Промышленные хладоносители

Хладоносители - это вещества, способные переносить холод от одного объекта установки к другому, не меняя при этом своего агрегатного состояния. К таким соединениям предъявляются повышенные требования, включая возможность функционирования при очень низких температурах.

Общая характеристика

Холодильным агентом в холодильной машине может выступать вещество, являющееся жидкостью, газом или даже быть в твердом агрегатном состоянии, которое при кипении (испарении, плавлении или даже сублимации) отнимает теплоту от охлаждаемого объекта и затем после сжатия передает её охлаждающей среде за счет конденсации или иному фазовому переходу (воде, воздуху и т.п.).

Выделяют причины для использования хладоносителей:

• Система охлаждения не работает по причине токсичного хладагента (аммиак).
• Много установок по отводу тепла с разными температурами, расположены на продолжительном расстоянии друг от друга.
• Технологические особенности по хранению препаратов и пищевых продуктов.

Важные свойства теплоносителей:

• температура замерзания ниже температуры испарения хладагента на 5-80 °С;
• высокая теплопроводность;
• большая теплоемкость;
• низкая плотность и вязкость;
• нейтральность к материалу;
• экологичность;
• невысокая стоимость, доступность.

К сожалению, ни один теплохладоноситель не соответствует всем вышеописанным требованиям, поэтому подбирать вещество надодля каждой установки отдельно. Расход хладоносителя зависит от состава, разницы давления между испарителем и конденсатором, переохлаждением.

Энергопотребление в использовании хладоносителей должно быть оправдано, поскольку это очень энергоемкий процесс. Энергии потребляется больше в системе с хладоносителем, чем с хладагентом (непосредственное охлаждение). Это происходит потому что, температура кипения хладагента ниже на 5-6°С. А также необходима дополнительная энергия для работы насосов, чтобы циркулировать вещество.

Правильно выбрав хладоноситель, вы сэкономите на обслуживании инженерных систем, потреблении энергии, снизите нагрузку на узлы оборудования, что продлит срок ее эксплуатации.

Виды хладоносителей

Самым доступным и недорогим видом хладоносителя является вода, характеризующаяся хорошими теплофизическими свойствами.

Выделяют преимущества воды как хладоносителя:

• низкая динамическая вязкость поможет снизить нагрузку на привод насосов при циркуляции;
• высокая теплоемкость снижает расход воды;
• высокая температура кипения приведет к малому испарению;
• малая коррозионная активность;
• нетоксичность;
• пожаро — и взрывобезопасность.

Рассолы —водные растворы неорганических и органических соединений (NaCl,CaCl). Основные свойства рассола, например, температуры замерзания, зависят от концентрации. Чем выше концентрация раствора, тем ниже температура замерзания. Критической концентрацией для раствора хлорида кальция— 29,9%, при ней температура замерзания -55°С. Критическая концентрация у раствора хлорида натрия— 23%, при ней температура замерзания -21,1 °С.

Преимущества рассолов:

• низкая температура замерзания;
• низкая удельная теплоемкость;
• низкая теплопроводность.

Кроме рассолов существуют и другие хладоносители, которые отличаются низкой температурой замерзания, низкой коррозионной активностью, но более высокой ценой.

К органическим теплохладоносителям относятся спиртовые растворы – гликоли. Наиболее применяемые и известные – этиленгликоль и пропиленгликоль.

Преимущества:

• температура замерзания -50 °С;
• вязкость ниже, чем у рассолов.

В чистом виде гликоли провоцируют коррозию, но добавление специальных ингибиторов снижает риск разрушения материалов системы. Хладоноситель этиленгликоль токсичен, применятся только там, где его утечка не навредит человеку и окружающей среде.

Хладоноситель пропиленгликоль является безвредным и его часто применяют в холодильных установках в пищевой промышленности. На основе пропиленгликоля делают:

• приправы, специи, душистые вещества, сахарозаменитель;
• аэрозоли, при обработке которыми умирают микроорганизмы и бактерии на продуктах;
• растворители в косметической и фармацевтической промышленности.

Компания «SVA» производит и продает охлаждающие жидкости оптом. Разрабатывает и выпускает составы для разных сфер промышленности.

Пропиленгликоль обладает бактерицидными свойствами, и находит применение в производстве лекарственных препаратов.

У метилового спирта и глицерина хоть и низкая температура замерзания, но они не применяются из-за свойств самих веществ. Метиловый спирт —очень токсичен, глицерин — вязкий.

Технические особенности

Вода замерзает уже при температуре 0 °С, поэтому такой хладоноситель используют в системах, где не требуются отрицательные температуры. Например, в центральных системах кондиционирования воздуха, для охлаждения напитков, в системах с аккумуляцией холода. Если теплоноситель должен иметь температуру ниже 0 °С, используют рассолы.

Хлорид кальция выбирают среди других растворов в качестве рассола. Его недостаток в высокой коррозионной активности, в присутствии кислорода. Это учитывают в открытых охлаждающих системах. Уменьшить коррозионную активность можно добавлением в раствор щелочи (каустической соды), а также использование пассиваторов (фосфорная кислота). Для уменьшения трения и увеличения производительности насоса добавляют полиакриламид. Коррозионная активность выше у рассола NaCl, но он дешевле, чем СаСl2. При контакте с пищевыми продуктами раствор СаСl2придает продуктам горький привкус, поэтому контакт этого рассола с продуктами не допускается.

Решающим фактором при выборе промышленных хладоносителей является влияние на систему, в которой они циркулируют, даже более высокая стоимость при этом не пугает.

Токсичность этиленгликоля ограничивает сферы его использования. Пропиленгликолевые теплохладоносители ввиду своей экологичности могут применяться в жилых помещениях и даже в пищевой и фармацевтической промышленности.

Для того, чтобы системы в которых циркулируют жидкие хладоносители исправно функционировали необходимо проводить регулярное обслуживание систем теплоснабжения и охлаждения. Эти технические мероприятия позволят избежать аварийных ситуаций.

Сферы применения

Использование хладагентов хладоносителей увеличивает затраты на обслуживание холодильной установки на колоссальные суммы. Их нужно использовать только в определенных случаях:

• Крупные промышленные и производственные объекты с централизованными установками.
• Заводы по производству молока.
• Заводы по производству пива.
• Кондитерские фабрики.
• Пищевые фабрики.
• Продуктовые магазины, которые имеют в помещении конструкцию централизованного холодоснабжения морозильных камер и витрин.
• Ещё, хладоносители необходимы, когда пользование системы непосредственного охлаждения недопустимо из-за токсичности хладагента. Например, аммиака.
• При огромном количестве пользователей холода с разными температурами, находящимися на большом расстоянии друг от друга.

Компания SVA производит экологичные хладоносители для чиллеров на основе пропиленгликоля.