Теплопередающая жидкость

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2296790:

Генель Леонид Самуилович (RU)

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.

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 1
Физические свойства теплопередающих жидкостей
Теплопередающая жидкость	Температура, °С	Плотность, кг/м³	Теплоемкость, кДж/кг·К	Теплопроводность, Вт/м·К	Вязкость кинемат., м²/с	Вязкость динамич., мПа·с	Температура кристаллообразования, °С
Пропиленгликоль, 10%-й р-р + метанол 3% (прототип)	20	999,2	3,956	0,513	0,98×10-⁶	0,98	-5
Пропиленгликоль, 10%-й р-р	20	1002	4,069	0,542	1,02×10^-6	1,02	-3
Пропиленгликоль, 50%-й р-р	20	1038	3,595	0,360	6,1×10^-6	6,3	-33
Пропиленгликоль, 65%-й р-р	20	1043	3,380	0,320	10,3×10^-6	10,7	-63

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

Таблица 2
Состав теплопередающей жидкости
Теплопередающая жидкость	Состав (прототип), мас.%	Состав I, мас.%	Состав II, мас.%	Состав III, мас.%
Пропиленгликоль	10	10	50	65
Метанол	3	-	-	-
Ингибиторы коррозии	нитрит Na	-	0,003	0,045	0,15
	бензоат Na	-	0,015	0,228	0,75
	продукты взаимодействия глицерина с муравьиной кислотой		0,002	0,027	0,1
	метасиликат Na	0,08	-	-	-
общее кол-во ингибиторов коррозии	0,08	0,02	0,3	1,0
Гидроксид калия	3	-	-	-
Вода	ОСТАЛЬНОЕ	ОСТАЛЬНОЕ	ОСТАЛЬНОЕ	ОСТАЛЬНОЕ

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

Таблица 3
Коррозионные потери (скорость коррозии, мм/год) при T=20°C для образцов в виде отрезков труб
Металл	Состав (прототип), мас.%	Состав I, мас.% (10%)	Состав II, мас.% (50%)	Состав III, мас.% (65%)
Алюминий	0,02	0,018	0,01	0,015
Медь	0,03	0,02	0,008	0,01
Сталь	0,09	0,07	0,03	0,04

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

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.%:

Пропиленгликоль	10-65
Нитрит натрия	0,003-0,15;
Бензоат натрия	0,015-0,75;
Продукты взаимодействия глицерина
с муравьиной кислотой	0,002-0,10
Вода	Остальное

Кремнийорганическая композиция холодного отверждения // 2231532

Жидкий теплоноситель // 2167904

Изобретение относится к жидкому теплоносителю/хладагенту для низких температур. .

Хлорорганическое рабочее тело для турбогенераторов // 1700043

Изобретение относится к теплоэнергетике , а именно к веществам, используемым в качестве рабочего тела в термодинамическом цикле преобразования тепла в работу, в частности в автономных турбоальтернаторах, работающих по термодинамическому циклу У.Дяс.Ранкина.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания // 1682611

Способ теплопереноса в теплообменных системах // 1611913

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для предотвращения замерзания (в качестве теплоносителя) применительно к условиям Сибири и Крайнего Севера.

Жидкий промежуточный хладоноситель для холодильных систем // 1594197

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к рабочим веществам для передачи тепла от охлаждаемых объектов к хладагенту. .

Рабочее вещество сорбционных холодильных машин // 1579923

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к рабочим веществам сорбционных холодильных машин. .

Рабочее тело для абсорбционных холодильных машин и термотрансформаторов // 1535877

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано как рабочее тело для абсорбционных холодильных машин и термотрансформаторов, так и абсорбент в системах осушки и кондиционирования воздуха.

Низкотемпературный теплоноситель // 1527246

Изобретение относится к составам низкотемпературных теплоносителей, может быть использовано в теплотехнических аппаратах и системах для обогрева или охлаждения и позволяет расширить диапазон температур замерзания теплоносителя и снизить коррозионную активность.

Охлаждающая жидкость для высокофорсированных двигателей внутреннего сгорания и тяжелых условий эксплуатации // 2313555

Изобретение относится к системам охлаждения двигателя внутреннего сгорания, в которых жидкостное охлаждение с охладителем достигает температуры кипения более высокой, чем температура кипения при атмосферном давлении

Композиция концентрата охлаждающей жидкости топливного элемента // 2315797

Теплохладоноситель // 2318009

Изобретение относится к тепловой и холодильной технике, а именно к жидким рабочим составам для применения в качестве теплохладоносителей, служащих для передачи тепла, и может быть использовано в холодильной технике, в теплообменных и нагревательных устройствах

Антифризная охлаждающая композиция для применения при высоких температурах // 2360939

Изобретение относится к термически стабильной композиции антифризного охладителя, включающей воду и гликоль в весовом отношении, равном от примерно 95:5 до примерно 5:95 соответственно, и включающей от примерно 0,01 мас.% до примерно 5,0 мас.%, по меньшей мере, одну добавку выбранную из группы, состоящей из 3-гидроксибензойной кислоты, 2,3-дигидроксибензойной кислоты, 2,4-дигидроксибензойной кислоты, 2,5-дигидроксибензойной кислоты, 2,6-дигидроксибензойной кислоты, 3,4-дигидроксибензойной кислоты, 3,5-дигидроксибензойной кислоты, 2,4,6-тригидроксибензойной кислоты, изолимонной кислоты, ацетилсалициловой кислоты и щелочных солей указанных кислот

Охлаждающая жидкость // 2370512

Изобретение относится к охлаждающей жидкости, которая содержит, мас.%: нитрит натрия 0,1-0,2, нитрат натрия 0,2-0,3, бензотриазол 1,0-2,0, борат этаноламина 2,0-3,0, этиленгликоль 50,0-60,0 и воду остальное

Антифриз // 2370513

Изобретение относится к антифризу, который содержит нитрит натрия 0,1-0,2 мас.%, нитрат натрия 0,2-0,3 мас.%, натриевую соль 2-меркаптобензтиазола 3,0-4,0 мас.%, борат этаноламина 2,0-4,0 мас.%, этиленгликоль 50,0-60,0 мас.% и воду остальное

Противообледенительные и теплообменные жидкие составы // 2465298

Изобретение относится к противообледенительным и теплообменным жидким составам, применяемым для борьбы с обледенением или получения теплообменных жидкостей

Способ переноса тепла на жидкую смесь, содержащую, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер // 2469054

Изобретение относится к усовершенствованному способу для переноса тепла на жидкую смесь, содержащую, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, выбранный из группы, включающей акриловую кислоту, метакриловую кислоту, гидроксиэтилакрилат, гидроксиэтилметакрилат, гидроксипропилакрилат, гидроксипропилметакрилат, глицидилакрилат, глицидилметакрилат, метилакрилат, метилметакрилат, н-бутилакрилат, изо-бутилакрилат, изо-бутилметакрилат, н-бутилметакрилат, трет-бутилакрилат, трет-бутилметакрилат, этилакрилат, этилметакрилат, 2-этилгексилакрилат и 2-этилгексилметакрилат, с помощью косвенного теплообменника, по которому на его первичной стороне течет флюидный теплоноситель и на его вторичной стороне одновременно течет указанная жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, причем жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, для уменьшения загрязнения дополнительно содержит добавленное, по меньшей мере, одно отличающееся от (мет)акрилмономеров активное соединение из группы, состоящей из третичных аминов, солей, образованных из третичного амина и кислоты Бренстеда, а также четвертичных соединений аммония, при условии что третичные и четвертичные атомы азота в, по меньшей мере, одном активном соединении не имеют никакой фенильной группы, но, по меньшей мере, частичное количество указанных третичных и четвертичных атомов азота имеет, по меньшей мере, одну алкильную группу

Охладитель // 2515289

Изобретение может быть использовано в производстве бытовых солнечных коллекторов. Текучая среда, используемая в качестве теплоносителя и применимая для преобразования светового излучения в тепло, содержит воду и порошковый минерал. Порошковый минерал обладает высокой способностью рассеивать солнечную радиацию и имеет массовую концентрацию от 1% до 3% и среднюю крупность частиц от 0,8 до 10 µ. Частицы порошкового минерала с высокой рассеивающей способностью имеют средний коэффициент рассеяния световой энергии более 0,7. В качестве порошкового минерала может быть взят карбонат кальция. Текучая среда может также содержать антифриз, поверхностно-активное вещество, антивспениватель и бактерицид. Изобретение позволяет улучшить поглощающую способность текучей среды. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 пр.

Концентрат охлаждающей жидкости // 2535948

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к низкозамерзающим охлаждающим жидкостям, и может быть использовано в качестве теплоносителя в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а также в оборудовании бытового и промышленного назначения. Концентрат охлаждающей жидкости содержит, мас.%: 1,44-1,69 себациновой кислоты, 0,15-0,39 бензойной кислоты, 1,12-1,35 янтарной кислоты, 4,89-5,26 диэтаноламина, и/или триэтаноламина, и/или диоксиэтилэтилендиамина, 0,31-0,51 карбамида, 89,92-90,80 этиленгликоля, и/или пропиленгликоля, и/или глицерина, 0,002-0,004 красителя и остальное - воду. Изобретение позволяет повысить антикоррозионные свойства по отношению к каждому элементу конструкций. 3 табл, 15 пр.