Glikol w układach chłodzenia | ChillerTech – Wsparcie i doradztwo techniczne!

Glikol w układach chłodzenia nie jest tylko dodatkiem, lecz strategicznym elementem, który wpływa na bezpieczeństwo Użytkownika, stabilność działania oraz efektywność energetyczną. Jego zastosowanie powinno wynikać przede wszystkim z charakterystyki działania, skali działalności oraz sezonowości. 

W systemach chłodzenia tj. instalacje wody lodowej prowadzonych na zewnątrz budynków, w instalacjach z wymiennikami ciepła lub w układach wykorzystujących free-cooling, obecność glikolu jest niezbędna. Chroni on instalację przed zamarznięciem, rozszerzalnością objętościową oraz uszkodzeniem wymienników ciepła w okresach, gdzie temperatura powietrza spada <0^oC. W takich warunkach jego brak może prowadzić do rozszczelnienia, ubytku medium oraz wielodniowych przestojów produkcyjnych.

Jednocześnie należy podkreślić, że nadmiernie wysokie stężenie glikolu powoduje wzrost lepkości roztworu, zwiększenie oporów toczenia oraz wyższe zużycie energii przez urządzenia chłodnicze oraz pompujące. Wpływa to również na obniżenie współczynnika przenikalności ciepła w parowniku chiller’a. Dlatego kluczowe znaczenie ma precyzyjne określenie stężenia, uwzględniając temperaturę doboru oraz realne profile działania systemu chłodzenia wodą lodową. 

Profesjonalnie dobrana substancja niezamarzająca tj. glikol nie obniża sprawności – stabilizuje ją i zabezpiecza inwestycję. Warunkiem jest jednak inżynierska analiza, a nie schematyczne podejście.

Zamarzanie, korozja i degradacja wymienników – konsekwencje działania na nieuzdatnionej wodzie

Woda jako medium chłodzące i nośnik chłodu posiada bardzo dobre właściwości cieplne, jednak w przemysłowych instalacjach chłodzenia jej stosowanie, bez zabezpieczenia w postaci uzdatniania generuje poważne ryzyka techniczne. Temperatura krzepnięcia na poziomie 0°C oznacza, że nawet chwilowe spadki temperatur poniżej wartości 0^oC może doprowadzić do rozszerzenia medium i uszkodzenia wymiennika ciepła.

Drugim istotnym zagrożeniem jest korozja elektrochemiczna oraz powstawanie osadów mineralnych. W instalacjach, bez kontroli pH i inhibitorów ochronnych dochodzi do odkładania kamienia kotłowego, zwężenia przekrojów przepływowych oraz wzrostu spadków ciśnienia Δp. W konsekwencji obniża się sprawność wymiany ciepła, rośnie zużycie energii elektrycznej, a urządzenia pracują poza optymalnym punktem charakterystyki.

Zastosowanie roztworu glikolu z odpowiednim pakietem inhibitorów stabilizuje środowisko chemiczne w systemach, ogranicza zjawiska korozyjne, a także zapewnia stałe parametry hydrauliczne. To nie tylko ochrona materiałowa, lecz element zarządzania trwałością całego systemu chłodzenia.

Glikol, a efektywność energetyczna systemów HVAC – bilans bezpieczeństwa i kosztów

Zastosowanie glikolu w układach chłodzenia wpływa na właściwości energetyczne systemu HVAC. Wzrost lepkości medium powoduje zwiększenie strat ciśnienia na rurociągach, a tym samym wyższe zapotrzebowanie mocy pomp obiegowych. Jednocześnie obniżeniu ulega współczynnik przewodzenia ciepła, co może wpływać na wydajność wymiany w parowniku chiller’a.

Kluczowe jest jednak właściwe stężenia glikolu w układzie chłodzenia. W praktyce przemysłowej różnica w zużyciu energii między roztworem zoptymalizowanym, a przewymiarowanym może wynosić kilka–kilkanaście procent rocznie. Dlatego projekt systemu HVAC powinien obejmować analizę: temperatur medium, długości rurociągów, charakterystyki pomp, wydajności chłodzenia oraz realnego profilu obciążenia.

Koszt niewłaściwego zabezpieczenia systemu chłodzenia jest wielokrotnie wyższy, niż różnica w kosztach energii wynikająca z obecności glikolu. Profesjonalne podejście polega zatem na optymalizacji, a nie eliminacji medium w postaci glikolu.

Jaki glikol wybrać do systemu chłodzenia: etylenowy czy propylenowy?

Wybór rodzaju glikolu w układach chłodzenia powinien być decyzją technologiczną, a nie wyłącznie ekonomiczną. Kluczowe znaczenie ma charakter procesu, wymagania środowiskowe oraz poziom bezpieczeństwa eksploatacyjnego.

Glikol etylenowy charakteryzuje się korzystniejszymi właściwościami cieplnymi oraz niższą lepkością przy porównywalnym stężeniu. Dzięki temu zapewnia wyższą efektywność wymiany ciepła i niższe opory hydrauliczne. Jest często stosowany w przemysłowych instalacjach chłodniczych, gdzie priorytetem jest wydajność energetyczna oraz stabilność parametrów działania.

Glikol propylenowy posiada natomiast istotną przewagę w zakresie bezpieczeństwa zdrowotnego. Jego niska toksyczność sprawia, że jest rekomendowany w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym oraz wszędzie tam, gdzie potencjalny wyciek mógłby mieć kontakt z produktem żywności lub personelem.

Decyzja powinna uwzględniać: klasę systemu, wymagania normatywne, poziom ryzyka środowiskowego oraz oczekiwaną efektywność energetyczną. A dobór medium stanowi fundament bezpieczeństwa i stabilności systemu chłodzenia.

Medium chłodzące

Różnorodność w zakresie wyboru technologii chłodzenia otwiera przed Nami nowe możliwości, a także wprowadza coraz to nowsze udogodnienia w odniesieniu do Użytkownika. Jednocześnie pozwalając na szeroki wybór pod kątem technologii, jak również urządzeń mających piorunujące znaczenie. Istotnym jest zarówno sama kwestia przeznaczenia układu, który bagatela ma przeogromny wpływ na skoki temperatury, czy też zużycie prądu. Na domiar sam wybór technologii, a co za tym idzie urządzeń przekłada się na efektywność energetyczną, która dla każdego z Nas jest ważna. Zdobądź wiedzę i wybierz Sam!

Glikol to substancja, której głównym celem jest obniżenie temp. krystalizacji pod potrzeby stałej i ściśle określonej temperatury z zakresu od -37 ^oC, aż do 100 ^oC. Organiczny związek chemiczny o wzorze C₃H₈O₂  z grupy alkoholi dwuhydroksylowych, którego temperatura wrzenia wynosi, aż 188 ^oC. Istotnym jest zarówno fakt, iż posiada on właściwości antykorozyjne oraz bakteriobójcze poprzez co trwałość układu jest znacznie wyższa niż w przypadku obiegów opartych bezpośrednio o wodę.  Glikol w układach chłodzenia

Kluczowe rodzaje układów

1. Instalacja wody lodowej. Ultranowoczesne układy chłodzenia, w których czynnikiem roboczym i owszem jest freon zwany również czynnikiem chłodniczych, jednakże jego ilość jest znacząco zmniejszona względem układów freonowych. Ważnym podkreślenia jest zarówno fakt, iż obieg czynnika chłodniczego jest zamknięty i usytuowany tylko i wyłączenie w urządzeniu zwanym również chiller’em. Za pomocą wymiennika ciepło, bądź też i zimno zostaje przekazane na rzecz medium chłodzącego, którym może być choćby i woda, glikol lub solanka itd… Kluczowym jest zarówno, samo wykorzystanie owych układów, których zakres z roku na rok jest coraz to szerszy. Istotnym argumentem jest także kwestia zużycia, będąca dla Wielu z Nas głównym wyznacznikiem, ze względu na wysokie koszty energii przekładając się na codzienne funkcjonowanie i rentowność. A to nie wszystko! Nowoczesne układy oparte o Free cooling w znaczący sposób wpłyną na Twoje rachunki za prąd i pozwolą je zmniejszyć o blisko 45% w skali roku.
2. Instalacja freonowa. Tradycyjne układy freonowe, których wykorzystanie jest równie szerokie, jak i w przypadku systemów wody lodowej. Tu natomiast mamy do czynienia z dość odmiennym procesem, a mianowicie czynnik chłodniczy będący substancją roboczą nie jest w żadnym stopniu odseparowany. Obieg wykonujący pracę pomiędzy dwoma jednostkami (jedn. wewnętrzna – instalacja – jedn. zewnętrzna) przekłada się na nieco większą ilość czynnika chłodniczego, a w przypadku chłodzenia przemysłowych układów jego wzrost o blisko 60% względem poprzedniego układu.

Woda w układach chłodzenia z możliwością stałej PH

W przypadku nowoczesnych układów chłodzenia, w których to za pomocą specjalnej aparatury jesteśmy w stanie utrzymywać stałe PH opcja ta jest dość rozsądna. Urządzenia chłodnicze, w tym m.in. chillery pracują ze stałą efektywnością EER lub COP, nawet w bardzo trudnych warunkach. Stała efektywność będąca na wysokim poziomie ma przełożenie na ilość rbh. urządzenia, w tym elementów roboczych wpływając tym samym na ich żywotność oraz zużycie. W wyniku tego działania koszty eksploatacyjne są niższe, aniżeli w przypadku układów freonowych (tradycyjne systemy). Zasadnicza różnica polega natomiast na medium roboczych, którym to w przypadku układów freonowych jest czynnik chłodniczy (freon). Skupiając się natomiast na układach wody lodowej musimy wiedzieć, iż medium uzależnione jest od temp. nastawy, a nawet i warunków zewnętrznych w tym strefy klimatycznej. 

Inhibitory mające za cel utrzymanie optymalnych warunków środowiskowych wewnątrz układu chłodzenia jednocześnie chroniąc powierzchnię wymiany, a także rurociągu (materiału) przed powstawaniem nieszczelności, bądź co gorsza zjawiska kamienia. Chroniąc Użytkownika, a także obsługę przed możliwością skoków temperaturowych, w tym również i spadków/skoków ciśnienia będących nierozłączną częścią chłodzenia. Wartym uwagi jest zarówno sam fakt, iż wybierając inhibitor w bezpośredni sposób oddziałujemy na efektywność energetyczną EER. Na wskutek właściwości antykorozyjnych, a tym samym zabezpieczających jesteśmy w stanie utrzymać stałe i niezmienne opory wewnętrze, w tym również tzw. powłokę ochronną. Różnorodność w tym aspekcie tworząca wiele nieścisłości jest wciąż rozwiązywana i tłumaczona przez uczonych. Płynna substancja, a nawet i technologia fizycznych inhibitorów otwiera nowe możliwości wpływając tym samym na działanie wielu branż.

Woda w układach chłodzenia, bez możliwości stałej PH

Mając na uwadze fakt, iż gęstość wody wynosi blisko 997 kg/m3 i jest nieco niższa aniżeli glikolu etylenowy wynoszącego 1108,8 kg/m3. Patrząc na to możemy stwierdzić, iż odbiór ciepła będzie stosunkowo lepszy, jednakże zużycie energetyczne zbliżone. Gęstość medium mająca wpływ na efektywność energetyczną układu HVAC/R. Opory wewnętrzne, a co za tym idzie spadki ciśnienia ze względu na strukturę substancji również będą nieco niższe. Biorąc pod uwagę, iż właśnie za pomocą pomp wody jesteśmy w stanie utrzymać optymalne warunki, w tym choćby i ciśnienie i przepływ. Oddziałując tym samym na rzetelny i należyty odbiór ciepła, który dla każdego z Nas jest strategiczny. 

Sprawa ta wygląda nieco odmiennie w przypadku tradycyjnych układów chłodzenia bez możliwości stałego PH. Zważywszy na to, iż woda jako substancja posiada kamień, rdzę, a nawet i różnego rodzaju kawałki/drobinki pozostające wewnątrz rurociągu. W konsekwencji wpływając na odbiór ciepła, a także spadki ciśnienia deltaP na elementach wymiany ciepła. Patrząc i biorąc za przykład choćby i wymienniki ciepła w odmianie płytowej. Minimalistyczna powierzchnia wymiany poprzez, którą jesteśmy w stanie utrzymać ściśle określoną temperaturę. Wobec to, iż przestrzeń robocza jest znacząco mniejsza, niż w wymiennikach płaszczowo-rurowych dochodzi do ich zabrudzenia. Przestrzeń wymiany zostaje zmniejszona, nawet w momencie bardzo dokładnej filtracji. Wskutek tego spadek temp. i ciśnienia jest na tyle duży, że personel nie jest w stanie utrzymać parametrów zgodnych z ich oczekiwaniami. A w najgorszym przypadku może wywołać spore problemy, w tym rozszczelnienie układu freonowego i ubytek czynnika chłodniczego. 

Glikol w układach chłodzenia

Substancja której celem, a jednocześnie misją jest ochrona układu chłodzenia przed możliwością uszkodzenia. Temperatura krzepnięcia uzależniona od stężenia oraz klasy medium wpływając na działanie Użytkownika. Bezpieczeństwo wynikające ze struktury, jak i samych właściwości oddziałuje na coraz to szersze zainteresowanie w dziedzinie HVAC/R. Różnorodność w tym aspekcie w bezpośredni sposób wpływa na sprawność układu oraz urządzeń z zakresu chłodzenia. Uzależnione od preferencji Użytkownika medium chłodzącego, którego to temp. krzepnięcia wynosi blisko -50^oC.

Bezpieczeństwo w każdej chwili, będące wynikiem aparatury pomiarowej. Atesty, będące dla każdego z Nas wyznacznikiem staranności, a zarazem bezpieczeństwa niezależnie od warunków zewnętrznych. Aparatura o oszałamiającej dokładności pomiarowej przekładając się tym samym na jakość pomiarów, a także jego rzetelność. Badania laboratoryjne służące wiarygodności „schematycznej budowy” substancji inaczej medium. Mając na uwadze bezpieczeństwo Użytkownika jesteśmy w stanie działać z najwyższą precyzją w każdej chwili!

Gwarancja jakości. Płyny gotowe do użycia, których jakość jest niepowtarzalna. Płyny niezamarzające na bazie glikolu, których stężenie uzależnione jest od Ciebie oraz Twoich preferencji. Jakość będąca wyznacznikiem sukcesu, a tym samym celu, którym to jest mniejszy wpływ na Środowisko. Wartości moralne oraz polityka ChillerTech, która jest nieoceniona i niepowtarzalna. Dostęp do ściśle określonych substancji w bezpośredni sposób wpływa na bezpieczeństwo transakcji, terminowość dostawy, a nawet i formę płatności dogodną dla Ciebie. 

Glikol etylenowy – wysoka sprawność cieplna i wymagania eksploatacyjne

Glikol etylenowy (C₂H₆O₂) to jedno z najczęściej stosowanych mediów niezamarzających w przemysłowych układach chłodzenia. Jego popularność wynika z bardzo dobrych właściwości termodynamicznych. Zapewnia korzystny kompromis między przewodnością cieplną i lepkością, a zakresem temperatur działania. W praktyce oznacza to skuteczne wskaźniki pod kątem odbioru ciepła przy kontrolowanych stratach hydraulicznych.

Przy odpowiednim stężeniu roztwór chroni instalację, nawet poniżej –40°C. Jednocześnie pozwala utrzymać stabilne parametry przepływu i ciśnienia. Ma to kluczowe znaczenie w instalacjach zewnętrznych oraz w systemach wykorzystujących technologię free cooling’u. Sprawdza się także w procesach przemysłowych pracujących w zmiennych warunkach klimatycznych.

Niższa lepkość w porównaniu z innymi roztworami ogranicza wzrost oporów przepływu. Dzięki temu pompy obiegowe zużywają mniej energii. Parowniki chillerów pracują stabilniej. Cały układ osiąga wyższą efektywność energetyczną. Wpływa to bezpośrednio na parametry EER i COP systemu.

Zastosowanie glikolu etylenowego wymaga jednak świadomego nadzoru. Substancja ta jest toksyczna, dlatego powinna pracować wyłącznie w układach zamkniętych. Konieczna jest kontrola szczelności oraz regularna analiza chemiczna medium. Istotne jest także monitorowanie stężenia inhibitorów korozji, co okres 2-3 lat.

Profesjonalna eksploatacja obejmuje badania laboratoryjne oraz kontrolę pH i przewodności. Należy również analizować produkty degradacji. Właściwie zarządzany roztwór chroni instalację przed zamarzaniem i korozją. Stabilizuje parametry pracy oraz wydłuża żywotność wymienników ciepła. To rozwiązanie dla wymagających aplikacji przemysłowych, w których liczy się trwałość, precyzja i przewidywalność działania.

Glikol propylenowy

Substancja mająca nieco odmienną charakterystykę. Priorytetem jest tu natomiast branża spożywcza, która to w momencie powstania wycieku musi w bezpośredni sposób wpłynąć na produkt. Atesty PZH mówiące Nam o bezpieczeństwie względem ludzkiego zdrowia, jak również środowiska naturalnego. Nadawane przez Państwowy Zakład Higieny lub Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego w skrócie (PZH – NIZP). Substancja o wzorze C₃H₈O₂ jest surowcem chemicznym z grupy alkoholi dwuhydroksylowych. Względem glikolu etylenowego zmiana polega na toksyczności. Bezwonna i co najważniejsza bezpieczna dla zdrowia substancja, która nie powoduje żadnych zmian lub wyniszczania. Na domiar warto tutaj podkreślić, iż w przypadku roztworów wodnych (normalna woda) temperatura wrzenia wynosi niecałe 100 oC. Natomiast w przypadku glikolu propylenowego jest to 188,2^oC. 

Glikol w układach chłodzenia | ChillerTech – Lider w branży HVAC/R