Ochrana chladičov pri nízkych teplotách okolia

Rovnako ako potrebujeme ochranu pred chladným počasím a účinkami, ktoré môže mať na nás, naše domovy, naše autá atď., musíme chrániť naše chladiče. Môže to byť veľmi nákladné, ak sa potrubie rozdelí kvôli nedostatočnej ochrane proti mrazu. Ak sa to vopred náležite nerieši, akonáhle teploty klesnú pod nulu, môžeme sa rýchlo dostať do situácie, ktorá je neodhaliteľná.

V tomto príspevku sa zameriavame najmä na použitie chemikálií na ochranu chladiacich systémov pred zamrznutím, ale treba spomenúť, že stopové vykurovanie je tiež prostriedkom na ochranu potrubí pred zamrznutím.

Pri zvažovaní chemickej ochrany môže človek inštinktívne myslieť na bežnú voľnopredajnú nemrznúcu zmes, ktorá sa dá použiť v autách, a mali by pravdu. Bežne používaná nemrznúca zmes pre automobily však nie je navrhnutá ani formulovaná pre typy zložitých systémov so zmiešanými kovmi, ktoré nájdeme v priemyselných aplikáciách.

Okrem toho takéto výrobky obsahujú prísady, ako je kremičitan, ktoré sú nekompatibilné s chladiacimi systémami. Kremičitany skutočne ľahko pokrývajú kovové povrchy a tým znižujú účinnosť prenosu tepla (zvyčajne + o približne 10 %), čo zvyšuje celkové náklady na energiu.

Kremičitan môže v správnom prostredí tiež vytvárať polyméry, čím sa tekutina mení na gél, čo opäť zvyšuje ekonomické náklady a možné znečistenie. Posledným varovaním pred nepoužívaním takýchto výrobkov je abrazívna povaha kremičitanov, ktoré môžu nakoniec napadnúť tesnenia čerpadla.

Čomu by sme sa mali vyhnúť, z akých produktov si môžeme vybrať a v akých koncentráciách?

Vo všeobecnosti existujú dva komerčne dostupné produkty určené na použitie na ochranu priemyselných uzavretých vodných systémov pred zamrznutím.

Obe sú formulácie, ktoré obsahujú glykol:

1. Monoetylénglykol (bežne označovaný ako MEG) je najobľúbenejší. MEG sa považuje za bežne používanú nemrznúcu zmes pre priemyselné aplikácie, kde nie sú žiadne špeciálne požiadavky alebo potreba chemikálie s nízkou toxicitou. Hlavnou výhodou je, že vďaka svojej konzistencii má najlepší profil prenosu tepla a tým pomáha znižovať priebežné náklady na energiu.
2. Monopropylénglykol (bežne označovaný ako MPG). MPG nemusí mať úroveň účinnosti prenosu tepla ako monoetylénglykol, ale považuje sa za vhodný na použitie v potravinárskych továrňach/farmaceutických výrobcoch, pretože je uznávaný ako chemický výrobok „potravinárskej kvality“. Keďže MPG je menej účinný ako MEG, často si vyžaduje „korekciu“, aby sa zohľadnil tento rozdiel, ktorý ovplyvňuje chladiaci výkon. Zvyčajne sa to rieši znížením nastavení chladiča a tým zvýšením pracovného zaťaženia zariadenia, a tým aj zvýšením nákladov na energiu.

Vyššie uvedené typy glykolu sa odporúčajú ako súčasť akéhokoľvek procesu uvedenia do prevádzky a/alebo príslušným výrobcom chladiča. Koncentrácia glykolu bude určená požadovanou úrovňou ochrany bodu tuhnutia. Typické úrovne ochrany pre uzavreté systémy v Spojenom kráľovstve vyžadujú minimálne úrovne koncentrácie glykolu 25 % obj., čo by poskytlo priemernú ochranu proti zamrznutiu -12 °C. Grafy na obr. 1 vyjadrujú koreláciu koncentrácie a ochrany bodu tuhnutia pre MEG aj MPG.

Dodatočná úvaha o dosiahnutí minimálnej koncentrácie 25 % sa priamo týka potlačenia baktérií. Glykoly sú na báze uhlíka, čo znamená, že ako zdroj potravy sú náchylné na napadnutie baktériami. Avšak pri hladinách 25% a viac takáto koncentrácia vytvára takzvaný biostatický stav a ako taká inhibuje množenie mikroorganizmov spojených s rozkladom glykolu (obr. 2).

Ak by k takémuto zlyhaniu došlo v dôsledku ich prítomnosti a rastu vo vodnom systéme, nielenže by sme stratili správnu úroveň ochrany proti zamrznutiu, ale táto bakteriologická aktivita bude mať za následok aj zníženie hladiny pH systému, čo povedie k zvýšenej korózii. Tento prejav je spôsobený mikrobiologickými vedľajšími produktmi, ktoré vznikajú v reťazci premeny potravín na energiu.

Na druhej strane „predávkovanie“ glykolom so sebou prináša svoje vlastné výzvy. Príliš veľa glykolu spôsobí pokles úrovne účinnosti v dôsledku zvýšenia výkonu potrebného na cirkuláciu kvapaliny obsiahnutej v systéme, ako aj zníženia výkonu prenosu tepla, čo opäť prispieva k zvýšeniu celkových prevádzkových nákladov.

Na aké ďalšie úvahy by sme mali myslieť pri používaní chemickej nemrznúcej zmesi?

Ak sa vrátime k základným princípom, možno sa budeme musieť vyhnúť používaniu vody z priameho zdroja. Je to spôsobené rôznou kvalitou, ktorú vidíme v celom Spojenom kráľovstve, čo zahŕňa koncentráciu usadenín a prísad, ktoré môžu za správnych podmienok poškodiť chladené potrubie.

Aby sme pomohli bojovať proti určitým problémom s kvalitou, možno budeme musieť zvážiť filtrovanie a pridanie neoxidujúceho biocídu do nášho vodného zdroja. Okrem predbežnej úpravy použitej vody budeme musieť pridať vhodné ďalšie chemikálie, ktoré pomôžu chrániť chladiče a ich multikovové komponenty. Tieto typy chemikálií sa zvyčajne označujú ako inhibítory. Voda aj glykol majú vlastnosti, ktoré bez pridania chemických inhibítorov môžu podporovať koróziu a v závislosti od oblasti krajiny aj vodný kameň potrubia, ak je použitá voda „tvrdá voda“*.

Všetky tieto vlastnosti môžu časom prispieť k vážnym problémom. Inhibítory sa starostlivo vyberajú v závislosti od kovov použitých v systéme. Stávajú sa dôležitou súčasťou efektívnej prevádzky chladiča, čo tiež pomôže predĺžiť životný cyklus systému. Takéto inhibítory môžu byť zahrnuté do zmesi toho, čo sa označuje ako inhibovaný glykol, čo je bežný prístup v celom Spojenom kráľovstve. Tieto dve chemické zložky sa môžu podľa situácie pridávať aj samostatne, pričom sa podávajú prispôsobené hladiny glykolu aj inhibítora.

Odber vzoriek preventívnej údržby

Po pridaní glykolu a inhibítora (a v prípade potreby neoxidačného biocídu) by sme nemali prehliadať potrebu pravidelného udržiavacieho odberu vzoriek. Po investícii do dosiahnutia optimálnej zmesi glykolu a inhibítora na ochranu nášho systému musíme pozorne sledovať, či zostávajú neporušené a zachovávajú si správne koncentrácie.

Z udržiavacích vzoriek sa tiež dozvedáme, aké stabilné sú podmienky v systéme, či vidíme zvýšenie bakteriálnej aktivity alebo akúkoľvek aktívnu koróziu, zníženie pH atď.

Tento režim odberu vzoriek údržby je kľúčom k tomu, aby sa predišlo nákladným poruchám systému a aby sa celý systém čo najviac energeticky účinil.

V rámci našich plánovaných zmlúv o preventívnej údržbe teraz ICS Cool Energy štandardne vykonáva odber vzoriek vody a nezávislú laboratórnu analýzu. Odoberieme vzorku, odošleme ju do nezávislého laboratória a poskytneme vám ľahko čitateľnú správu s uvedením prípadných nedostatkov, ktoré nespĺňajú odporúčané parametre.

K dispozícii sú tiež jasné rady na údržbu vášho zariadenia alebo vykonanie opravy, ktoré robíme vo vlastnej réžii, či už ide o glykol, inhibítor, biocíd alebo úplné prepláchnutie.