Главная / Статьи / Какой хладоноситель выбрать для низкотемпературной системы охлаждения

Какой хладоноситель выбрать для низкотемпературной системы охлаждения

Основу хладагента выбирают исходя из минимальной температуры в системе, вязкости жидкости при охлаждении, токсикологических требований, материалов оборудования и конструкции контура.

Общая логика такова:

формиат калия рассматривается для низкотемпературных промышленных систем, где важно небольшое изменение вязкости при охлаждении;
этиленгликоль применяется в герметичных технических контурах, где исключен контакт с питьевой водой, продуктами, людьми и животными;
пропиленгликоль выбирают при повышенных токсикологических требованиях, но учитывают значительное загустение при низких температурах;
глицерин может использоваться в качестве основы теплоносителя или хладагента, но его вязкость также быстро возрастает при охлаждении.

В данной статье значения −20, −32 и −60 °C для продуктов FREEZLIGHT обозначают температуру начала кристаллизации. Это температура появления первых кристаллов, а не рекомендуемая постоянная температура эксплуатации.

Что такое хладоноситель

Хладоноситель — это жидкость, циркулирующая между холодильным оборудованием и потребителями холода.

Он может передавать холод:

морозильной камеры;
холодильного склада;
технологического теплообменника;
производственной линии;
охлаждающей емкости;
вторичного контура чиллера;
ледовой площадки.

Хладоноситель не является первичным хладагентом компрессионной установки. Формиатные, гликолевые и глицериновые растворы циркулируют в отдельном контуре и не заменяют фреон, аммиак, диоксид углерода или другой хладагент, предусмотренный производителем оборудования.

Какие данные необходимы для самостоятельного выбора

Перед сравнением основ необходимо определить:

Наименьшую температуру жидкости в контуре.
Максимальную температуру во время работы, остановки или размораживания.
Тип системы: закрытая или открытая, первичная или вторичная.
Материалы труб, теплообменников, насосов, уплотнений и припоев.
Характеристики циркуляционного насоса.
Токсикологические требования к объекту.
Какая жидкость использовалась в системе ранее.
Можно ли полностью опорожнить и промыть контур.

Самое важное — знать температуру именно хладагента. Температура воздуха в камере или помещении может отличаться от температуры жидкости у испарителя или в отдельном участке трубопровода.

Почему вязкость важна

Вязкость показывает, насколько легко жидкость движется по трубопроводам.

При понижении температуры все рассмотренные жидкости становятся гуще, но скорость загустения у них разная.

Чем выше вязкость, тем:

больше сопротивление движению жидкости;
выше нагрузка на насос;
ниже возможный расход через контур;
сложнее запустить систему после сильного охлаждения;
может потребоваться больше электроэнергии для циркуляции;
выше риск недостаточного потока через теплообменник.

Поэтому для холодильной системы недостаточно сравнить вязкость при +20 °C. Необходимы значения при фактической минимальной температуре.

Как изменяется вязкость разных основ

Ниже приведён пример, основанный на официальных технических таблицах трёх готовых продуктов, имеющих примерно одинаковый температурный диапазон — около −30…−32 °C.

Это не характеристики FREEZLIGHT и не доказательство взаимозаменяемости продуктов. Таблица показывает общие различия между основаниями.

Основа и пример раствора	+20 °C, мм²/с	0 °C, мм²/с	−20 °C, мм²/с	−30 °C, мм²/с
Формиат калия	1,79	2,74	5,36	8,35
Этиленгликоль	3,62	7,75	21,1	39,0
Пропиленгликоль	6,08	17,6	80,2	211

Согласно этим данным, при охлаждении от +20 до −20 °C:

формиатный раствор становится более вязким примерно в 3 раза;
этиленгликолевый — примерно в 5,8 раза;
пропиленгликолевый — примерно в 13,2 раза.

При охлаждении от +20 до −30 °C:

формиатный раствор густеет примерно в 4,7 раза;
этиленгликолевый — примерно в 10,8 раза;
пропиленгликолевый — примерно в 34,7 раза.

Как ведет себя глицерин

Для сравнения можно посмотреть, как изменяется динамическая вязкость водного раствора глицерина с концентрацией 60 %.

+20 °C — примерно 10,8 мПа·с;
+10 °C — примерно 17,4 мПа·с;
0 °C — примерно 29,9 мПа·с.

То есть только в диапазоне от +20 до 0 °C вязкость увеличивается почти в 2,8 раза, а при дальнейшем охлаждении продолжает быстро расти.

Хладоноситель на основе формиата калия

Формиат калия применяют преимущественно в закрытых вторичных контурах промышленного и технологического охлаждения.

Его главная практическая особенность — относительно небольшое увеличение вязкости при охлаждении по сравнению с большинством гликолевых растворов при одинаковой температуре.

Такие продукты используются в:

морозильных камерах;
низкотемпературных складах;
технологических холодильных установках;
вторичных контурах чиллеров;
системах быстрой заморозки;
длинных трубопроводах;
системах с большим количеством потребителей холода.

Перед применением необходимо проверить совместимость материалов оборудования, в частности оцинкованных деталей, алюминиевых сплавов, припоев, уплотнений и внутренних покрытий.

FREEZLIGHT® Frost −60 °C изготавливается на основе формиата калия и предназначен для закрытых вторичных контуров промышленного и технологического охлаждения.

Хладоноситель на основе этиленгликоля

Этиленгликоль широко применяется в герметичных технических системах отопления, кондиционирования и охлаждения.

Его вязкость при низких температурах увеличивается сильнее, чем у формата калия, но меньше, чем у пропиленгликоля.

Основное ограничение этиленгликоля — токсичность.

Поэтому его не используют:

в открытых системах;
в системах с открытым расширительным баком;
в системах горячего и питьевого водоснабжения;
на пищевых предприятиях, где возможен контакт с продуктами;
в местах, где утечка может быть доступна людям или животным.

В линейке FREEZLIGHT этиленгликолевые продукты с температурами начала кристаллизации −20 °C и −32 °C применяются в герметичных технических системах в соответствии с рекомендациями производителя оборудования.

Хладоноситель на основе пропиленгликоля

Пропиленгликоль обладает более низкой токсичностью по сравнению с этиленгликолем, поэтому его применяют в системах с повышенными требованиями к безопасности в случае возможной утечки.

В то же время он характеризуется значительным увеличением вязкости при охлаждении.

Именно поэтому перед использованием необходимо проверить:

возможность запуска насоса;
расход через теплообменник;
потери давления;
диаметр трубопроводов;
мощность привода;
допустимую вязкость в соответствии с документацией производителя оборудования.

В линейке FREEZLIGHT пропиленгликолевые продукты с температурами начала кристаллизации −20 °C и −32 °C применяют с учетом температурного режима, конструкции системы и рекомендаций производителя оборудования.

Хладоноситель на основе глицерина

Глицериновые теплоносители и хладоносители также используются в некоторых системах отопления и охлаждения.

При выборе необходимо учитывать высокую вязкость и её значительное увеличение при охлаждении.

Не стоит оценивать готовый продукт только по свойствам чистого глицерина или ориентироваться исключительно на его природное происхождение. Свойства готового теплоносителя определяются всей рецептурой, концентрацией и комплексом присадок.

Краткое сравнение разных основ

Критерий	Формиат калия	Этиленгликоль	Пропиленгликоль	Глицерин
Типовые системы	Промышленное низкотемпературное охлаждение	Герметические технические системы	Системы с повышенными токсикологическими требованиями	Отдельные системы отопления и охлаждения
Смена вязкости при охлаждении	Наименьшая из приведенных примеров	Умеренная	Наибольшая из приведенных примеров	Значительная
Основное ограничение	Необходимость проверки совместимости материалов	Токсичность	Высокая вязкость при низких температурах	Высокая вязкость при низких температурах

Как самостоятельно выбрать хладоноситель

Определите минимальную температуру хладагента.
Выберите температуру начала кристаллизации с необходимым запасом.
Учтите токсикологические требования к системе.
Проверьте допустимую вязкость при минимальной температуре.
Убедитесь в совместимости материалов.
Уточните, какая жидкость ранее использовалась в системе.
Перед заменой на другую основу максимально опорожните и промойте систему.
Проверьте техническую документацию конкретного продукта.

Для правильного выбора недостаточно ориентироваться только на температуру начала кристаллизации. Необходимо учитывать все характеристики конкретной системы и рекомендации производителя оборудования.

Кто отвечает за выбор хладоносителя

Материалы Справочного центра помогают сравнить различные основы хладагентов и понять их особенности.

Окончательный выбор конкретного продукта должен осуществляться с учетом:

температурного режима;
конструкции системы;
гидравлического расчета;
материалов оборудования;
требований производителя оборудования;
условий эксплуатации.

Заполнение, запуск и техническое обслуживание системы должны выполняться квалифицированными специалистами.

ООО «Компания Новохим» поставляет готовый продукт в соответствии с его технической документацией, но не выполняет функции проектной, монтажной или сервисной организации.

Типичные ошибки

Выбор исключительно по температуре начала кристаллизации.
Игнорирование увеличения вязкости.
Сравнение характеристик только при +20 °C.
Оценка готового продукта по свойствам чистого вещества.
Смешивание различных продуктов без проверки совместимости.
Игнорирование остатков предыдущего хладагента после промывки.
Заполнение сложной системы без соблюдения требований производителя оборудования.

Сопутствующие продукты FREEZLIGHT

FREEZLIGHT Frost −60 °C на основе формиата калия

Низкотемпературный хладагент с массовой долей формиата калия не менее 50 % для закрытых вторичных контуров промышленного и технологического охлаждения.

Рекомендуемый анкор:

холодоноситель FREEZLIGHT Frost −60 °C на основе формиата калия

FREEZLIGHT −32 °C на основе этиленгликоля

Продукт для герметичных технических систем, в которых исключен контакт с питьевой водой, продуктами, людьми и животными.

Рекомендуемый анкор:

этиленгликолевый теплоноситель FREEZLIGHT −32 °C

FREEZLIGHT −32 °C на пропиленгликоле

Продукт для систем с повышенными токсикологическими требованиями. При использовании в системах охлаждения необходимо проверить вязкость и возможности насоса.

Рекомендуемый анкор:

пропиленгликолевый теплоноситель FREEZLIGHT −32 °C

FAQ

Какая основа меньше всего загустевает при охлаждении?

Среди сравниваемых специализированных растворов наименьший рост вязкости демонстрирует формиат калия.

Что загустевает сильнее: этиленгликоль или пропиленгликоль?

При одинаковой температуре раствор пропиленгликоля загустевает значительно сильнее.

А где в этом сравнении глицерин?

Глицерин также обладает высокой вязкостью, сильно зависящей от температуры. Точное сравнение с пропиленгликолем зависит от концентрации, но глицерин не относится к маловязким основаниям для глубокого охлаждения.

Всегда ли нужно выбирать самую низкую температуру начала кристаллизации?

Нет. Необходим достаточный проектный запас. Чрезмерно концентрированный продукт может увеличить вязкость и нагрузку на насос.

Можно ли смешивать формиат калия с гликолем?

Без проверки совместимости — нет.

Можно ли применять этиленгликоль на пищевом предприятии?

Его не используют в системах, где возможен контакт с пищевой продукцией, питьевой или технологической водой.

Является ли пропиленгликоль полностью безопасным?

Нет. Он обладает более низкой токсичностью по сравнению с этиленгликолем, но готовый продукт остается технической жидкостью.

Кто должен заполнять систему?

Специалист или сервисная организация, которая знает конструкцию системы, выполняет подготовку, проверяет насос, удаляет воздух и отвечает за ввод оборудования в эксплуатацию.