Теплоноситель для инженерного оборудования – это газообразное или жидкое вещество, которое отвечает за непрерывное аккумулирование тепловой энергии без риска ухудшения базовых теплофизических характеристик. При выборе подходящего состава следует учитывать три ключевые характеристики – безопасность для окружающей среды и здоровья человека, доступная цена, подвижность. За годы развития промышленности в качестве теплоносителя были перепробованы многие варианты, но наибольшее распространение и популярность получили три органических соединения – этиленгликоль, пропиленгликоль, глицерин.

Из истории появления первого теплоносителя

Вещества с высокими теплофизическими характеристиками и способностью эффективно переносить тепловую энергию понадобились тогда, когда появилась первая отопительная техника. Не рассматривая прообразы древности, скажем, что первым отопительным оборудованием в современном понимании стали специальные печи, оснащенные системой отвода продуктов горения. Появились в обиходе они относительно недавно, чуть больше 500 лет назад. В качестве среды, отвечающей за перенос тепловой энергии, использовался воздух, который был способен быстро и качественно обеспечивать необходимую температуру внутри помещения. В позапрошлом веке с ростом промышленности получили популярность системы парового и водяного отопления, соответственно, в качестве теплоносителя там использовались вода и водяной пар.

Несмотря на свою доступность, высокие теплофизические характеристики, дешевизну и полную безопасность вода так и не прижилась в качестве универсального средства для инженерных систем. Высокая температура кристаллизации не позволяет использовать ее в условиях с высоким риском замерзания. Вторым существенным недостатком, который выявился в процессе эксплуатации, стала высокая коррозионная активность. Содержащиеся в составе воды минералы и неорганические компоненты не только приводят к быстрому разрушению металлических элементов трубопроводов и оборудования, но и содействуют образованию большого количества шлама, отложений и накипи. Как итог, требуется регулярная промывка теплообменников, которая увеличивает расхода на эксплуатацию и обслуживание инженерных сетей.

Применение органических соединений в качестве теплоносителя

С развитием технического прогресса и химической промышленности стало возможным отказаться от использования воды и заменить ее органическими соединениями, которые помимо высоких теплофизических характеристик обладали еще и предельно низкой температурой замерзания. Таким образом перечень промышленных теплоносителей и антифризов пополнили:

• Этиленгликоль. Многоатомный спирт, открытый французским ученым Шарлем Адольфом Вюрцем в 1859 году. Именно этот специалист нашел способ промышленного получения вещества, но в качестве теплоносителя для инженерных систем водно-гликолевый раствор стал использоваться гораздо позже – лишь в 50-ых годах прошлого столетия.
• Глицерин – трехатомный спирт, способ получения которого был запатентован Карлом Вильгельмом Шееле в 1779 году.
• Пропиленгликоль – двухатомный спирт с высокой гигроскопичностью, вязкая и бесцветная жидкость, которая нашла активное применение в качестве антифризов только в 40-ых годах XX века.

Главное преимущество водно-гликолевых растворов в отличие от воды заключалось в способности выдерживать экстремально низкие температуры окружающей среды. Благодаря этому смесь обладала минимальным коэффициентом температурного расширения и не представляла угрозу для трубопроводов инженерных сетей и климатического оборудования. В процессе использования было выявлено, что концентрированный раствор гликоля обладает высокой коррозионной активностью, поэтому крупные производители промышленных теплоносителей были вынуждены параллельно работать над созданием эффективных ингибиторов коррозии.

Что же касается глицерина, то его доля на рынке антифризов невысока. Полностью от его использования не отказались, но ряд физических характеристик сделал невозможным применение такого соединения в промышленных масштабах. Дело в том, что с ростом температуры растет вязкость глицерина, что в разы усиливает нагрузку на циркуляционное оборудование отопительной системы. В результате насосы быстрее выходят из строя, да и нагрев смеси до высоких температур сопровождается распадом глицерина на ряд опасных компонентов.