Ethylenglykol a propylenglykol: podobnosti a rozdíly ve složení – SVA Company

Propylenglykol a etylenglykol jsou organické sloučeniny ze skupiny dvojsytných alkoholů, široce používané jako nemrznoucí směs v topných systémech. Od vody a jiných chladicích kapalin se liší vyšším bodem varu a nižším bodem tuhnutí, což pomáhá předcházet tvorbě páry a ledu v topném okruhu při přehřátí nebo zamrznutí. Podívejme se, jaké další vlastnosti jsou ethylenglykolu a propylenglykolu vlastní a jak se od sebe liší.

Srovnávací charakteristiky propylenglykolu a ethylenglykolu

Pro vizuální srovnání charakteristik obou látek budou uvedeny ve formě souhrnné tabulky:

Vlastnosti chladicích kapalin na bázi etylenglykolu

Ethylenglykol se používá v topných systémech ve formě vodných roztoků. V prodeji jsou hotové chladicí kapaliny požadované koncentrace a koncentrované roztoky, které je nutné ředit vodou. Kromě rozpouštědla a nemrznoucí směsi se také přidávají přísady, které mění teplotu varu a krystalizace, snižují korozivní účinek na prvky topného okruhu a dodávají směsím barvu, pro usnadnění hledání netěsností v topném systému. Roztoky ethylenglykolu se používají jako chladicí kapaliny a nemrznoucí směsi v následujících oblastech:

• v uzavřených topných systémech soukromých obytných budov, některých průmyslových budov, administrativních budov, veřejných institucí;
• v chladicích systémech výkonných počítačů a dalších elektronických zařízení;
• jako součást automobilové nemrznoucí směsi a brzdové kapaliny.

Hlavními výhodami vodných roztoků ethylenglykolu jsou jejich vysoké termofyzikální vlastnosti:

• vysoký bod varu zabraňuje varu nemrznoucí směsi při přehřátí topného systému;
• díky nízkému koeficientu roztažnosti a amorfní povaze tuhnutí směsi ethylenglykolu při zmrazení neničí topný systém a zachovává jeho těsnost;
• relativně vysoká tekutost a tepelná vodivost etylenglykolu přispívá k rychlejší a účinnější distribuci tepla v topném systému;
• relativně nízké náklady (více než voda, ale méně než propylenglykol);
• nízká viskozita podporuje lepší distribuci tepla a také snižuje zatížení prvků čerpacího zařízení;
• roztoky etylenglykolu prakticky netvoří pevné usazeniny solí v potrubí topného systému, což prodlužuje jeho životnost;
• bod tuhnutí 50–70 procent chladicích kapalin na bázi etylenglykolu se pohybuje od -35 °C do -65 °C, což umožňuje jejich použití v oblastech s extrémně nízkými teplotami;
• Díky použití dalších přísad, které snižují korozivnost etylenglykolu, roztoky této látky neničí těsnící prvky topného systému.

Roztoky voda-ethylenglykol mají také nevýhody, které omezují jejich použití:

• vysoká toxicita (třetí třída nebezpečnosti), způsobující těžkou otravu při požití na kůži a sliznicích;
• nebezpečí pro životní prostředí, kvůli kterému únik chladicí kapaliny vede k otravě půd a vodních útvarů;
• výrazné zvýšení viskozity s klesající teplotou, způsobující zvýšené zatížení a rychlé opotřebení čerpacího zařízení;
• při úplném vyvaření vody z nemrznoucí směsi a následném ochlazení vysoce koncentrovaný etylenglykol zamrzne při teplotě pouze -13 °C, což může vést k nouzové situaci;
• roztoky etylenglykolu bez přísad mají korozivní účinek na kovové a pryžové prvky topného systému, což způsobuje úniky chladicí kapaliny.

Vzhledem k těmto nevýhodám se chladicí kapaliny na bázi etylenglykolu doporučují používat pouze v uzavřených topných systémech vybavených expanzní nádobou. Jejich použití, za stálého sledování, je povoleno ve výrobních podnicích, skladech a v omezené míře i v obytných budovách. Ethylenglykol se nepoužívá v zařízeních se zvýšenými požadavky na bezpečnost, zejména:

• v podnicích potravinářského a farmaceutického průmyslu;
• v bytových domech;
• ve dvouokruhových topných systémech (aby se zabránilo smíchání etylenglykolu a netechnické vody).

Vlastnosti chladicích kapalin na bázi propylenglykolu

Stejně jako etylenglykol se i tato nemrznoucí směs používá ve formě vodných roztoků různých koncentrací s přídavkem aditiv. Propylenglykol má následující výhody:

• bezpečnost pro lidské zdraví a životní prostředí, díky čemuž lze propylenglykolová chladiva používat bez omezení v potravinářském a farmaceutickém průmyslu, ve veřejných budovách a obytných budovách;
• větší tepelná vodivost a tepelná kapacita ve srovnání s vodou, což zajišťuje rychlejší a efektivnější distribuci tepla v celém topném systému;
• nízký bod tuhnutí (-60 °C) i při úplném odpaření vody z roztoku, díky čemuž nedochází k poškození topného okruhu při extrémně nízkých teplotách;
• schopnost díky větší viskozitě zabránit výskytu vodního rázu, který vede ke zničení potrubí;
• malý koeficient tepelné roztažnosti, stejně jako postupné zahušťování roztoku, zabraňující prasknutí trubek topného systému;
• nepřítomnost korozivního účinku na kovové a pryžové prvky topného okruhu, což prodlužuje jeho životnost a snižuje pravděpodobnost netěsností;
• nepřítomnost vodního kamene a schopnost čistit vnitřní povrch potrubí od nerozpustných usazenin;
• nižší hustota ve srovnání s etylenglykolem, což snižuje náklady na energii pro cirkulaci chladicí kapaliny systémem.

Nevýhody propylenglykolových chladicích kapalin zahrnují:

• vysoká cena, přibližně 40krát vyšší než u nemrznoucích směsí na bázi etylenglykolu;
• nutnost výměny chladicí kapaliny v topném systému jednou za 5 let z důvodu poměrně rychlého poklesu výkonu (u některých řešení je tento problém řešen přísadami);
• zvýšení viskozity s klesající teplotou, což může vést k nadměrnému zatížení čerpacího zařízení a snížení účinnosti přenosu tepla.

Propylenglykol nebo etylenglykol: co si vybrat

Výběr mezi těmito nemrznoucími směsmi, stejně jako stupeň jejich koncentrace v roztoku, je určen řadou faktorů.

• Návrh topného systému. Ethylenglykol lze používat pouze v uzavřených okruzích s expanzní nádobou a za stálého sledování jejich stavu. Propylenglykol se používá bez omezení – i když chladicí kapalina uniká ze systému, nezpůsobí žádnou újmu na lidském zdraví ani životním prostředí.
• Účel vytápěného objektu. Ethylenglykol lze použít v budovách a konstrukcích, kde nejsou zvýšené požadavky na bezpečnost a šetrnost k životnímu prostředí. Použití propylenglykolu je povoleno v budovách jakéhokoli účelu bez omezení.
• Klimatické podmínky. Obě nemrznoucí směsi lze použít jako vodné roztoky v oblastech s nízkými teplotami. Vzhledem k pravděpodobnosti varu vody a následnému zmrazení ethylenglykolu při pouhých -13 °C jsou však výhodnější chladicí kapaliny na bázi propylenglykolu.
• Náklady. Propylenglykol je přibližně 2krát dražší než ethylenglykol a je přibližně o 20 % horší než ethylenglykol, pokud jde o termofyzikální vlastnosti. Vyšší cena tohoto chladiva je však kompenzována jeho bezpečností pro člověka a životní prostředí a rozdílnost charakteristik nemá téměř žádný vliv na provozní účinnost topného systému.

Je možné smíchat etylenglykol a propylenglykol?

Vezmeme-li v úvahu výhody a nevýhody těchto nemrznoucích směsí, může vyvstat otázka získání relativně bezpečné, ale zároveň levné a účinné chladicí kapaliny jejich smícháním. To se však nedoporučuje z následujících důvodů:

• směs ethylenglykolu a propylenglykolu má horší termofyzikální vlastnosti ve srovnání s každou z nemrznoucích směsí;
• toxicita směsi vůči ethylenglykolu se mírně sníží, stále bude představovat nebezpečí pro životní prostředí a člověka;
• Při míchání hotových roztoků mohou některé přísady vzájemně reagovat a způsobit sedimentaci nebo zvýšené korozivní účinky na prvky topného okruhu.

Před výběrem a použitím chladicích kapalin na bázi dvojsytných alkoholů se doporučuje konzultovat bezpečnost a účinnost obou možností s našimi specialisty. Vyberou optimální typ a koncentraci roztoku na základě vlastností vašeho topného systému a jeho účelu.

Propylenglykol a etylenglykol jsou organické sloučeniny ze skupiny dvojsytných alkoholů, široce používané jako teplo/chladivo v topných a klimatizačních systémech. Od vody a jiných chladicích kapalin se liší vyšším bodem varu a nižší teplotou krystalizace, což pomáhá předcházet tvorbě páry a ledu v topném okruhu při přehřátí nebo zamrznutí.

Etylenglykol i propylenglykol jsou alkoholové sloučeniny, které mají dvě skupiny -OH na molekulu. Ethylenglykol má dva atomy uhlíku a propylenglykol má tři atomy uhlíku na molekulu. Tyto organické sloučeniny mají důležité použití v závislosti na chemické struktuře sloučeniny.

Spotřebitelé mají určité požadavky na řešení voda-glykol pro každý jednotlivý systém a chtějí získat požadované technické parametry pro dlouhodobé fungování mechanismů a systémů.

Srovnávací charakteristiky kompozic

Pro vizuální srovnání charakteristik obou látek budou uvedeny ve formě souhrnné tabulky:

Hlavní rozdíly mezi propylenglykolem a ethylenglykolem jsou úroveň toxicity a termofyzikální vlastnosti. Propylenglykol má nízkou toxicitu, ethylenglykol je toxický a měl by být používán s opatrností. Ethylenglykol má lepší účinnost přenosu tepla díky své nižší viskozitě, ale pro přenos stejného množství energie musí být zajištěn větší průtok tekutiny, protože propylenglykol má vyšší měrnou tepelnou kapacitu.

Použití ethylenglykolu místo propylenglykolu má řadu výhod, snižuje bod tuhnutí a zlepšuje vlastnosti přenosu tepla. Z těchto důvodů jsou etylenglykolové kapaliny široce používány v topných nebo chladicích systémech s uzavřenou smyčkou, kde je riziko expozice člověka minimální.

Oba glykoly mají vlastnosti, které jim neumožňují rozlišit vnějšími znaky:

• transparentní;
• mastný;
• sladká dochuť;
• žádný nepříjemný zápach.

Jaký je přesně rozdíl mezi propylenglykolem a etylenglykolem, je možné zjistit provedením chemického rozboru v laboratoři.

Aditiva chladicí kapaliny se používají ke zlepšení výkonnostních vlastností konečného produktu. Pro etylenglykol a propylenglykol se používají různé typy přísad, které vyhovují různým požadavkům a provozním podmínkám.

Vlastnosti základů

Chladiva na bázi etylenglykolu se používají v topných systémech ve formě vodných roztoků. Společnost SVA provádí velkoobchodní prodej chladicích kapalin požadované koncentrace a koncentrovaných roztoků, které je nutné ředit vodou. Kromě rozpouštědla a etylenglykolu se přidávají také přísady, které mění bod varu a bod krystalizace, snižují korozivní účinek na prvky topného okruhu a dodávají směsím barvu, pro usnadnění hledání netěsností v topném systému. Roztoky ethylenglykolu se používají jako chladicí kapaliny a nemrznoucí směsi v následujících oblastech:

• v uzavřených topných systémech soukromých obytných budov, některých průmyslových budov, administrativních budov, veřejných institucí;
• v chladicích systémech výkonných počítačů a dalších elektronických zařízení;
• jako součást automobilové nemrznoucí směsi a brzdové kapaliny.

Důležitými výhodami etylenglykolových chladicích kapalin jsou jejich vysoké termofyzikální vlastnosti:

• vysoký bod varu zabraňuje varu produktu, pokud se systém přehřeje;
• nízký koeficient roztažnosti neumožňuje vytvrzení chladicí kapaliny při nízkých teplotách, čímž neničí systém a udržuje jeho těsnost;
• vysoká tepelná vodivost a dobrá tekutost umožňují rychlou distribuci tepla v celém systému;
• ne vysoké náklady;
• roztoky etylenglykolu prakticky netvoří pevné usazeniny solí v potrubí topného systému, což prodlužuje jeho životnost;
• teplota, při které chladicí kapalina na bázi etylenglykolu začíná krystalizovat, se pohybuje od -35 °C do -70 °C, což umožňuje jejich použití v oblastech s extrémně nízkými klimatickými teplotami;
• přísady ve složení, které snižují korozivní aktivitu ethylenglykolu, nezničí těsnění systému.

Roztoky voda-ethylenglykol mají také nevýhody, které omezují jejich použití:

• vysoká toxicita (třetí třída nebezpečnosti), způsobující těžkou otravu při požití na kůži a sliznicích;
• v důsledku úniku chladicí kapaliny existuje nebezpečí pro životní prostředí;
• při snižování teploty se zvyšuje viskozita, což vede ke zvýšení zatížení čerpacího zařízení;
• etylenglykolové roztoky bez přísad aditiv jsou velmi korozivní pro kovové a pryžové prvky systému.

Za stálého sledování je používání etylenglykolu povoleno ve výrobních podnicích, skladech a v omezené míře v obytných budovách. Ethylenglykol se nepoužívá v zařízeních se zvýšenými požadavky na bezpečnost, zejména:

• v podnicích potravinářského a farmaceutického průmyslu;
• v bytových domech;
• ve dvouokruhových topných systémech (aby se zabránilo smíchání etylenglykolu a netechnické vody).

Po uplynutí záruční doby nebo po dosažení užitečných výkonnostních vlastností je etylenglykol recyklován, což může provádět také SVA, která má licenci na sběr, práci, přepravu, skladování, likvidaci a zneškodňování odpadů třídy nebezpečnosti I- IV.

Chladiva na bázi propylenglykolu se používají ve formě vodných roztoků různých koncentrací s přídavkem aditiv. Chladicí kapaliny na bázi propylenglykolu mají následující výhody:

• bezpečné pro lidské zdraví a životní prostředí, proto se bez omezení používají v potravinářských a farmaceutických podnicích, ve veřejných budovách a obytných budovách;
• dobrá tepelná vodivost a vysoká tepelná kapacita;
• nízká teplota začátku krystalizace (-70 °C) i při úplném odpaření vody z roztoku, takže při extrémně nízkých teplotách nedojde k poškození topného okruhu;
• schopnost díky větší viskozitě zabránit výskytu vodního rázu, který vede ke zničení potrubí;
• nepřítomnost korozivních účinků na kovové a pryžové prvky topného okruhu;
• nepřítomnost vodního kamene a schopnost čistit vnitřní povrch potrubí od nerozpustných usazenin;
• nižší hustota ve srovnání s etylenglykolem, což snižuje náklady na energii pro cirkulaci chladicí kapaliny systémem.

Nevýhody propylenglykolových chladicích kapalin zahrnují:

• vysoká cena, přibližně 40krát vyšší než u nemrznoucích směsí na bázi etylenglykolu;
• nutnost výměny chladicí kapaliny v topném systému jednou za 5 let z důvodu poměrně rychlého poklesu výkonu (u některých řešení je tento problém řešen přísadami);
• zvýšení viskozity s klesající teplotou, což může vést k nadměrnému zatížení čerpacího zařízení a snížení účinnosti přenosu tepla.

Propylenglykol jako látka ve své čisté formě není toxický a splňuje všechny bezpečnostní požadavky. Ale ve složení chladicí kapaliny, kde jsou kromě ní různá aditiva, může v malé míře ztratit své ekologické vlastnosti, a proto musí být likvidace propylenglykolu provedena správně.

Mohu míchat?

Látky jednotlivě mají dobré vlastnosti. Chemické složení kapalin má podobné složky. Míchání těchto nemrznoucích směsí se nedoporučuje. Když se komponenty spojí, kvalita kapaliny se zhorší. Přítomnost ethylenglykolu v propylenglykolu činí nemrznoucí směs toxickou. V důsledku vzájemného ovlivňování vlastností kapalin se zhorší jejich kvalita. Každá nemrznoucí směs obsahuje přísady, které zlepšují její účinnost. Při smíchání se navzájem negativně ovlivňují. Velmi často jsou přísady jednoduše vzájemně nekompatibilní.

Závěry:

Ethylenglykol a propylenglykol jsou široce používány jako kapaliny pro přenos tepla. Každý má své specifické jedinečné vlastnosti, které mohou být pro kupující zajímavé a jsou vhodné pro různé typy výroby. V závislosti na vlastnostech se podmínky použití kompozic pro různé účely liší. Chladicí kapaliny si můžete objednat od výrobce kontaktováním manažerů společnosti SVA a získat potřebné objasnění otázek, které vás zajímají.