Файл: 1 Основные области применения 3 2 Пропиленгликоль как антифриз для отопления 4.docx

Оглавление


Введение

Пропиленгликоль и этиленгликоль – это простейшие двухатомные спирты, получившие широкую популярность, наряду с глицерином, в качестве низкозамерзающих жидкостей (антифризов) в системах отопления [1].

Их отличает от других теплоносителей то, что они прекрасно выдерживают высокие температуры при соединении с водой и начинают закипать только при 105°С-110°С при нормальном атмосферном давлении и при 120°С-150°С – при повышенном. В зависимости от степени разведения, температура их кристаллизации составляет от -40°С до -70°С.

В их составе могут присутствовать антикоррозионные присадки для защиты внутренних элементов системы от коррозии и снижения пенообразования, что позволяет существенно увеличить ее срок эксплуатации.

1 Основные области применения

Пропиленгликоль и этиленгликоль используются практически во всех современных сферах производства.

Этиленгликоль применяется в химическом, лакокрасочном и нефтехимическом производствах, химии полимеров, лабораторной практике, военном деле, приборостроении, автомобилестроении, машиностроении, технике, теплотехнике и электротехнике, бытовой химии и во многих других областях.

Этиленгликоль – антифриз востребован в автомобильной и авиационной отраслях. Он входит в состав жидкостей против обледенения стекол автомобилей, стекол и металлических поверхностей самолетов. Защищает металлические детали от коррозии. Кроме этого, является частью жидкости «И», которую добавляют в авиационные топлива для того, чтобы попавшая в бак влага не кристаллизировалась и не засоряла топливные фильтры.

---

 Пропиленгликоль может входить в состав отдельных смазочных веществ, полимерных пластмасс, антиобледенителей, применяемых в теплоносителях, а также в отдельных веществах, служащих как для производственных целей, так и для решения бытовых задач. Используется для изготовления алкидных и полиэфирных смол для автомобильной и строительной отраслей. Часто пропиленгликоль может быть в веществах, созданных в фармацевтике и косметологии.

В роли антифриза в системах отопления, вентиляции и кондиционирования. Данные агрегаты могут быть установлены как на производстве, так и в жилых домах [2].

2 Пропиленгликоль как антифриз для отопления

Пропиленгликоль часто используется в современных системах отопления. Данное вещество выступает в роли антифриза благодаря присутствию дополнительных веществ – присадок-ингибиторов. В такой композиции пропиленгликоль менее опасен и вреден для человека. Все компоненты можно заливать в систему отопления, не опасаясь повредить отдельные элементы. Это касается как чугунных, стальных, медных, так и биметаллических рабочих конструкций. Наличие в антифризе карбоксилатных присадок при работе с пропиленгликолем способно повысить срок службы рабочего контура, таким образом продлив время эксплуатации до ближайшего ремонта [3].

Нежелательно применение такого антифриза в тех системах, где присутствуют цинковые элементы (в том числе и контуры с трубами, которые внутри покрыты оцинковкой).

Все потому, что даже при невысоких рабочих температурах (в среднем около +70 ^оС) оцинкованный слой или часть, содержащая цинк внутри, может отсоединяться и отслаиваться. Часть вещества выпадает в виде нерастворимых солей и осадка. Часто это можно наблюдать в тех частях системы отопления, которая отвечает за нагрев антифриза. Со временем в этих местах усиливается коррозийный очаг, который приводит к быстрому выходу системы из рабочего состояния. Требуется внеплановый ремонт или даже замена части контура.

При заправке системы отопления

---

пропиленгликолем важно соблюдать основные правила, чтобы не создать аварийной ситуации, а также повысить эффективность работы антифриза.

Перед заливкой раствора, отвечающего за теплообмен, необходимо провести гидравлические испытания и исследования. Это необходимо, чтобы преждевременно выявить участки разгерметизации и места протечек. Если в контуре была применена какая-то другая жидкость, его необходимо тщательно почистить и помыть перед тем как применять антифриз на основе пропиленгликоля. После заправки контура, его нельзя тут же запускать и вводить в эксплуатацию. Должно пройти некоторое время, чтобы из системы ушли все пузырьки воздуха, которые изначально присутствуют в любом теплоносителе.

---

3 Особенности теплоносителей на основе этиленгликоля

Этиленгликоль используется в системах отопления в виде водных растворов. В продаже имеются готовые теплоносители нужной концентрации и концентрированные растворы, которые необходимо разбавлять водой.

Помимо растворителя и антифриза добавляются также присадки, меняющие температуру закипания и кристаллизации, снижающие коррозионное воздействие на элементы отопительного контура, придающие смесям цвет для удобства поиска протечек в системе отопления [4].

Растворы этиленгликоля используются в качестве теплоносителей и антифризов в следующих областях:

1. 
   В закрытых системах отопления частных жилых домов, некоторых промышленных зданий, административных сооружений, общественных заведений.
   
2. 
   В системах охлаждения мощных компьютеров и другой электронной техники.
   
3. 
   В качестве автомобильного антифриза и компонента тормозной жидкости.
   

Основными преимуществами водных растворов этиленгликоля являются их высокие теплофизические характеристики:

- высокая температура кипения предотвращает вскипание антифриза при перегреве системы отопления;

- из-за малого коэффициента расширения и аморфного характера затвердевания этиленгликолевой смеси при замерзании она не разрушает систему отопления, сохраняя ее герметичность;

- сравнительно высокая текучесть и теплопроводность этиленгликоля способствует более быстрому и эффективному распределению теплоты по отопительной системе;

- относительно низкая стоимость (больше, чем у воды, но меньше по сравнению с пропиленгликолем);

- небольшая вязкость способствует лучшему распределению теплоты, а также снижает нагрузку на элементы насосного оборудования;

- этиленгликолевые растворы практически не образуют твердых отложений солей в трубопроводе системы отопления, что продлевает ее эксплуатационный ресурс;

- температура замерзания 50-70-процентных теплоносителей на основе этиленгликоля составляет от -35 °С до -65 °С, что позволяет использовать их в регионах с экстремально низкими температурами;

---

- за счет использования дополнительных присадок, снижающих коррозионную активность этиленгликоля, растворы этого вещества не разрушают уплотнительные элементы отопительной системы.
У водно-этиленгликолевых растворов имеются и недостатки, ограничивающие их применение:

высокая токсичность (третий класс опасности), обуславливающая тяжелое отравление при попадании внутрь организма, на кожу и слизистые оболочки;

опасность для окружающей среды, из-за которой утечка теплоносителя приводит к отравлению почв и водоемов;

значительное повышение вязкости при понижении температуры, вызывающая повышенную нагрузку и быстрый износ насосного оборудования;

при полном выкипании воды из антифриза и последующем охлаждении высококонцентрированный этиленгликоль замерзает при температуре всего -13 °С, что может привести к аварийной ситуации;

этиленгликолевые растворы без присадок оказывают коррозионное действие на металлические и резиновые элементы системы отопления, из-за чего возникают протечки теплоносителя.

Из-за указанных недостатков теплоносители на основе этиленгликоля рекомендуется использовать только в закрытых системах отопления, оснащенных расширительным баком.

В таблице 1 представлены физические свойства водного раствора этиленгликоля [2].

Таблица 1 – Физические свойства водного раствора этиленгликоля

Объемная доля в смеси %	Минимальная рабочая температура t, °C	Температура раствора t, °C	Плотность кг/м3		Теплоемкость кДж/(кг⋅K)	Теплопроводность Вт/(м⋅K)		Динамическая вязкость мПа⋅с= =10-3⋅Н⋅с/м2			Кинематическая вязкость мм2/с= =10-6м2/с
1	2	3	4		5	6		7			8
20	-10	-10	1038		3,85	0,498		5,19			5,0
		0	1036		3,87	0,500		3,11			3,0
		20	1030		3,90	0,512		1,65			1,6
		40	1022		3,93	0,521		1,02			1,0
		60	1014		3,96	0,531		0,71			0,7
		80	1006		3,99	0,540		0,523			0,52
		100	997		4,02	0,550		0,409			0,41
34	-20	-20	1069	3,51			0,462		11,76	11,0
		0	1063	3,56			0,466		4,89	4,6
		20	1055	3,62			0,470		2,32	2,2
		40	1044	3,68			0,473		1,57	1,5
		60	1033	3,73			0,475		1,01	0,98
		80	1022	3,78			0,478		0,695	0,68
		100	1010	3,84			0,480		0,515	0,51

---