Ochrana chladicích jednotek při nízkých okolních teplotách

I když potřebujeme ochranu před chladným počasím a dopady, které může mít na nás, naše domovy, naše auta atd., musíme chránit naše chladicí jednotky. Může být velmi nákladné, pokud se potrubí rozdělí kvůli nedostatečné ochraně proti mrazu. Pokud se to předem vhodně nevyřeší, jakmile teploty klesnou pod nulu, můžeme se rychle dostat do situace, která je nezobrazitelná.

V tomto příspěvku se zaměřujeme především na použití chemikálií k ochraně chladicích systémů před zamrznutím, ale je třeba zmínit, že ohřev pásového vzduchu je také prostředkem ochrany potrubí před zamrznutím.

Když uvažujeme o chemické ochraně, můžeme instinktivně myslet na běžnou volně prodejnou nemrznoucí směs, kterou lze použít v automobilech, a měli by pravdu. Běžně používaná automobilová nemrznoucí směs však není navržena ani formulována pro typy složitých systémů smíšených kovů, které najdeme v průmyslových aplikacích.

Kromě toho tyto produkty obsahují přísady, jako je křemičitany, které jsou nekompatibilní s chladicími systémy. Křemičitany totiž snadno pokrývají kovové povrchy a tím snižují účinnost přenosu tepla (typicky + přibližně o 10 %), což zvyšuje celkové náklady na energii.

Silikát může ve správném prostředí také tvořit polymery, které mění tekutinu na gel, což opět zvyšuje ekonomické náklady a možné znečištění. Posledním varováním, abyste takové produkty nepoužívali, je abrazivní povaha křemičitanů, které mohou nakonec napadnout těsnění čerpadel.

Čeho bychom se měli vyvarovat, z jakých produktů si můžeme vybírat a v jakých koncentracích?

Obecně existují dva komerčně dostupné produkty určené k ochraně průmyslových uzavřených vodních systémů před zamrznutím.

Oba jsou přípravky, které obsahují glykol:

1. Mono-ethylenglykol (běžně označovaný jako MEG) je nejoblíbenější. MEG je považován za běžně používanou nemrznoucí směs pro průmyslové aplikace, kde neexistují žádné zvláštní požadavky nebo potřeba chemikálie s nízkou toxicitou. Hlavní výhodou je, že díky své konzistenci má nejlepší rychlost profilu přenosu tepla a tím pomáhá snižovat průběžné náklady na energii.
2. Monopropylenglykol (běžně označovaný jako MPG). MPG nemusí mít takovou úroveň účinnosti přenosu tepla jako MEG, ale je považováno za vhodné pro použití v potravinářských továrnách/farmaceutických výrobcích, protože je uznáváno jako chemický produkt „potravinářské kvality“. Vzhledem k tomu, že MPG je méně účinný než MEG, často vyžaduje „korekci“, aby se zohlednil tento rozdíl, který ovlivňuje chladicí kapacitu. To je obvykle řešeno snížením nastavení chladicí jednotky a s tím zvyšující se pracovní zátěží zařízení a tím nakonec zvýšením nákladů na energii.

Výše uvedené typy glykolu jsou doporučovány jako součást jakéhokoli procesu uvádění do provozu a/nebo příslušným výrobcem chladiče. Koncentrace glykolu bude určena požadovanou úrovní ochrany proti bodu mrazu. Typické úrovně ochrany pro uzavřené systémy ve Velké Británii vyžadují minimální úrovně koncentrace glykolu 25 % v/v, což by poskytlo průměrnou ochranu proti zamrznutí -12 °C. Grafy na obr. 1 vyjadřují korelaci mezi koncentrací a ochranou proti bodu tuhnutí pro MEG i MPG.

Další úvaha o dosažení minimální koncentrace 25 % se přímo týká potlačení bakterií. Glykoly jsou na bázi uhlíku, což znamená, že jako zdroj potravy jsou náchylné k napadení bakteriemi. Při úrovních 25 % a vyšších však taková koncentrace vytváří to, co je známé jako biostatický stav, a jako taková inhibuje množení mikroorganismů spojených s rozkladem glykolu (obr. 2).

Pokud by k takovému rozpadu došlo v důsledku jejich přítomnosti a růstu ve vodním systému, nejenže ztratíme správnou úroveň nemrznoucí ochrany, ale tato bakteriologická aktivita bude mít také za následek snížení hladin pH systému, což povede ke zvýšené korozi. Tento projev je způsoben mikrobiologickými vedlejšími produkty, které vznikají v řetězci přeměny potravy na energii.

Na druhou stranu „předávkování“ glykolem s sebou přináší své vlastní problémy. Příliš mnoho glykolu způsobí pokles úrovně účinnosti v důsledku zvýšení výkonu potřebného k cirkulaci kapaliny obsažené v systému a také snížení výkonu přenosu tepla, což opět přispěje ke zvýšení celkových provozních nákladů.

Na jaké další úvahy bychom měli myslet při použití chemické nemrznoucí směsi?

Pokud se vrátíme k základním principům, možná se budeme muset vyhnout používání vody přímo přiváděné z vodovodu. Je to dáno rozdílnou kvalitou, kterou vidíme ve Velké Británii, která zahrnuje koncentraci usazenin a přísad, které za správných podmínek mohou poškodit chlazené potrubí.

Abychom pomohli bojovat proti určitým problémům s kvalitou, možná budeme muset zvážit filtrování a přidání neoxidačního biocidu do našeho vodního zdroje. Kromě předúpravy používané vody budeme muset přidat vhodné další chemikálie, které pomohou chránit chladicí jednotky a jejich multikovové součásti. Tyto typy chemikálií se obvykle označují jako inhibitory. Voda i glykol mají vlastnosti, které bez přidání chemických inhibitorů mohou podporovat korozi a v závislosti na oblasti země usazování vodního kamene v potrubí, pokud je použitá voda „tvrdá voda“*.

Všechny tyto vlastnosti mohou časem přispět k vážným problémům. Inhibitory jsou pečlivě vybírány v závislosti na kovech použitých v systému. Stávají se životně důležitou součástí efektivního provozu chladicí jednotky, což také pomůže prodloužit životní cyklus systému. Tyto inhibitory mohou být zahrnuty do směsi toho, co se označuje jako inhibovaný glykol, což je běžný přístup pozorovaný ve Velké Británii. Tyto dvě chemické složky lze také přidat samostatně, jak to situace vyžaduje, s podáváním přizpůsobených hladin glykolu i inhibitoru.

Preventivní údržba vzorkování

Jakmile přidáme náš glykol a inhibitor (a v případě potřeby neoxidační biocid), neměli bychom přehlížet potřebu pravidelného udržovacího odběru vzorků. Jakmile dojde k investici k dosažení optimální směsi glykolu a inhibitoru pro ochranu našeho systému, musíme pečlivě sledovat, zda zůstávají neporušené a zachovávají si správné koncentrace.

Z údržbového vzorkování se také dozvídáme, jak stabilní jsou podmínky v systému, zda dochází ke zvýšení bakteriální aktivity, nebo k jakékoli aktivní korozi, poklesu pH atd.

Tento režim vzorkování údržby je klíčem k tomu, aby se zabránilo nákladným poruchám systému a aby byl celý systém co nejvíce energeticky účinný.

V rámci našich plánovaných smluv o preventivní údržbě nyní ICS Cool Energy standardně provádí odběr vzorků vody a nezávislé laboratorní analýzy. Odebereme vzorek, pošleme jej do nezávislé laboratoře a poskytneme vám přehlednou zprávu s uvedením všech vad, které nespadají do doporučených parametrů.

Jsou zde také jasné rady pro údržbu vašeho zařízení nebo provádění oprav, které všechny provádíme doma, ať už jde o glykol, inhibitor, biocid nebo úplné propláchnutí.