Пропиленгликоль – эффективный теплоноситель для гелиосистем

Если оценивать только физические характеристики, то оптимальным вариантом теплоносителя для солнечного коллектора является обычная вода. Это самое доступное в природе вещество, с эффективным сочетанием теплофизических характеристик – теплоемкостью и коэффициентом теплопередачи. Важно понимать, что применение воды имеет ряд ограничений, основным из которых стала невозможность использования такого теплоносителя на объектах с высоким риском замерзания. Высокая температура кристаллизации воды может привести к разгерметизации системы, повреждению трубопровода и иных элементов солнечных коллекторов подойдут только незамерзающие жидкости – антифризы. Для отечественных климатических условий подойдет раствор пропиленгликоля с водой в концентрации 40 % - именно такая объемная доля обеспечит минимально возможную температуру замерзания, подходящую для данного региона. Смесь сохраняет жидкое агрегатное состояние даже при 30 градусах ниже нуля.

Пропиленгликоль – экологически безопасное вещество, риск возгорания и взрыва у которого предельно мал. Температура кипения превышает 180 градусов, что позволяет использовать его в качестве высокотемпературного теплоносителя. Плотность в 1,04 грамма на кубический сантиметр не затрудняет циркуляцию жидкости по системе, что заметно снижает нагрузку на насосное оборудование. По химической природе все многоатомные спирты – активные вещества с высокой коррозионной активностью, поэтому важно использовать не концентрированный гликоль, а продукт с добавлением антикоррозионных присадок. Если в теплоносителе содержится большая доля растворенного кислорода, раствор подвержен термическому разложению, что влечет образование твердых отложений и накипи, загрязняющих трубопроводы. В негерметичных гелиосистемах с постоянным доступом атмосферного кислорода коррозионные процессы ускоряются на порядок при высокой температуре.

Как уже говорилось ранее, средством защиты пропиленгликолевых теплоносителей стали ингибиторы коррозии – неорганические, органические или комбинированные по составу соединения, замедляющие окислительные свойства гликоля. На рынке можно найти разнообразные варианты, но максимально эффективными считаются присадки на основе карбоксилатов – солей органических карбоновых кислот.

Определяем расход пропиленгликоля в солнечном коллекторе

Выбор качественного теплоносителя с пакетом присадок – первая и приоритетная задача. После этого необходимо определиться с удельным расходом, который в гелиосистемах определяется количеством литров в час и в расчете на один квадратный метр абсорбирующей поверхности. Некоторые инженерные системы способны работать в широком диапазоне показателей удельного расхода, иные – зависят от конструкции солнечного коллектора, солнечной активности, климатических условий региона.

При циркуляции теплоносителя по системе одновременно с увеличением удельного расхода наблюдается уменьшение разницы температур на входе и выходе в гелиосистему. Именно по этой причине важно определиться с оптимальными показателями удельного расхода еще на этапе проектирования инженерной сети. В идеале расчетный показатель должен обеспечивать оптимальную циркуляцию гликолевого раствора. Многие производители учитывают это при определении конструкции солнечного коллектора:

• Инженерные системы с плоскими солнечными коллекторами – не более 25 литров в час на квадратный метр абсорбирующей поверхности;
• Системы с вакуумными коллекторами трубчатой конструкции – не более 40 литров в час на квадратный метр;
• Системы, включающие солнечные коллекторы с тепловой трубкой – 25 литров в час на метр квадратный поверхности.

Исследования показали, что более выгодным и производительным вариантом считается модель с переменно-регулируемым удельным расходом пропиленгликоля. Параметр устанавливается автоматически и в режиме реального времени регулируется контроллером. Устройство способно автоматически оценить интенсивность солнечного излучения и внести коррективы в циркуляцию гликолевого теплоносителя. Диапазон регулировок составляет от 20 до 100 % от первоначально заявленных характеристик.

* Настоящая статья и изображения подготовлены и предоставлены для размещения организацией. Независимое информационное агентство "Нижний Новгород" не несет ответственности за содержание статьи, финансовые, правовые и иные последствия ее опубликования.