Застосування етиленгліколю в системах опалення, Поговоримо про будівництво
Застосування етиленгліколю в системах опалення
Перше, що слід зазначити, що застосування етиленгліколю як теплоносій для систем опалення – досить нова технологія. Так, у Томській області у 2011 – 2012рр. таке енергоефективне рішення було використано при будівництві одного з дитячих садків.
Отже, що таке «етиленгліколь». Етиленгліколь – це в'язка, безбарвна рідина, яка не має запаху. Хімічна формула етиленгліколю: C2H4(OH)2. Це токсична сполука, і, здавалося б, як її можна застосовувати в системі опалення? Але за умов точного дотримання технології та застосування лише в закритих системах опалення етиленгліколь стає малонебезпечним.
Найважливішою властивістю, яка і зумовила застосування етиленгліколю як антифриз, полягає в тому, що етиленгліколь сильно зменшує температуру замерзання води. Тому водні розчини етиленгліколю мають хороші теплофізичні властивості.
Залежність температури замерзання теплоносіїв від концентрації в них етиленгліколю
| tзамерзання °С | -40 | -30 | -20 | -10 | -5 | 0 |
| Зміст, % | 53 | 46 | 36 | 24 | 14 | 1 |
Тепер перейдемо до самої технології застосування етиленгліколю як теплоносія для енергосистеми, яка була використана для дитячого закладу у Томській області.
В основу цього проекту закладено застосування так званих геотермальних теплових насосів. Принцип простий: нижче за глибину промерзання температура грунту перевищує значення «абсолютного нуля», таким чином, накопичене тепло (геотермальну енергію) зземлі гріх не запозичити. З фізики відомо, що енергія не передається від холодного тіла (у разі від ґрунту) до гарячого. Тому система геотермального опалення виконана з трьох контурів, в яких циркулюють рідини з різними фізичними властивостями. У зовнішньому опалювальному контурі, що проходить на глибині два з половиною метри, циркулює антифриз (етиленгліколь). У внутрішньому опалювальному контурі через систему труб, що пронизують усі підлоги дитячого садка - теплоносій. Між зовнішнім та внутрішнім контуром знаходиться теплообмінник теплового насоса із закаченим у нього холодоагентом із низькою температурою кипіння.
Теплоносій первинного «розсольного» контуру поглинає тепло із ґрунту, збільшуючи трохи свою температуру. У випарнику теплообмінника розсіл (антифриз) передає теплову енергію ще холоднішому рідкому холодоагенту, що знаходиться під низьким тиском. У цих умовах достатньо невеликої плюсової температури, щоб холодоагент перейшов у газоподібний стан (випарувався). Далі компресор сильно стискає холодоагент, внаслідок чого температура його помітно збільшується (близько +70°C). Потім гарячий холодоагент подається в конденсатор, там він передає свою теплову енергію холоднішому теплоносію, що циркулює в опалювальному контурі будівлі.
Віддавши частину тепла, охолоджений холодоагент знову конденсується (стає рідким), а клапан, що дроселює, на межі між конденсатором і випарником знову знижує його тиск. Потім цикл повторюється.
Необхідно також відзначити, що будинок дитячого садка побудовано за принципом «термосу»: керамзитобетонні стінові панелі та енергозберігаючі вікна з п'ятикамерним склопакетом – миттєво знизили тепловтрати на 25%.
Отже, чому в ційенергоефективною системою використовується саме етиленгліколь, а не якийсь інший антифриз, наприклад пропіленгліколь або ацетат калію? Відповідь проста і випливає з фізичних властивостей етиленгліколю. По-перше, водний розчин етиленгліколю замерзає при температурі близько -60°C на відміну антифіризу на основі ацетату калію, який має температуру замерзання нижче -5°C. По-друге, пропіленгліколь хоч і є екологічно і токсилогічно безпечною речовиною, але його теплофізичні властивості поступаються етиленгліколю на 10-20%.
Висновок
Наприкінці слід зазначити переваги цього проекту. По-перше, подібна енергоефективна схема дозволила скоротити витрати на опалення приблизно на 45%. Фактично дитячий садок оплачує рахунки лише за електроенергію. Звичайно, традиційні радіатори опалення встановлені в дитсадку, але вони необхідні тут «про всяк випадок».
Влітку за температури +25-27°C система теплових насосів може автоматично перемикатися на пасивне охолодження приміщення. Необхідна кількість енергії на підтримку зручного мікроклімату можна порівняти з витратами на одну лампу розжарювання.
Термін служби кліматичної установки досить довговічний, приблизно 25-30 років, а щорічне профілактичне обслуговування не потребує серйозних витрат.