Spis treści:
Glikol w instalacji chłodniczej: ile procent i jaki wybrać? Poradnik CoolingFlow: dobór stężenia glikolu w systemach HVAC i chłodnictwie przemysłowym, praktyczne wskazówki
Instalacje chłodnicze oraz układy wody lodowej bardzo często pracują w warunkach, gdzie zwykła woda nie zapewnia odpowiedniego bezpieczeństwa pracy. Problem pojawia się przede wszystkim zimą, podczas postoju instalacji, awarii zasilania lub pracy agregatu przy niskich temperaturach zewnętrznych. Dlatego w takich sytuacjach niezbędny staje się odpowiednio dobrany glikol do instalacji chłodniczej.
W praktyce przemysłowej źle dobrana mieszanka glikolu może prowadzić do:
- zamarznięcia wymiennika,
- a w efekcie rozsadzenia parownika,
- uszkodzenia pomp,
- spadku wydajności chłodniczej,
- a także wzrostu poboru energii,
- korozji instalacji,
- jak również problemów z przepływem.
W tym artykule wyjaśniamy:
- najpierw jaki glikol wybrać,
- następnie ile procent glikolu stosować,
- jakie temperatury zabezpiecza dana mieszanka,
- kiedy glikol szkodzi instalacji,
- a na koniec jakie są najczęstsze błędy użytkowników.
Po co stosuje się glikol w instalacji chłodniczej?
Głównym zadaniem glikolu jest zabezpieczenie instalacji przed zamarzaniem. Dotyczy to przede wszystkim:
- instalacji wody lodowej,
- agregatów chłodniczych typu chiller,
- dry coolerów,
- darmowego chłodzenia,
- a także chłodzenia procesów przemysłowych,
- instalacji HVAC,
- jak również chłodzenia maszyn technologicznych.
Woda zamarza przy 0°C. Natomiast odpowiednio dobrana mieszanka glikolu może zabezpieczać instalację nawet do:
- -10°C,
- -20°C,
- -30°C,
- a w niektórych aplikacjach nawet poniżej -40°C.
Dzięki temu instalacja jest bezpieczna podczas:
- postoju urządzeń,
- transportu urządzeń,
- awarii pomp,
- zaniku zasilania,
- a także pracy instalacji na zewnątrz budynku.
Jaki glikol wybrać do instalacji chłodniczej?
W praktyce najczęściej stosuje się dwa rodzaje glikolu:
Glikol etylenowy
To najpopularniejsze rozwiązanie w chłodnictwie przemysłowym.
Zalety:
- bardzo dobre właściwości termiczne,
- niższa lepkość,
- dzięki temu lepsza wymiana ciepła,
- a także niższy koszt.
Wady:
- jest toksyczny,
- dlatego nie stosuje się go w przemyśle spożywczym,
- wymaga także ostrożności przy wyciekach.
Dlatego najczęściej spotyka się go w:
- przemysłowych instalacjach chłodniczych,
- układach HVAC,
- chillerach przemysłowych,
- a także chłodzeniu maszyn.
Glikol propylenowy
Jest natomiast bezpieczniejszy dla ludzi i środowiska.
Zalety:
- nietoksyczny,
- dlatego dopuszczony do przemysłu spożywczego,
- stosuje się go także w farmacji i gastronomii.
Wady:
- wyższa lepkość,
- w efekcie gorsza wymiana ciepła,
- a także wyższy koszt.
Dlatego stosuje się go głównie w:
- przemyśle spożywczym,
- mleczarniach,
- browarach,
- chłodzeniu żywności,
- a także instalacjach farmaceutycznych.
Pompownia instalacji wody lodowej z układem glikolowym w chłodzeniu przemysłowym
Ile procent glikolu w instalacji chłodniczej?
Użytkownicy instalacji chłodniczych zadają to pytanie bardzo często.
W praktyce stężenie glikolu dobiera się do:
- przede wszystkim minimalnej temperatury pracy,
- temperatury otoczenia,
- rodzaju instalacji,
- a także lokalizacji urządzeń,
- jak również rodzaju medium.
Poniżej orientacyjne wartości dla glikolu etylenowego:
| Stężenie glikolu | Temperatura krystalizacji |
|---|---|
| 10% | około -3°C |
| 20% | mniej więcej -8°C |
| 30% | około -15°C |
| 35% | mniej więcej -20°C |
| 40% | około -25°C |
| 45% | mniej więcej -30°C |
| 50% | około -37°C |
W praktyce w instalacjach wody lodowej najczęściej stosuje się:
- 25 do 35% glikolu,
- a zatem zabezpieczenie do około -12°C do -20°C.
Dlaczego za dużo glikolu to problem?
Wielu użytkowników uważa, że im więcej glikolu, tym lepiej. Jednak to jeden z najczęstszych błędów.
Zbyt wysokie stężenie glikolu powoduje przede wszystkim:
- wzrost lepkości medium,
- w efekcie spadek przepływu,
- a także większe obciążenie pomp,
- gorszą wymianę ciepła,
- ponadto wzrost zużycia energii,
- i ostatecznie spadek wydajności chłodniczej.
Przykład z praktyki:
Na obiekcie produkcyjnym pod Warszawą użytkownik zastosował około 55% glikolu w instalacji wody lodowej pracującej przy temperaturze +7°C.
W efekcie pojawiły się:
- bardzo wysoki spadek ciśnienia,
- przeciążenie pomp obiegowych,
- także alarm niskiego przepływu,
- a ostatecznie spadek wydajności chillera o około 18%.
Następnie mieszankę skorygowano do 32%. Dzięki temu:
- poprawił się przepływ,
- zmniejszył się pobór prądu,
- a także ustabilizowała się temperatura powrotu.
Jak dobrać glikol do temperatury pracy?
Najważniejsza zasada:
Temperatura zabezpieczenia musi być niższa od minimalnej możliwej temperatury medium.
Przykład:
Instalacja pracuje na wodzie lodowej 6/12°C, ale część instalacji znajduje się na dachu. Jeżeli zimą temperatura może tam spaść do -15°C, należy dobrać mieszankę zabezpieczającą minimum do około -20°C.
Dlatego w praktyce stosuje się zapas bezpieczeństwa około 5°C.
Wymiennik ciepła w instalacji chłodniczej z widocznymi rurkami i zamarzniętym układem, przygotowany do naprawy.
Glikol a wydajność chłodnicza
Wraz ze wzrostem stężenia glikolu spada wydajność wymiany ciepła.
Na przykład:
- instalacja na czystej wodzie ma najwyższą wydajność,
- natomiast przy 30% glikolu wydajność może spaść o około 5 do 8%,
- z kolei przy 40% nawet o 10 do 15%.
Dlatego dobór instalacji chłodniczej powinien uwzględniać:
- przede wszystkim rodzaj glikolu,
- lepkość,
- temperaturę pracy,
- przepływ,
- dobór pomp,
- średnice rur,
- a także parametry wymienników.
Czy można mieszać różne glikole?
To bardzo częsty błąd serwisowy.
Dlatego nie powinno się mieszać:
- glikolu etylenowego z propylenowym,
- różnych producentów,
- różnych inhibitorów korozji,
- a także starego i nowego medium bez analizy.
W takim przypadku skutki mogą być bardzo kosztowne:
- wytrącanie osadów,
- w efekcie zapychanie filtrów,
- korozja,
- degradacja inhibitorów,
- ponadto pienienie medium,
- a także uszkodzenie pomp i wymienników.
Jak sprawdzić stężenie glikolu?
Do pomiaru serwis wykorzystuje przede wszystkim:
- refraktometr,
- analizatory glikolu,
- a także pomiar pH,
- badanie przewodności,
- jak również analizę inhibitorów korozji.
Ponadto w instalacjach przemysłowych zaleca się regularne kontrole, minimum raz w roku.
Jakie pH powinien mieć glikol?
Prawidłowe pH zależy od producenta, ale zwykle wynosi:
- około 7,5 do 10.
Natomiast zbyt niskie pH oznacza degradację glikolu i ryzyko korozji.
Zużyty glikol rozpoznasz na przykład po tych objawach:
- brunatny kolor,
- zapach przypalenia,
- osady,
- korozja elementów,
- ponadto problemy z filtrami,
- a w efekcie spadek wydajności chłodzenia.
Realny przypadek z instalacji przemysłowej
Na obiekcie przemysłowym chłodzącym linie technologiczne doszło do regularnych alarmów przepływu w agregacie chłodniczym o mocy 450 kW.
Parametry pracy:
- temperatura medium: 8°C,
- ciśnienie robocze: około 3,2 bar,
- glikol: około 48%,
- temperatura zabezpieczenia: aż -32°C.
Problem polegał jednak na tym, że instalacja znajdowała się wewnątrz hali i nigdy nie pracowała poniżej +5°C.
W efekcie pojawiły się:
- ogromny wzrost oporów przepływu,
- przeciążenie pomp,
- a następnie spadek przepływu przez parownik,
- także alarmy LP i flow switch.
Po obniżeniu stężenia do 28%:
- przepływ wzrósł,
- dzięki temu ciśnienie się ustabilizowało,
- a w efekcie urządzenie odzyskało nominalną wydajność.
Najczęstsze błędy klientów
Dolanie przypadkowego glikolu
Użytkownicy często dolewają na przykład:
- glikol samochodowy,
- przypadkowe koncentraty,
- albo media niewiadomego pochodzenia.
Jednak dla instalacji przemysłowych to bardzo niebezpieczne.
Brak kontroli stężenia
Po kilku latach część instalacji pracuje praktycznie na wodzie, ponieważ:
- glikol rozcieńczano,
- występowały także wycieki,
- a jednocześnie nikt nie wykonywał pomiarów.
Zbyt wysokie stężenie
To jeden z najczęstszych problemów w instalacjach HVAC i wody lodowej.
Klienci często zakładają, że „damy więcej glikolu, będzie bezpieczniej”.
Jednak w praktyce często kończy się to:
- spadkiem wydajności,
- alarmami przepływu,
- przeciążeniem pomp,
- a także większym zużyciem energii.
Czy glikol trzeba wymieniać?
Tak, ponieważ glikol nie jest wieczny.
W zależności od warunków pracy:
- kontrola co 12 miesięcy,
- natomiast wymiana zwykle co 3 do 5 lat,
- a w ciężkich warunkach nawet częściej.
Przy kontroli szczególnie ważne jest:
- kontrolowanie pH,
- inhibitorów korozji,
- zanieczyszczeń,
- a także przewodności.
Glikol w instalacji free coolingu
W układach free coolingu glikol jest praktycznie obowiązkowy.
Dlaczego?
Ponieważ:
- wymienniki pracują na zewnątrz,
- a zimą temperatura może spaść poniżej -20°C,
- ponadto podczas postoju instalacja jest szczególnie narażona na zamarznięcie.
Dlatego typowe stężenia to:
- 30 do 35%,
- a zatem zabezpieczenie do około -18°C do -22°C.
Jakie temperatury stosuje się w instalacjach chłodniczych?
Typowe parametry:
- woda lodowa HVAC: 6/12°C,
- proces technologiczny: 0 do 5°C,
- przemysł spożywczy: nawet poniżej 0°C,
- free cooling: zależnie od warunków zewnętrznych.
Im niższa temperatura medium:
- tym większe znaczenie ma poprawny dobór glikolu,
- a jednocześnie tym większe ryzyko problemów z lepkością i przepływem.
Urządzenia chłodnicze i systemy wody lodowej do przemysłu, specjalistyczne instalacje chłodnicze od CoolingFlow, niezawodne i efektywne rozwiązania chłodnicze.
Kiedy wezwać serwis?
Pilna diagnostyka jest potrzebna, gdy:
- pojawiają się alarmy przepływu,
- instalacja głośno pracuje,
- pompy są przeciążone,
- występują wycieki,
- medium ma dziwny kolor,
- temperatura nie jest stabilna,
- występuje ryzyko zamarznięcia,
- a także gdy pojawiają się alarmy HP lub LP w chillerze.
Dlatego warto wykonać analizę instalacji, ponieważ pozwala ona uniknąć:
- uszkodzenia parownika,
- awarii pomp,
- kosztownego postoju produkcji,
- a także rozsadzenia wymienników.
Serwis instalacji chłodniczych i wody lodowej
CoolingFlow specjalizuje się w:
- przede wszystkim diagnostyce instalacji glikolowych,
- analizie parametrów medium,
- doborze stężenia glikolu,
- serwisie agregatów chłodniczych,
- ponadto modernizacji instalacji wody lodowej,
- zabezpieczeniu układów przed zamarzaniem,
- a także serwisie HVAC i chłodzenia przemysłowego.
Tel.: +48 501 179 381
E-mail:info@coolingflow.pl
Najszybciej przez telefon: +48 501 179 381. Wolimy słuchać niż czytać, na maile odpowiadamy z opóźnieniem.
Podsumowanie
Podsumowując, odpowiednio dobrany glikol do instalacji chłodniczej ma ogromny wpływ na:
- bezpieczeństwo instalacji,
- wydajność chłodzenia,
- żywotność urządzeń,
- zużycie energii,
- a także stabilność pracy całego układu.
Dlatego najważniejsze zasady to:
- przede wszystkim nie stosować zbyt wysokiego stężenia,
- regularnie kontrolować parametry,
- nie mieszać również przypadkowych glikoli,
- dobierać mieszankę do realnych warunków pracy,
- a także wykonywać okresową diagnostykę instalacji.
W chłodnictwie przemysłowym źle dobrany glikol może bowiem generować ogromne koszty eksploatacyjne oraz prowadzić do bardzo poważnych awarii.
Stężenie glikolu to jeden z punktów kontroli przed przerwą w produkcji. Pozostałe zebraliśmy w artykule o tym, jak przygotować postój zakładu zimą bez uszkodzenia chillera.
FAQ: glikol w instalacjach chłodniczych i chłodzeniu
Czy w lodówkach stosuje się glikol?
W typowych lodówkach domowych nie stosuje się glikolu jako czynnika chłodniczego. Lodówki pracują bowiem na specjalnych czynnikach chłodniczych (np. R600a, R134a).
Glikol może natomiast występować w instalacjach chłodniczych przemysłowych, ale nie jako czynnik w sprężarkowym obiegu, tylko jako czynnik pośredni (solanka).
Czy można zalać instalację CO glikolem?
Tak, ale zależy od sytuacji.
W instalacjach centralnego ogrzewania (CO) glikol (najczęściej propylenowy lub etylenowy) stosuje się jako zabezpieczenie przed zamarzaniem, np.:
- w domach sezonowych,
- również w instalacjach narażonych na brak ogrzewania zimą,
- a także w układach solarnych.
Trzeba jednak pamiętać, że:
- glikol ma gorszą przewodność cieplną niż woda,
- ponadto zwiększa lepkość i obciążenie pomp,
- a także wymaga odpowiednich stężeń i inhibitorów korozji.
Jakie jest zastosowanie glikoli w instalacjach chłodniczych?
Glikole (etylenowy i propylenowy) stosuje się głównie jako czynnik pośredniczący w chłodzeniu, np.:
- w agregatach wody lodowej (chillery),
- również w klimatyzacji przemysłowej,
- w chłodnictwie spożywczym,
- a także w systemach lodowiskowych.
Ich rola:
- transportują „zimno” między agregatem a odbiornikiem,
- jednocześnie obniżają temperaturę zamarzania cieczy,
- dzięki temu chronią instalację przed uszkodzeniem przez lód.
Czy glikol można wlać do chłodnicy?
To zależy, co masz na myśli przez „chłodnicę”:
- W samochodzie (układ chłodzenia silnika): TAK
Płyn chłodniczy często zawiera glikol (najczęściej glikol etylenowy lub propylenowy) jako bazę przeciwzamarzaniową i antykorozyjną. - W chłodnicach przemysłowych (wymienniki): NIE bezpośrednio
Glikol nie zastępuje czynnika chłodniczego w układzie freonowym. Może być natomiast jedynie medium pośrednim w osobnym obiegu wodnym.
