Propylenglykol pro topné systémy: vlastnosti, hustota a způsob použití chladicí kapaliny

Vysoké standardy kvality Všechna chladicí kapalina pro systémy výměny tepla a další nemrznoucí celoroční kapaliny pro výměnu tepla “JE SPETSAVIA” jsou vyráběny v přísném souladu s mezistátní normou podle GOST-33341-2015.

Propylenglykol je bezbarvá viskózní kapalina se slabým charakteristickým zápachem, nasládlou chutí a má hygroskopické vlastnosti. Propylenglykol je na rozdíl od etylenglykolu prakticky netoxický a není nebezpečný při vdechnutí nebo náhodném požití par.

Propylenglykol má konzervační, sterilizační a baktericidní vlastnosti.

Propylenglykol je dobrým rozpouštědlem pro různé třídy sloučenin a většina nízkomolekulárních organických sloučenin obsahujících kyslík a dusík je s ním zcela mísitelná: jednosytné alkoholy, ethylen a propylenglykoly a jejich estery, kyseliny, aldehydy, ketony, estery, aminy a další sloučeniny obsahující dusík.

NPP Spetsavia LLC přijímá objednávky na výrobu propylenglykolu, jeho balení a expedici spotřebiteli. Podrobné informace naleznete v sekci „Služby“. Výrobní kapacita podniku při maximálním zatížení umožňuje vyrobit až 200 tun produktu denně.

Технические характеристики

Hustota propylenglykolu je nižší než hustota ethylenglykolu a glycerinu, ale vyšší než hustota ethanolu. Viskozita propylenglykolu je vyšší než viskozita ethylenglykolu a jednosytných alkoholů, zejména při nízkých teplotách.

Srovnávací charakteristiky ethylenglykolu a propylenglykolu.

Index	Etylenglykol	Propylenglykol	Komentáře
Hořlavost	nízký	nízký
Stupeň podráždění kůže způsobený	nízký	nízký
Viskozita	nízký	vyšší než ethylenglykol	Propylenglykol způsobuje velké tlakové ztráty v systémech.
Karcinogenita	ne	ne
Náchylnost k biologickému rozkladu	zničena za 10-30 dní	zničení trvá 20 – 30 dní
Posun bodu tuhnutí při zředění vodou	účinnější	méně efektivní	Vyšší koncentrace propylenglykolu je zapotřebí k dosažení stejného bodu tuhnutí jako ethylenglykolu.
Toxicita	Vysoká úroveň toxicity při perorálním podání	Úroveň toxicity je nižší
Chemická spotřeba kyslíku	nízký	vyšší než ethylenglykol
Účinnost přenosu tepla	horší než propylenglykol	lepší než ethylenglykol	Ethylenglykol nedokáže přenést stejné množství tepla jako propylenglykol, takže v systému musí cirkulovat více etylenglykolu, aby se přeneslo stejné množství energie při stejné teplotě.

přihláška

Nízkotuhnoucí chladicí kapaliny vyrobené na bázi vodného roztoku propylenglykolu jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích jako nemrznoucí kapalina, včetně vytápění, ventilace, klimatizačních systémů obytných budov a veřejných budov, v chladicích systémech pro výrobu potravin, jakož i v jiných teplosměnných zařízeních v rozsahu teplot od -40 °C do +108 °C.

Korozivní aktivita propylenglykolu je nižší než u většiny známých vodných roztoků solí a alkoholů. Tato okolnost nám umožňuje stanovit nízké požadavky na jakosti oceli pro zařízení, což má pozitivní vliv na jejich cenu.

V potravinářském průmyslu může propylenglykol působit jako potravinářská přísada (činidlo zadržující vlhkost, změkčující a dispergační činidlo), používá se při výrobě kapalin pro doplňování elektronických cigaret a také v malých množstvích při výrobě kosmetiky.

Propylenglykol může být jednou ze složek v procesu získávání léků. Kromě toho se používá k mazání a konzervaci strojů na balení potravin a používá se jako změkčovadlo při výrobě celofánových a polyvinylchloridových fólií.

Документация

Pro propylenglykol je k dispozici následující sada řádně provedených povolení:

1. TU 6-09-2434-81 „Propylenglykol“

Technický propylenglykol je široce používán jako nemrznoucí, ekologicky nezávadná pracovní kapalina cirkulující v okruzích různých teplosměnných systémů pro domácí i průmyslové účely.

Jako chladicí kapalina má propylenglykol vynikající výkonnostní vlastnosti a cena tohoto produktu, vyráběného společností NPP Spetsavia LLC, je v rozmezí tržních očekávání většiny spotřebitelů.

Propylenglykol je svou podstatou unikátní chemická sloučenina, která umožňuje v praxi rozšířit celou škálu spotřebitelských vlastností speciálních technických nemrznoucích (chladicích) kapalin díky přítomnosti následujících vlastností:

• vynikající rozpustnost ve vodě v téměř jakémkoli procentu;
• vliv na bod tuhnutí vodných roztoků v závislosti na jejich koncentraci (objemových procentech) v nich;
• dobrá hygroskopicita, tzn. schopnost absorbovat vlhkost, podporovat procesy sušení;
• schopnost rozpouštět jak hydrofobní, tak hydrofilní sloučeniny.

Pokud spotřebitel potřebuje koupit propylenglykol jako chladicí kapalinu, měl by rozhodně věnovat pozornost přítomnosti antikorozních a protipěnivých přísad v jejím složení, protože v jejich nepřítomnosti může mít tato chladicí kapalina negativní vliv na všechny kovové povrchy, se kterými přichází do kontaktu.

Chladicí kapaliny na bázi propylenglykolu s balíčkem speciálně vybraných aditiv poskytují dlouhodobě stabilní ochranu teplosměnných okruhů před korozními procesy a tvorbou usazenin, s čímž přímo souvisí úspora materiálových a finančních zdrojů plánované pro případné opravy a nucenou údržbu .

Potenciální kupující by měl vzít v úvahu, že chladicí kapalina propylenglykol je vyrobena na bázi surovin se sníženou toxicitou, proto se prodejní cena tohoto produktu liší od chladicí kapaliny na bázi etylenglykolu.

Nákupem chladicí kapaliny propylenglykol, jejíž cena navíc výrazně závisí na objemu nákupu, balení a dalších technických parametrech, ji může kupující s jistotou použít v systémech výměny tepla se zvýšenými požadavky na kritéria ekologické bezpečnosti.

V sekci „Kontakty“ si můžete zakoupit propylenglykol nebo zjistit cenu propylenglykolu, získat podrobné informace o tomto produktu, ujasnit si podmínky spolupráce, zadat objednávku nebo zvolit přijatelný způsob zpětné vazby.

Propyleglykol (PEG) je dvojsytný alkohol (alternativní názvy jsou 1,2-propandiol a α-propylenglykol), čirá, viskózní, bezbarvá kapalina bez zápachu. V průmyslu se syntetizuje reakcí propylenoxidu. Výrobci používají nekatalytické vysokoteplotní (200-220 stupňů) nebo nízkoteplotní katalytické výrobní metody. Jako katalyzátory se používají alkálie, kyselina sírová nebo iontoměničové pryskyřice. Dalším způsobem, jak syntetizovat propandiol, je zpracování bionafty nebo trojmocného alkoholu glycerolu.

Fyzikální vlastnosti propylenglykolu

Hygroskopická bezbarvá kapalina s asymetrickým atomem uhlíku. Díky tomu je látka vysoce rozpustná v chloroformu, acetonu, diethylalkoholu, jiných organických rozpouštědlech a vodě. Propandiol je netoxický a netěkavý, což rozšiřuje rozsah použití.

• Molární hmotnost – 76 gramů/mol.
• Bod tání – minus 59 stupňů.
• Bod varu – 188,2 stupňů.
• Hustota – 1,036 gramu na centimetr krychlový.
• Tepelná vodivost – 0,34.

Vlastnosti použití pro vytápění

Chladicí kapalina propylenglykol se nalévá do systému v souladu s technickými specifikacemi. Před použitím nemrznoucí směsi je třeba provést řadu přípravných kroků:

• vypusťte kapalinu ze systému, propláchněte všechny okruhy louhem sodným, odstraňte všechny usazeniny a rez;
• provést utěsnění všech spojů, včetně odboček a ohybů;
• vyjměte a vyměňte všechny díly obsahující zinek.

Poté můžete systém naplnit roztokem propylenglykolu. V tomto případě se doporučuje ponechat vypouštěcí ventil otevřený v nejnižším bodě. Tato akce vám umožní okamžitě vidět, kdy jsou tepelné obrysy zcela vyplněny. Po naplnění se zkontroluje těsnost systému a provede se zkušební provoz topného zařízení.

Rozsah aplikace

Podle statistik se téměř polovina propandiolu používá jako surovina pro výrobu nenasycených polyesterových pryskyřic. To je možné díky vlastnosti glykolu vstupovat do chemické reakce s nenasycenými anhydridy kyseliny maleinové a kyselinou isoftalovou. Reakční produkt se stává částečně nenasyceným kopolymerem, který je následně zesíťován za vzniku termosetového plastu. Reakcí propylenglykolu a propylenoxidu se získávají polymery pro výrobu polyuretanu, oligomery a další organické sloučeniny.

Čtěte také: Montáž otopných těles: způsoby montáže a pracovní postup

Potravinářský propylenglykol (podle mezinárodní klasifikace – E1520) se používá jako rozpouštědlo a konzervační prostředek pro výrobky. Krmivo pro zvířata, výroba tabákových výrobků a kapalin pro vyvíječe páry, výroba kosmetiky a výrobků osobní péče je několik dalších oblastí použití 1,2-propandiolu.

Jedna z klíčových vlastností glykolu – zvyšování a snižování teploty kapalin – našla uplatnění při výrobě kapalin proti námraze pro letadla, automobilových nemrznoucích kapalin, chladicích kapalin pro inženýrské systémy a zařízení pro řízení klimatu. Nízká toxicita látky umožňuje její použití v topných systémech s otevřeným okruhem, v zařízeních se zvýšenými požadavky na bezpečnost životního prostředí.

Koncentrace a její vliv na termofyzikální vlastnosti vodného roztoku propylenglykolu

Voda jako chladivo má ideální vlastnosti – vysokou tepelnou kapacitu a tepelnou vodivost, téměř nulovou viskozitu, nepatrnou tepelnou roztažnost, prakticky neomezené přírodní zdroje a nízkou cenu, absolutní ekologickou nezávadnost. A jedinou nepřekonatelnou nevýhodou je nízká (nulová) teplota tuhnutí a při mrznutí se dále rozpíná a vytváří velmi pevnou krystalovou mřížku, jejíž tlak neodolá žádný inženýrský systém ani přírodní materiál.

Potravinářská a farmaceutická výroba, průmyslové klimatizační systémy a autonomní vytápění budov vyžadují udržování dané teploty v prostorách, které nelze dosáhnout bez použití nemrznoucích (nízkomrznoucích) kapalin – nemrznoucích směsí, chladiv, chladiv.

V posledních letech byly jako nemrznoucí kapaliny široce používány vodné roztoky glykolů – ethylenglykolu a propylenglykolu. Podívejme se blíže na termofyzikální vlastnosti a charakteristiky vodného roztoku propylenglykolu. Vodný roztok propylenglykolu má:

• 1) Vyšší hustota ve srovnání s vodou jako chladicí kapalinou, o 5%-8% a hustota roztoku se zvyšuje se zvyšující se koncentrací propylenglykolu.
• 2) Tepelná kapacita a tepelná vodivost klesá (ve srovnání s vodou) až o 20 % se zvýšením koncentrace propylenglykolu a poklesem provozní teploty v mínusové zóně.
• 3) Kinematická a dynamická viskozita je 4-5krát vyšší než u vody v kladné teplotní zóně a zvyšuje se 10-15krát, když se koncentrace zvýší na praktickou hranici 55% a v souladu s tím teplota krystalizace klesne na -40 °C.

Zvýšená viskozita vodného roztoku propylenglykolu v zóně negativních provozních teplot vede k výraznému nárůstu hydraulických ztrát třením v potrubí a překonání hydraulického odporu ve všech komponentách chladicího a průmyslového klimatizačního systému (viz tabulka č. 1, 2, 3). Také výrazné snížení tepelné kapacity a tepelné vodivosti roztoku propylenglykolu, až o 20 %, vyžaduje zvýšení rychlosti cirkulace tepla a chladiva v systému nebo jiná technická řešení pro zajištění přenosu (příjmu) požadovaný tepelný výkon (energie).

Všechny tyto faktory v důsledku povedou ke zvláštním. výjimečné situace (stavy) při provozu inženýrských systémů v různých klimatických podmínkách. A měly by být zohledněny při navrhování a provozu systémů vytápění a průmyslové klimatizace.
Tabulka 1. Termofyzikální vlastnosti 25% vodného roztoku propylenglykolu, teplota krystalizace minus -10°C

Teplota roztoku, t°C	Hustota, kg/m**3	Tepelná kapacita, průměr, kJ/(kg*K)	Tepelná vodivost, W/(m*K)	Dynamická viskozita, *10-3[N*s/m**2]	Kinematická viskozita, *10-6[(m**2/s]
-10 ° C	1032	3,93	0,466	10,22	9,9
0 ° C	1030	3,95	0,470	6,18	6,0
20 ° C	1024	3,98	0,478	2,86	2,8
40 ° C	1016	4,00	0,491	1,42	1,4
60 ° C	1003	4,03	0,505	0,903	0,9
80 ° C	986	4,05	0,519	0,671	0,68
100 ° C	979	4,08	0,533	0,509	0,52

Tabulka 2. Termofyzikální vlastnosti 37% vodného roztoku propylenglykolu, teplota krystalizace minus -20°C

Teplota roztoku, t°C	Hustota, kg/m**3	Tepelná kapacita, průměr, kJ/(kg*K)	Tepelná vodivost, W/(m*K)	Dynamická viskozita, *10-3[N*s/m**2]	Kinematická viskozita, *10-6[(m**2/s]
-20 ° C	1050	3,68	0,420	47,25	45
0 ° C	1045	3,72	0,425	12,54	12
20 ° C	1036	3,77	0,429	4,56	4,4
40 ° C	1025	3,82	0,433	2,26	2,2
60 ° C	1012	3,88	0,437	1,32	1,3
80 ° C	997	3,94	0,441	0,897	0,9
100 ° C	982	4,00	0,445	0,687	0,7

Tabulka 3. Termofyzikální vlastnosti 45% vodného roztoku propylenglykolu, teplota krystalizace minus -30°C

Teplota roztoku, t°C	Hustota, kg/m**3	Tepelná kapacita, průměr, kJ/(kg*K)	Tepelná vodivost, W/(m*K)	Dynamická viskozita, *10-3[N*s/m**2]	Kinematická viskozita, *10-6[(m**2/s]
-30 ° C	1066	3,45	0,397	160	150
-20 ° C	1062	3,49	0,396	74,3	70
-10 ° C	1058	3,52	0,395	31,74	30
0 ° C	1054	3,56	0,395	18,97	18
20 ° C	1044	3,62	0,394	6,264	6
40 ° C	1033	3,69	0,393	2,978	2,9
60 ° C	1015	3,76	0,392	1,624	1,6
80 ° C	999	3,82	0,391	1,10	1,1
100 ° C	984	3,89	0,390	0,807	0,82

Vraťte se na začátek RECENZE

>> Jsme pro oboustranně výhodnou spolupráci

Proč je nutné znát koeficient roztažnosti?

Většina autonomních topných systémů je navržena tak, aby jako chladicí kapalinu používala vodu nebo někdy nízkotuhnoucí celoroční směsi. Proto se při výpočtu a výběru zařízení systému výměny tepla (expanzních nádrží) pro ně berou v úvahu také fyzikální parametry.

Pokud se však jako alternativa použije neobvyklá procesní voda, je třeba vzít v úvahu, že koeficient roztažnosti chladicí kapaliny na bázi propylenglykolu (nemrznoucí kapaliny) bude odlišný. Počítá se s provedením nezbytných úprav a kontrolou, zda objem expanzní nádoby odpovídá objemu.

Použití nemrznoucí směsi může vést k „provzdušnění“ topného systému. Tento proces je výsledkem vyššího (ve srovnání s vodou) koeficientu tepelné roztažnosti chladicí kapaliny na bázi propylenglykolu. V důsledku toho objem expanzní nádrže nestačí k jejímu naplnění. Proto se přebytečná nemrznoucí kapalina při zahřátí na provozní teplotu (obvykle asi 85 °C) vypouští vypouštěním přes pojistný ventil.

Po snížení tepelné zátěže je potřeba teplosměnný systém znovu naplnit pracovním médiem. K tomuto účelu se používá voda, která obsahuje rozpuštěný vzduch, který se v důsledku zahřívání uvolňuje z kapalné fáze. To vše vyvolává tvorbu vzduchových zácp, což způsobuje vážné havárie v topném systému a poruchy jednotlivých zařízení. V praxi je tento proces dobře demonstrován při provozu spalovacích motorů motorových vozidel, kdy jejich chladicí systém nezajistí normální provoz a začne se „vařit“.

Čtěte také: Typy a výhody rotačních oběhových čerpadel

Charakteristika látky

Propylenglykol je dvojsytný alkohol, v normálním stavu je to bezbarvá viskózní kapalina. Má slabý zápach a nasládlou chuť.

Propylenglykol je na rozdíl od svého nejbližšího analoga ethylenglykolu považován za netoxickou látku, je široce používán v parfumerii a dokonce i v potravinářském průmyslu – v tomto případě je označen jako E-1520.

Chemický vzorec propylenglykolu je C3H6(OH)2. Struktura látky je extrémně tekutá a může pomalu prosakovat mikrootvory a prasklinami. Teplota vznícení je poměrně vysoká, je +421°C.

Etylenglykol

V některých podmínkách je potřeba použít chladicí kapalinu s poměrně nízkým prahem tuhnutí. Takové látky se nazývají nemrznoucí směsi. Nemrznoucí směs na bázi etylenglykolu tvoří přibližně 25 % všech chladicích kapalin.

Do nemrznoucí směsi na bázi etylenglykolu se přidávají speciální přísady. – inhibitory, které zpomalují rychlost nežádoucích chemických procesů pod vlivem etylenglykolu.

Teplota tuhnutí může dosáhnout -60 °C.

Při použití etylenglykolu je třeba vzít v úvahu následující faktory:

1. Viskozita. Ethylenglykol se nepoužívá v čisté formě, míchá se s vodou. V závislosti na koncentraci se mění i viskozita látky. S rostoucí viskozitou se také snižuje rychlost pohybu chladicí kapaliny potrubím. Z toho důvodu je nutné zvýšit výkon čerpadla, což vede ke zvýšení nákladů na výrobu tepla.
2. Teplotní roztažnost. Koeficient tepelné roztažnosti této látky je v průměru o 50 % vyšší než u vody. Proto je při vytápění, aby se zabránilo nárůstu tlaku v topných zařízeních, nutné instalovat expanzní nádobu. Stejná nádrž by měla sloužit i k doplnění chladicí kapaliny při poklesu teploty.
3. Chemické vlastnosti. Díky svým vlastnostem je etylenglykol agresivní vůči určitým typům materiálů. Například při jeho použití je nutné upustit od gumových těsnění. Budete je muset nahradit paronitovými. Rovněž není možné použití pozinkovaných trubek. Ethylenglykol rozpouští zinek. Při rozhodování o použití etylenglykolu jako chladicí kapaliny musíte pečlivě prostudovat pasy všech instalovaných topných zařízení pro možnost jeho použití.
4. Plnění systému. Plnění systému směsí vody a glykolu je možné pouze pomocí pomocného čerpadla. Vzhledem ke zvýšené viskozitě směsi je nutné zvolit správné parametry čerpadla. Dále je nutné vybrat materiál pro nádrž, ze které bude čerpadlo plnit topný okruh roztokem. Při výběru čerpadla musíte vzít v úvahu parametry kapaliny, kterou bude čerpat.
5. Toxicita.Vzhledem k vysoké toxicitě se etylenglykol příliš nepoužívá. Pro člověka může být smrtelná dávka 50–500 mg. V otevřených systémech je použití etylenglykolu přísně zakázáno. Materiály vystavené působení etylenglykolu je nutné vyměnit.

Pozitivní aspekty:

1. Odmrazování systému je téměř nemožné.
2. Dobrá tepelná kapacita.
3. Nízká pravděpodobnost tvorby vodního kamene.
4. Docela atraktivní cena.

Negativní aspekty – toxicita! Právě to brání etylenglykolu v postupném vytlačování vody ze své vedoucí pozice. Ethylenglykol je smrtící.