ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ Российский патент 2007 года по МПК C09K5/10 

Изобретение относится к холодильной и отопительной технике, в частности к жидким рабочим составам для применения в качестве хладоносителя или низкозамерзающего теплоносителя, а также при охлаждении двигателей, в установках кондиционирования воздуха.

Из уровня техники известна теплопередающая жидкость для аммиачных холодильных установок Tyfoxit 1.2 - водный ингибиторный раствор ацетата калия при объемной концентрации 80% с добавлением ингибиторов коррозии (Alexandre Pressoto Jr. and Carlos Guilherme Suffert, Аммиачные холодильные установки в супермаркетах, Авок, 2003, №4, с.62-68 или Alexandre Pressoto Jr. and Carlos Guilherme Suffert, Ammonia Refrigeration in Supermarkets, Ashrae Journal, October 2001, vol.43, no.10, p.25-30).

Водный раствор Tyfoxit совместим почти со всеми материалами, используемыми в обычных холодильных установках (оборудование и материалы уплотнений и соединительных элементов). Недостатками водного раствора Tyfoxit является то, что при его использовании следует избегать контакта с силиконовыми смесями, осадком растворов гликоля, хлорированной водой, оцинкованной сталью.

Наиболее близким аналогом является теплопередающая жидкость для использования в холодильных установках, содержащая воду, пропиленгликоль или этиленгликоль, метанол, количество которого в жидкости составляет 3-10%. Количество этиленгликоля или пропиленгликоля в жидкости составляет 10-40%. Теплопередающая жидкость также содержит ингибитор коррозии, такой как тетраборат Na или метилсиликат Na. В жидкую теплопередающую жидкость также вносят горькое вещество в количестве 0,0001-0,1% (FR 2726281, кл. С 09 К 5/00, 03.05.1996).

Недостатком заявленного изобретения является повышенный коррозионный износ металлических поверхностей.

Задачей заявленного изобретения является замедление скорости коррозии металлов в теплопередающей жидкости.

Поставленная задача достигается теплопередающей жидкостью, содержащей пропиленгликоль, ингибитор коррозии и воду. В качестве ингибитора коррозии содержит смесь нитрита натрия, бензоата натрия и продуктов взаимодействия глицерина с муравьиной кислотой при следующем соотношении компонентов, мас.%:

пропиленгликоль - 10-65;

смесь нитрита натрия, бензоата натрия и продуктов взаимодействия глицерина с муравьиной кислотой - 0,02-1,0;

вода - остальное.

Ингибитор коррозии содержит, мас.%:

нитрит натрия - 0,003-0,15;

бензоат натрия - 0,015-0,75;

продукты взаимодействия глицерина с муравьиной кислотой - 0,002-0,10.

Продукты взаимодействия глицерина с муравьиной кислотой представляют собой смесь эфиров, взятых в нижеуказанных молярных соотношениях, полученных по следующим реакциям:

1) С₃Н₈О₃+СН₂О₂=С₄Н₈О₄+Н₂О

2) С₃Н₈О₃+2·СН₂О₂=С₅Н₈О₅+2·Н₂О

3) С₃Н₈О₃+3·СН₂О₂=С₆Н₈О₆+3·Н₂О

Необходимо отметить, что теплопередающие жидкости на основе этиленгликоля ядовиты. Поэтому этот вид теплопередающих жидкостей не предназначен для пищевых производств.

Выбор пропиленгликоля в качестве основного компонента теплопередающей жидкости обусловлен тем, что содержание нескольких разновидностей металлов в холодильном контуре (латунная арматура, трубы из углеродистой и нержавеющей стали, медные теплообменные аппараты и т.д.) способствует усилению коррозионной активности, в большей мере, на основе ацетатных и формиантных теплопередающих жидкостей, чем теплопередающих жидкостей на основе пропиленгликоля. Кроме того, оказалось, что коррозионная активность ацетатных и формиантных теплопередающих жидкостей чувствительна не только к ряду металлов, но и к степени аэрации раствора. Ацетатные и формиантные теплопередающие жидкости не выдерживают высоких положительных температур (выше +60°С), которые могут быть, например, на открытых участках трубопровода в случае остановок оборудования в летнее время.

Особые требования при применении ацетатных теплопередающих жидкостей во вторичном контуре предъявляют к уплотнительным и герметизирующим материалам природного происхождения - картону, пеньке, олифе и т.д., которые могут растворяться. Применительно к формиантным теплопередающим жидкостям, также следует отметить, что не все марки пластмасс и резин пригодны.

С учетом высокой цены оборудования и важности стабильности производственных технологических процессов факторы надежности и безопасности при выборе марки теплопередающей жидкости являются существенными. Но, если класс опасности теплопередающей жидкости определяется в нашей стране Санэпиднадзором (ГОСТ 12.1.007-76), соответствующими санитарными нормами и правилами, а в перспективе - и техническими регламентами, то стабильность и толерантность теплопередающей жидкости можно установить лишь по положительному длительному опыту эксплуатации. Этот опыт эксплуатации теплопередающих жидкостей на ацетатной и формиантной основах составляет немногим более 10 лет, а теплопередающие жидкости на основе пропиленгликоля более 30 лет применяются массово, а в США - с начала 50-х годов XX века.

В диапазоне температур от +2°С до -20°С по совокупности свойств преимущества - на стороне пропиленгликолевых теплопередающих жидкостей.

В таблице 1 представлены физические свойства теплопередающих жидкостей.

Таблица 1Физические свойства теплопередающих жидкостейТеплопередающая жидкостьТемпература, °СПлотность, кг/м³Теплоемкость, кДж/кг·КТеплопроводность, Вт/м·КВязкость кинемат., м²/сВязкость динамич., мПа·сТемпература кристаллообразования, °СПропиленгликоль, 10%-й р-р + метанол 3% (прототип)20999,23,9560,5130,98×10-⁶0,98-5Пропиленгликоль, 10%-й р-р2010024,0690,5421,02×10^-61,02-3Пропиленгликоль, 50%-й р-р2010383,5950,3606,1×10^-66,3-33Пропиленгликоль, 65%-й р-р2010433,3800,32010,3×10^-610,7-63

В таблице 2 представлены составы теплопередающей жидкости, используемой в данном изобретении.

Таблица 2Состав теплопередающей жидкостиТеплопередающая жидкостьСостав (прототип), мас.%Состав I, мас.%Состав II, мас.%Состав III, мас.%Пропиленгликоль10105065Метанол3---Ингибиторы коррозиинитрит Na-0,0030,0450,15бензоат Na-0,0150,2280,75продукты взаимодействия глицерина с муравьиной кислотой 0,0020,0270,1метасиликат Na0,08---общее кол-во ингибиторов коррозии0,080,020,31,0Гидроксид калия3---ВодаОСТАЛЬНОЕОСТАЛЬНОЕОСТАЛЬНОЕОСТАЛЬНОЕ

В таблице 3 представлены коррозионные потери для различных металлов при использовании различных составов теплопередающих жидкостей.

Таблица 3Коррозионные потери (скорость коррозии, мм/год) при T=20°C для образцов в виде отрезков трубМеталлСостав (прототип), мас.%Состав I, мас.% (10%)Состав II, мас.% (50%)Состав III, мас.% (65%)Алюминий0,020,0180,010,015Медь0,030,020,0080,01Сталь0,090,070,030,04

Данное изобретение, как видно из таблицы 3, позволяет снизить коррозионные потери при использовании данной теплопередающей жидкости.

Изобретение относится к холодильной и отопительной технике, в частности к жидким рабочим составам для применения в качестве промежуточного хладоносителя или низкозамерзающего теплоносителя, а также при охлаждении двигателей и в установках кондиционирования воздуха. Теплопередающая жидкость содержит 10-65% пропиленгликоля, 0,003-0,15% нитрита натрия, 0,015-0,75% бензоата натрия, 0,002-0,10% продуктов взаимодействия глицерина с муравьиной кислотой и остальное - воду. Изобретение позволяет уменьшить скорость коррозии металлов в хладоносителе. 3 табл.

Теплопередающая жидкость, содержащая пропиленгликоль, ингибитор коррозии и воду, отличающаяся тем, что в качестве ингибитора коррозии содержит смесь нитрита натрия, бензоата натрия и продуктов взаимодействия глицерина с муравьиной кислотой при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пропиленгликоль10-65Нитрит натрия0,003-0,15;Бензоат натрия0,015-0,75;Продукты взаимодействия глицерина с муравьиной кислотой0,002-0,10ВодаОстальное