Концентрация гликоля для чиллера: расчёт и таблица

Концентрацию гликоля для чиллера выбирают по двум условиям: раствор не должен замёрзнуть в испарителе и в трубах на улице зимой. Калькулятор считает концентрацию пропиленгликоля или этиленгликоля по температуре на выходе из чиллера и зимней температуре воздуха и показывает, сколько гликоля и воды залить в систему.

Расчёт концентрации гликоля

Гликоль Пропиленгликоль Этиленгликоль На выходе, °C

Контур или чиллер зимой на улице Нет, всё в помещении Да

Объём системы, л Чиллер, кВт

Выносной конденсатор

Чиллеры на растворе гликоля подбирают индивидуально.

Концентрация по массе

34

%

Нужно не выше, °C

−16

Замерзает при, °C

−16,2

Гликоль, л

169

Вода, л

340

Запросить подбор на 20,0 кВт

Письмо производителю xiron.ru с параметрами расчёта

Когда нужен этот расчёт

• Жидкость на выходе холоднее 5 °C. Хладагент в испарителе кипит на несколько градусов холоднее выходящей жидкости. Вода на стенках испарителя замерзает и разрывает его, поэтому ниже 5 °C работают только на растворе. Так, для воды около 1 °C в гидроохладителе чиллер даёт гликоль ниже нуля — задача о гидроохлаждении овощей и фруктов.
• Чиллер или трубы зимой на улице. Остановленный контур остывает до температуры воздуха. Вода в нём замерзает, раствор с нужной концентрацией — нет.
• Нужно долить или заменить раствор. Расчёт показывает, сколько концентрата и воды нужно на объём системы; сам объём труб и оборудования считают в расчёте объёма воды в трубе.

Формула

Раствор должен замерзать не выше самой жёсткой из двух температур:

t_з ≤ min(t_вых − 10; t_в − 5)

t_з — температура замерзания раствора, °C; t_вых — температура раствора на выходе из чиллера, °C, учитывается, если она ниже 5 °C; t_в — самая низкая температура воздуха там, где контур стоит зимой, °C, учитывается, если контур на улице. Запас 10 °C защищает испаритель, запас 5 °C — трубы и чиллер при остановке.

Концентрацию берут по таблице, между строками — по линейной интерполяции, и округляют вверх до целого процента.

Сколько залить на объём системы V, л:

m = V × (1 + a × x)

V_г = m × x / ρ_г; V_в = m × (1 − x) / 0,998

m — масса раствора, кг; x — концентрация в долях единицы; a — рост плотности раствора с концентрацией: 0,08 для пропиленгликоля и 0,13 для этиленгликоля; V_г и V_в — объём гликоля и воды, л; ρ_г — плотность гликоля: 1,036 кг/л для пропиленгликоля и 1,113 кг/л для этиленгликоля; 0,998 — плотность воды, кг/л.

Пример расчёта

Чиллер охлаждает пропиленгликоль до −6 °C, весь контур в помещении, объём системы 500 л.

1. Раствор должен замерзать не выше −6 − 10 = −16 °C.
2. Концентрация: между 30 % (−13 °C) и 35 % (−17 °C): 30 + (16 − 13) / (17 − 13) × 5 = 33,75 %, вверх до целого — 34 %.
3. Раствор 34 % замерзает при −13 − (34 − 30) / 5 × 4 = −16,2 °C.
4. Масса раствора: 500 × (1 + 0,08 × 0,34) = 513,6 кг.
5. Гликоль: 513,6 × 0,34 / 1,036 = 168,6 л, с округлением вверх 169 л. Вода: 513,6 × 0,66 / 0,998 = 339,7 л, округлённо 340 л.

Если тот же чиллер стоит на улице и зимой бывает −28 °C, раствор должен замерзать не выше −33 °C: пропиленгликоля нужно 50 %, этиленгликоля 49 %.

Какой гликоль выбрать

Пропиленгликоль малотоксичен, поэтому его берут для пищевых производств, пивоварен, молочных ферм и купелей. Этиленгликоль ядовит, но при той же концентрации замерзает ниже и чуть лучше переносит тепло; его применяют там, где раствор не может попасть в продукт.

Раствор переносит меньше тепла, чем вода: на 5–12 % в зависимости от концентрации. Холодопроизводительность и расход для гликоля пересчитывают в расчёте мощности по расходу, а бак — в расчёте объёма бака.

Типовые ошибки

• Заливают 50 % «на всякий случай». Чем крепче раствор, тем он вязче и тем хуже переносит тепло. Насос не даёт расчётного расхода, а чиллер — расчётной холодопроизводительности.
• Подпитывают контур водой. Каждая доливка воды разбавляет раствор, и он начинает замерзать выше расчётной температуры. Концентрацию проверяют рефрактометром хотя бы раз в сезон.
• Путают проценты по массе и по объёму. Производители пишут то так, то так, и 30 % по объёму — это не 30 % по массе. Таблицу и раствор сверяют по одному способу счёта.
• Заливают автомобильный антифриз. Его присадки рассчитаны на двигатель и оседают в пластинчатом теплообменнике. Для чиллеров берут теплоносители для систем охлаждения и вентиляции.