Ecologically safe antifreeze "Ecosol"

Abstract

At the dawn of this century in 2000 work on creation of a new coolant-antifreeze with a range of working temperatures -65 ... +106 °С, called "Ecosol" was completed. It was created as an alternative to coolants based on aqueous solutions of ethylene and propylene glycol, the first of which is extremely toxic, and the second can not operate at temperatures below -30 ° C, as well as widely used but corrosive solutions of calcium and sodium chlorides.

Full Text

Впервые антифриз был создан на основе моноэтиленгликоля немецкой фирмой BASF в 1929 г. Он получил название «Glysantin», которое сохранилось до сих пор. Массовое производство и использование антифризов в США и Европе началось в 1930-х годах XX в.

За прошедшие с тех пор 70 с лишним лет многое изменилось. Условия, в которых должны работать антифризы, стали жестче, оборудование - технологичнее, а антифризы используются все те же. Это, безусловно, не означает, что в данном направлении не ведутся научно-исследовательские работы, но факт остается фактом: идеальный теплоноситель пока не создан.

Как известно, антифризы должны отвечать следующим требованиям: иметь низкую температуру замерзания, высокие температуры кипения и воспламенения, коэффициенты теплоемкости и теплопроводности, малую вязкость при низких температурах, низкое давление пара и желательно слабую вспениваемость. Кроме того, антифризы должны обладать хорошими антикоррозионными свойствами и не разъедать материалы шлангов и прокладок. Особо хотелось бы отметить, что в последнее время все большее внимание уделяется экологическим свойствам применяемых в технике материалов, в частности антифризов.

Почти всеми вышеперечисленными характеристиками обладает вода. У нее наилучшие теплофизические свойства, она абсолютно безвредна, а ее коррозионное воздействие на металлы можно подавить добавлением ингибиторов коррозии. Но вода не может использоваться в системах, функционирующих при отрицательных температурах. В качестве антифризов применяют водные растворы некоторых неорганических и органических веществ, обладающих низкими температурами замерзания. Однако любые вещества, добавляемые к воде, ухудшают теплоемкость и теплопроводность, а зачастую делают токсичными получаемые растворы. Таким образом, по совокупности свойств любой антифриз на водной основе представляет собой некий компромисс.

Создатели «Экосола» решили использовать в качестве основы для нового продукта этилкарбитол, ранее не применявшийся для антифризов, но подходящий для этого по свойствам. Традиционно этилкарбитол служит для получения эфиров, тормозных и специальных гидравлических жидкостей, используется в качестве растворителя, бактерицидного вещества, как компонент в парфюмерной промышленности и т.д.

При создании антифриза был специально разработан пакет присадок, подавляющих коррозию металлов, из которых изготовляется теплообменная аппаратура. В этом направлении был накоплен колоссальный опыт, что позволило «Экосолу» с успехом пройти испытания на соответствие требованиям ГОСТа, разработанного для автотранспорта.

На «Экосол», прошедший тщательные испытания, были получены необходимые сертификаты, в том числе документ, подтверждающий его взрывобезопасность и малогорючесть.

На сегодняшний день произведено и успешно используется несколько сот тонн «Экосола» с рабочими температурами от -20 до -65 °С. «Экосол» применяется в качестве промежуточного хладо- и теплоносителя в пищевой промышленности и системах кондиционирования воздуха, а также в системах автономного теплоснабжения коттеджей.

Выпускается несколько видов «Экосола», различающихся температурой начала кристаллизации и имеющих различную концентрацию основного компонента и, следовательно, физико-химические свойства. Это «Экосол 20», «Экосол 40» и «Экосол 65».

Сравнение свойств «Экосола 40» и традиционных теплоносителей дано в таблице (следует сопоставлять жидкости, имеющие одинаковые нижние границы рабочих температур).

Таблица. Сравнение теплофизических свойств антифризов

Антифриз	Плотность, кг/м3	Температура замерзания, °С	Теплоемкость, кДж/(кг·К) (20 °С)	Теплопроводность, Вт/(м·К) (20 °С)	Вязкость. (Па-с)-103 (-20°С)
Экосол-40	1046	-40	3,70	0,43	44780
Этиленгликоль	1082	-40	3,26	0,402	25000
Пропилен- гликоль	1036	-20	3,77	0,429	45000
Хлористый кальций	1240	-31,2	2,805	0,56	13830

Об «Экосоле» напечатано немало статей, о нем ведутся дискуссии на конференциях. Интерес к новому антифризу проявляют как российские, так и зарубежные компании. Так, французский концерн Valeo провел предварительные испытания «Экосола» и намерен продолжать исследования. Заинтересовались «Экосолом» и некоторые скандинавские компании.