Применение этиленгликоля в системах отопления

Система отопления на этиленгликоле

Данная статья будет посвящена такому теплоносителю как «этиленгликоль», мы поговорим о его свойствах, преимуществах применения. Расскажем, каким образом работает энергоэффективная система отопления на основе этиленгликоля.

Первое, что нужно отметить, что применение этиленгликоля в качестве теплоносителя для систем отопления – достаточно новая технология. Так, в Томской области в 2011 – 2012гг. такое энергоэффективное решение было использовано при строительстве одного из детских садов.

Итак, что же такое «этиленгликоль». Этиленгликоль – это вязкая, бесцветная жидкость, не имеющая запаха. Химическая формула этиленгликоля: C2H4(OH)2. Это токсичное соединение, и, казалось бы, как его можно применять в системе отопления? Но при условиях точного соблюдения технологии и применения только в закрытых системах отопления этиленгликоль становится малоопасным.

Этиленгликоль

Самым важным свойством, которое и обусловило применение этиленгликоля в качестве антифриза, состоит в том, что этиленгликоль сильно уменьшает температуру замерзания воды. Поэтому водные растворы этиленгликоля обладают хорошими теплофизическими свойствами.

Зависимость температуры замерзания теплоносителей от концентрации в них этиленгликоля

tзамерзания °С -40 -30 -20 -10 -5 0
Cодержание, % 53 46 36 24 14 1

Теперь перейдем к самой технологии применения этиленгликоля в качестве теплоносителя для энергосистемы, которая была использована для детского учреждения в Томской области.

В основу данного проекта заложено применение так называемых геотермальных тепловых насосов. Принцип прост: ниже глубины промерзания температура грунта превосходит значение «абсолютного нуля», таким образом, накопленное тепло (геотермальную энергию) из земли грех не позаимствовать. Из физики известно, что энергия не передается от холодного тела (в данном случае от грунта) к горячему. По этой причине система геотермального отопления выполнена из трех контуров, в которых циркулируют жидкости с различными физическими свойствами. Во внешнем отопительном контуре, проходящем на глубине два с половиной метра, циркулирует антифриз — (этиленгликоль). Во внутреннем отопительном контуре через систему труб, пронизывающих все полы детского сада — теплоноситель. Между внешним и внутренним контуром находится теплообменник теплового насоса с закаченным в него хладагентом с низкой температурой кипения.

принцип действия отопления на основе этиленгликоля

Теплоноситель первичного «рассольного» контура поглощает тепло из грунта, увеличивая немного свою температуру. В испарителе теплообменника рассол (антифриз) передает тепловую энергию еще более холодному жидкому хладагенту, находящемуся под низким давлением. В этих условиях достаточно небольшой плюсовой температуры, чтобы хладагент перешел в газообразное состояние (испарился). Далее компрессор сильно сдавливает хладагент, вследствие чего температура его заметно увеличивается (около +70°C). Затем горячий хладагент подается в конденсатор, там он передает свою тепловую энергию более холодному теплоносителю, циркулирующему в отопительном контуре здания.

Отдав часть тепла, охлажденный хладагент снова конденсируется (становится жидким), а дросселирующий клапан на границе между конденсатором и испарителем вновь понижает его давление. Затем цикл повторяется.

Необходимо так же отметить, что здание детского сада построено по принципу «термоса»: керамзитобетонные стеновые панели и энергосберегающие окна с пятикамерным стеклопакетом – моментально понизили теплопотери на 25%.

Итак, почему в этой энергоэффективной системе используется именно этиленгликоль, а не какой-нибудь другой антифриз, например пропиленгликоль или ацетат калия? Ответ прост и вытекает из физических свойств этиленгликоля. Во-первых, водный раствор этиленгликоля замерзает при температуре около -60°C в отличие от антифириза на основе ацетата калия, который имеет температуру замерзания ниже -5°C. Во-вторых, пропиленгликоль хоть и является экологически и токсилогически безопасным веществом, но его теплофизические свойства уступают этиленгликолю на 10-20%.

Заключение

В заключении нужно отметить преимущества данного проекта. Во-первых, подобная энергоэффективная схема позволила сократить затраты на отопление примерно на 45%. Фактически детский сад оплачивает счета только за электроэнергию. Конечно, традиционные радиаторы отопления установлены в детском саду, но они необходимы здесь «на всякий случай».

Летом при температуре +25-27°C система тепловых насосов может автоматически переключаться на пассивное охлаждение помещения. Требуемое количество энергии на поддержание комфортного микроклимата сравнимо с затратами на одну лампу накаливания.

Срок службы климатической установки достаточно долговечен, примерно 25-30 лет, а ежегодное профилактическое обслуживание не требует серьезных затрат.

 

Комментировать

Яндекс.Метрика