Пропиленгликоль_расширение_при_нагреве

Пропиленгликоль_расширение_при_нагреве

    23.07.2019

Антифризы для отопительных систем могут производиться на основе разных компонентов. Один из самых популярных – пропиленгликоль.

Характеристики вещества

Пропиленгликоль – это двухатомный спирт, в обычном состоянии представлен бесцветной вязкой жидкостью. Она имеет слабый запах и сладковатый привкус.

Пропиленгликоль, в отличие от ближайшего аналога, этиленгликоля, считается нетоксичным веществом, его широко используют в парфюмерной и даже в пищевой промышленности — в этом случае оно обозначается как Е-1520.

Химическая формула пропиленгликоля — С3Н6(ОН)2. Вещество по своей структуре крайне текучее и способно медленно просачиваться сквозь микроотверстия и трещины. Температура воспламенения — достаточно высокая, она составляет +421°С.

Преимущества и недостатки пропиленгликоля как теплоносителя

Наглядно выявить преимущества и недостатки пропиленгликоля можно, если сравнить его с водой (которая тоже является жидкостью-теплоносителем в некоторых отопительных системах):

  • плотность двухатомного спирта 1037 кг/м³, а это больше чем у воды (1000 кг/м³): разница на 3,7%;
  • вещество начинает кипеть при +187 °С, а вода при +100 °С, разница — 87%;
  • спирт замерзает при -60 °С, вода уже при 0 °С;
  • удельная теплоёмкость равна 2483 Дж/(кг·К), почти в 2 раза ниже, чем у воды (4,187 Дж/(кг·К));
  • теплопроводность – 0,218 Вт/(м·К), что в три раза ниже, чем у воды 0,6 Вт/(м·К);
  • динамическая вязкость спирта – 56 мПа·с, в восемьсот раз больше, чем у воды (0,894 мПа·с).

Из этого перечня можно сделать несколько выводов.

  • Плотность пропиленгликоля выше, чем у воды, поэтому статическая нагрузка и давление в отопительной системе также возрастут.
  • Высокий показатель температуры кипения в +187 °C – не такое уж и преимущество. Удельная теплоёмкость пропиленгликоля в два раза ниже, чем у воды. Значит, довести до кипения эти две жидкости можно одинаковым количеством тепла. Их температура достигнет своей крайней точки практически одновременно, только вода будет бурлить при +100 °C, а спирт – при +187 °C.
  • Температура замерзания пропиленгликоля заметно ниже. Помимо этого он практически не расширяется при охлаждении, и этим не выводит из строя систему отопления.
  • Низкий показатель удельной теплоёмкости — явное преимущество, отсюда быстрый прогрев системы отопления, однако, пропиленгликоль способен накопить мало тепла – а это уже недостаток.
  • Высокая динамическая вязкость добавит нагрузку на циркуляционный насос, который перемещает теплоноситель по трубам и радиаторам.

Впрочем, в некоторых ситуациях пропиленгликоль лучше справится со своими задачами, чем вода:

  • если не пользоваться водной системой отопления зимой и не сливать воду, система может выйти из строя (при этом даже после полного слива вода все равно останется в трубах, вызывая коррозию) — а пропиленгликоль можно использовать круглый год и не сливать в зимний период;
  • антифриз, который изготовлен на основе из пропиленгликоля, не вызывает коррозию и не образует накипь.

Недостатки у таких антифризов тоже есть:

  • стоимость выше, чем у воды;
  • необходима полная замена жидкости раз в пять лет;
  • в системе отопления не должно быть деталей, которые содержат цинк — пропиленгликоль быстро их растворяет;
  • пропиленгликоль крайне текучий, он может проникнуть через мелкие соединения в системе отопления.
Читайте также:  Причины_выхода_из_строя_диода

Многие производители разбавляют антифриз водой, чтобы нивелировать некоторые недостатки пропиленгликоля. Что это даст:

  • стоимость антифриза станет заметно ниже;
  • вязкость уменьшится;
  • повысится теплоёмкость;
  • повысится показатель теплоотдачи;
  • температура кипения снизится, но работа большинства котлов всё равно не рассчитана на 160 °C;
  • температура замерзания составляет от -30 до -40 °C градусов;
  • антифриз на основе пропиленгликоля с водой расширяется незначительно, поэтому разрушение системы отопления не произойдет.

Как правильно использовать теплоносители на основе пропиленгликоля

Теплоносители на основе пропиленгликоля имеют схожий химический состав, который различается процентом содержания спирта. Чаще всего такие составы получают название по именованию фирмы-производителя.

Если в антифризе пропиленгликоля содержится около 30%, он замерзает при -13 °С, 35%-й раствор спирта кристаллизуется при -20 °С, 40%-й — при -25 °С, 75%-й раствор при -65°С.

При замене воды на состав на основе пропиленгликоля необходимо учесть некоторые свойства антифриза.

  • Меньшая теплоёмкость и теплопроводность. Количество радиаторов стоит увеличить, а также приобрести более мощный котёл. Часто в частных домах устанавливаются отопительные системы, которые работают вполовину своей мощности — в этом случае можно обойтись без замены котла.
  • Большая вязкость . Убедитесь, что трубы имеют внутренний диаметр не меньше 25 мм, а также произведите установку более крупного циркуляционного насоса.
  • Больший коэффициент расширения. Если расширительный бачок меньше 10 л, то потребуется замена на более крупный.
  • Высокая текучесть. Стоит уменьшить количество резьбовых соединений, врезок и сгонов, также обеспечить свободный доступ к имеющимся соединениям на случай протекания.

Если технические параметры имеющегося отопления соответствуют новым требованиям, можно переходить к подготовительным работам:

  • уплотнить сгоны, соединения, врезки;
  • полностью слить воду из системы отопления и промыть каустической содой, она удалит ржавчину и накипь;
  • убрать все детали из цинка;
  • к антифризу можно добавить присадки, которые защитят медные детали;
  • грязеуловитель проверять вдвое чаще;
  • через каждые два года проверять раствор на предмет концентрации спирта;
  • полная смена антифриза каждые пять лет.

Всегда стоит тщательно промывать систему, если собираетесь осуществить переход на другой теплоноситель.

Сравнение теплоносителей: вода, глицерин, этиленгликоль и пропиленгликоль

В США и Европе с 1996 года начался массовый переход на использование только пропиленгликолевых теплоносителей. В России только сейчас становится заметна эта тенденция — скорее всего, это связано с высокими затратами на внедрение таких систем.

  • экологичное вещество;
  • достаточно высокий показатель теплоемкости;
  • свободно циркулирует по системе;
  • всегда под рукой;
  • крайне низкая стоимость.
  • замерзает при температуре ниже 0 °С;
  • отсутствие эксплуатации в зимний период требует слива системы, что приводит к коррозии;
  • жесткость воды проявляется при температуре свыше 80°С, тогда начинается разложение карбонатных солей и отложение накипи на стенках системы, что снижает теплоотдачу и может сломать систему из-за перегрева.

Теплоноситель на основе глицерина

  • экологически безопасен;
  • не опасен при вдыхании паров;
  • не вызывает отравления при случайном попадании внутрь организма;
  • инертен к оцинкованным деталям;
  • дешевле теплоносителя на основе пропиленгликоля.
  • масса глицеринового теплоносителя дает дополнительную нагрузку на оборудование;
  • вязкость выше, чем у гликолевых растворов;
  • термически неустойчив;
  • сильно пенится, повышается риск завоздушивания системы;
  • при использовании усиливаются требования к прокладкам (уплотнениям) и деталям.
Читайте также:  Расстояние_между_опорами_технологических_трубопроводов

Теплоноситель на основе этиленгликоля

  • система не размораживается;
  • хорошие теплофизические свойства;
  • незначительные отложения солей и накипи;
  • средняя стоимость.
  • относится к третьему классу опасности, оказывает наркотическое действие на организм, токсичен;
  • быстро всасывается в организм, способен проникать через кожу и при вдыхании;
  • не имеет неприятного запаха;
  • представляет экологическую опасность;

Теплоноситель на основе пропиленгликоля

  • страхует систему от разрыва;
  • объем при замерзании увеличивается всего на 0,1 %;
  • обеспечивает наивысший после воды уровень безопасности;
  • не опасен даже при длительном вдыхании паров;
  • некоррозионноактивен;
  • хорошие теплофизические свойства;
  • обладает бактерицидными и стерилизующими свойствами.
  • высокая стоимость (окупается минимальными затратами на ремонт, безопасностью и возможностью не подключаться к системам центрального отопления).

Выводы:

Надежные и проверенные — теплоносители на основе гликолей. Теплоносители на основе пропиленгликоля успешно применяются более 50 лет, их эффективность подтверждена.

Объём бака для системы отопления выбирается таким образом, чтобы даже при максимальном нагреве системы давление в ней не превышало максимально допустимого, то есть тепловое расширение теплоносителя не привело бы к увеличению давления в системе выше давления срабатывания предохранительного клапана. Рассчитать необходимый объём расширительного бака можно по формуле:

где Vn — номинальный объём расширительного бака;
Vе — объём, образующийся в результате теплового расширения. Этот объём рассчитывается как произведение полного объёма системы на коэффициент расширения жидкости:

Если объём Vсист неизвестен, то его величину можно достаточно точно определить по мощности отопительного котла из расчёта 1 кВт = 15 литрам.
Значение коэффициента n% для воды определяется из табл. 2, при температуре, равной максимальной рабочей температуре теплоносителя системы отопления.

Если в качестве теплоносителя используется этиленгликоль (тосол), то коэффициент расширения можно рассчитать по следующей формуле: для 10 %-го раствора этиленгликоля — 4% х 1,1 = 4,4 %;
для 20 %-го раствора этиленгликоля — 4% х 1,2 = 4,8 % и т. д.
Vv — водяной затвор, это объём теплоносителя, изначально образующийся в расширительном баке в результате статического давления системы отопления. Для расширительных баков с номинальным объёмом до 15 литров, как минимум, 20 % их номинального объёма следует принимать в качестве водяного затвора. Для расширительных баков емкостью более 15 литров, как минимум, 0,5 % полного объема системы, но не менее 3 литров.
P0 — предварительное давление, равно статическому давлению системы отопления (её высоте), определяется из расчета 1 атм = 10 метров водяного столба.
Pe — окончательное давление — образуется в результате работы предохранительного клапана. Для предохранительных клапанов с давлением до 5 атм:
Pe = Pпред.кл — 0,5 атм.
Для предохранительных клапанов с давлением больше 5 атм:
Pe = Pпред.кл — (Pпред.кл . 10 %).
Так, например, для системы отопления c общим объёмом 500 литров, высотой 15 м (1,5 атм), с максимальной рабочей температурой теплоносителя (воды) 90 °С и давлением предохранительного клапана 3 атм необходим следующий объем расширительного бака:
Ve = 500 х 3,55 % = 17,75 литра;
Vv = 500 х 0,5 % = 2,5 литра
(т.к. 2,5

Читайте также:  Самодельные_тубусы_для_спиннингов
Теплоноситель вода — Теплоноситель этиленгликоль —

Работаем с 10:00 до 16:00 кроме выходных

mail@santehtula.com

300004 , город Тула , Новомедвенский проезд, дом 9 , офис 7
Схема проезда

ООО ПКФ «СантехТула»
ИНН 7107101861 КПП 710501001
Тульское отделение №8604 ПАО Сбербанк г. Тула
р/с 40702810166000001712 БИК 047003608 к/с 30101810300000000608

Опубликовано вс, 06/17/2007 — 17:38 пользователем editor

Для определения рабочего объема мембранного расширительного бака необходимо определить суммарный объем системы отопления VL сложением водяных объемов котла, отопительных приборов и трубопроводов.

Вид отопительных приборов Объем системы, литр/кВт
Конвекторы 7,0
Радиаторы 10,5
Греющие поверхности, совмещенные со строительными конструкциями (теплые полы) 17,0

VL — емкость расширительной системы (емкость котла, всех труб и аккумуляторов тепла, если есть)
Е — коэффициент расширения жидкости, %
D — эффективность мембранного расширительного бака

1. Однако емкость системы отопления вычислить достаточно сложно, поэтому приблизительный расчет можно получить, зная мощность системы отопления, использовав формулу — 1КW = 15 л.
Например: мощность котла для коттеджа 30 кВт, тогда емкость системы отопления (без теплоаккумулятора) VL = 15 х 30 = 450 л.

2. Расширение жидкости — 4 % приблизительно, для водяных систем отопления с максимальной температурой до 95°С (данные достаточно точные и неопасные)

Если в системе в качестве теплоносителя используется этиленгликоль (тосол), то приблизительный расчет коэффициента расширения можно произвести по следующей формуле:
этиленгликоль
10% — 4% х 1,1 = 4,4%
20% — 4% х 1,2 = 4,8% и т.д.;

эффективность мембранного расширительного бака D = (PV — PS) / (PV + 1), где

РV — максимальное рабочее давление системы отопления (расчетное давление предохранительного клапана равно максимальному рабочему давлению), для коттеджей обычно достаточно 2,5 бар;
PS — давление зарядки мембранного расширительного бака (должно быть равно статическому давлению системы отопления; (0,5 бар = 5 метров)
Например: площадь коттеджа составляет 300 м², высота системы , мощность котла 30 кВт, объем теплоаккумулятора 1000 л; тогда объем необходимого расширительного бака составит:
VL = 30 х 15 + 1000 = 1450 л.
PV = 2,5 бар; PS = 0,5 бар;
D = (2,5 — 0,5)/(2,5+1) = 0,57
V = 1450 х 0,04/0,57 = 101,75

Выбираем расширительный мембранный бак 110 л, давление зарядки 0,5 бар

Т, °С Содержание гликоля, %
10 20 30 40 50 70 90
0,00013 0,0032 0,0064 0,0096 0,0128 0,0160 0,0224 0,0288
10 0,00027 0,0034 0,0066 0,0098 0,0130 0,0162 0,0226 0,0290
20 0,00177 0,0048 0,0080 0,0112 0,0144 0,0176 0,0240 0,0304
30 0,00435 0,0074 0,0106 0,0138 0,0170 0,0202 0,0266 0,0330
40 0,0078 0,0109 0,0141 0,0173 0,0205 0,0237 0,0301 0,0365
50 0,0121 0,0151 0,0183 0,0215 0,0247 0,0279 0,0343 0,0407
60 0,0171 0,0201 0,0232 0,0263 0,0294 0,0325 0,0387 0,0449
70 0,0227 0,0258 0,0288 0,0318 0,0348 0,0378 0,0438 0,0498
80 0,0290 0,0320 0,0349 0,0378 0,0407 0,0436 0,0494 0,0552
90 0,0359 0,0389 0,0417 0,0445 0,0473 0,0501 0,0557 0,0613
100 0,0434 0,0465 0,0491 0,0517 0,0543 0,0569 0,0621 0,0729

Вы можете скачать программу расчета по ссылке ниже:

Ссылка на основную публикацию
Проект_п_образного_дома_с_внутренним_двором
Прекрасный особняк в средиземноморском стиле п-образной формы, образуемой гостевым домиком и аркой с ажурной дверью. Центральным помещением дома будет открытая...
Провода_на_поворотники_приора
Доброго времени суток!Сразу говорю, запись не для гуру электрики,а в помощь начинающим)Рассмотрю, думаю актуальный вопрос на сегодняшний день, подключение зеркал...
Проект_п_образного_дома_с_внутренним_двором
Прекрасный особняк в средиземноморском стиле п-образной формы, образуемой гостевым домиком и аркой с ажурной дверью. Центральным помещением дома будет открытая...
Прокладка_кабеля_по_кабельной_эстакаде
Прокладка кабелей напряжением до 10 кВ сечением до 240 мм2 на эстакадах и в галереях применяется для межцеховых электрических сетей...
Adblock detector