм человека смертельно. Вывод прост: гликолевые теплоносители от производителя смотрятся выигрышнее, что и объясняет их популярность на рынке климатического оборудования.