SILTUMNESĒJS — kustīga, šķidra vai gāzveida vide, kas noder siltuma apmaiņai. Visizplatītākie siltumnesēju veidi klimatiskajās sistēmās ir ūdens un glikolu un spirtu ūdens šķīdumi. Ūdenim piemīt laba siltumietilpība, t.i. spēja uzkrāt pie sakaršanas un atdot pie atdzišanas lielu daudzuma siltuma un tāpēc tas ir īpaši lēts un izplatīts siltumnesējs. Ūdenim ir laba plūstamība, tāpēc tas labi cirkulē sistēmā. Bez tam, ūdens ir vienmēr pa rokai. Bet! Visas šīs labās īpašības nivelējas ar vienu būtisku trūkumu — ūdens sistēmā var sasalt, kā rezultātā tā tiek izvesta no ierindas. Vēl viens trūkums ir ūdens iepriekšējas sagatavošanas nepieciešamība, t.i. ūdens ķīmiskā sastāva izmaiņa pirms izmantošanas (piem., dzelzs, skābekļa, sāļu paaugstinātas koncentrācijas dēļ, u.t.t.). Bez tam, lai kā viņu sagatavotu, tik un tā parādās korozija uz klimatiskās sistēmas metāliskajām daļām.

Pašlaik visplašāk izmanto antifrīzus uz etilēnglikola šķīduma ūdenī bāzes. Uzņēmums „Autohim” izstrādāja oriģinālas receptūras, ražo un piedāvā klientiem siltumnesējus uz etilēnglikola bāzes „Fritherm”, kas garantē zemu sasalšanas temperatūru, sistēmas aizsardzību pret koroziju, katlakmeni un daudzām citām problēmām.

Galvenais etilēnglikola trūkums ir tas, ka tā ir toksiska viela, kuras saskarsme ar ādu vai, vēl sliktāk, nonākšana cilvēka organismā ir ļoti nevēlama. Turklāt, ir kaitīgi arī tā tvaiki. Vidējā nāvīgā etilēnglikola deva (LD50) sastāda 5 miligramus uz 1 kg svara. Tas ir, cilvēkam ar masu 80 kg letāli var kļūt tikai 400 miligrami etilēnglikola! Tāpēc antifrīzu uz etilēnglikola bāzes nedrīkst lietot sistēmās, kas saistītas ar pārtikas produktiem, ūdensapgādi, saules iekārtās, un atvērtās apkures sistēmās kur iespējama siltumnesēja iztvaikošana.

Risinājums ir siltumnesēju uz propilēnglikola bāzes lietošana, kam piemīt praktiski tās pašas īpašības, un tai pašā laikā tas ir absolūti netoksisks un var būt izmantots sistēmās ar paaugstinātām prasībām pēc ekoloģiskas tīrības. Tas ir dārgāks produkts, bet reālas alternatīvas pagaidām nav. Firma „Autohim” izstrādāja oriģinālas receptūras, ražo un piedāvā klientiem siltumnesējus uz propilēnglikola bāzes „Ekofritherm”.

Atbildi uz šo jautājumu jāmeklē siltumsūkņa Instrukcijā. Ražotājs var atcelt garantiju, ja tika izmantots siltumnesējs, kas nav paredzēts Instrukcijā. Ja Ražotājs pieļauj dažādu siltumnesēju lietošanu, tad izvēloties nepieciešams ņemt vērā dažus faktorus:

• 1. Ja siltumnesējs strādās tikai ārējā kontūrā, un tā darba temperatūra nepārsniegs +30°С, tad vēlams izmantot siltumnesēju uz spirta bāzes EKOFROST. Tas ir diezgan lēts, ekoloģiski tīrs siltumnesējs, kam piemīt laba siltumietilpība un plūstamība zemās temperatūrās. Ja darba temperatūra pārsniegs +30°С, tad EKOFROST izmantot nedrīkst spirta maisījumu tvaiku rašanās dēļ.
• 2. Ja siltumnesēju piedāvā izmantot gan ārējā kontūrā, gan sildīšanas sistēmā (saules iekārtās, radiatoros vai „siltajās grīdās”), tad var liet siltumnesēju uz etilēnglikola bāzes „Fritherm” vai arī siltumnesēju uz propilēnglikola bāzes „Ekofritherm”.
• 3. Ja siltumnesēju piedāvā izmantot gan ārējā kontūrā, gan ūdens sildīšanas sistēmā sadzīves vajadzībām (dzeramais ūdens virtuvei vai ūdens vannas istabai) vai arī citiem mērķiem, bet ar paaugstinātām ekoloģiskām prasībām, tad izmanto ekoloģiski drošu siltumnesēju uz propilēnglikola bāzes „Ekofritherm”.

Izskatot šo jautājumu jāņem vērā sekojošais:

• 1. Slēgtā sistēmā ar nebojātu cirkulāciju, kad īslaicīgi paaugstinās siltumnesēja temperatūra saules iekārtas panelī, propilēnglikola (MPG) īpašības nemainās.
• 2. Siltumnesējs – MPG un ūdens maisījums ar vārīšanās temperatūru 120-130˚С, tāpēc, kad šķīdums sasilst līdz vārīšanās temperatūrai no sākuma iztvaiko ūdens. Ja sasilšana turpinās un šķīduma temperatūra paaugstinās tālāk, tad sāk vārīties un iztvaikot MPG (tā vārīšanās temperatūra 180˚С).
• 3. Pazeminoties temperatūrai zemāk par vārīšanās temperatūru, notiek šķīduma kondensācija.
• MPG spēj izturēt īslaicīgu augstas temperatūras iedarbību nemainot savas īpašības, tas nesadalās un neoksidējas (apmēram tāpat kā ūdens pēc iztvaikošanas un sekojošās kondensācijas atjauno visas savas īpašības). Tāpēc pēc tam, kad šķīduma temperatūra atgriežas parastajā darba diapazonā, siltumnesēja īpašības atjaunojas.
• 4. Pie tam, nepieciešams obligāti pārbaudīt siltumnesēja koncentrāciju, par cik kāda tā daļa varēja izgarot caur gaisa vārstu atmosfērā.
• 5. Kad notiek siltumnesēja ilglaicīgs uzkaršanas temperatūras pārsniegums, saules kolektors var piesārņoties ar sabrukšanas produktiem.

Saules kolektora skalošanai uzņēmums „Autohim” piedāvā šķidrumu “SOLAR Clean”.

• 1. Vienīgais objektīvais vējstiklu šķidruma sasalšanas temperatūras mērīšanas paņēmiens ir sasaldēšana ledusskapī un kristalizācijas sākuma temperatūras fiksēšana, t.i. laboratorijas metode.
• 2. Citi veidi un ierīces nedod precīzu rezultātu.

Lieta tāda, ka zināmās mums ierīces (tai skaitā arī dažādi optiskie refraktometri un spirtometri) domātas tikai tīru un viendabīgu spirtu parametru mērīšanai, piemēram, tīra metila spirta vai tīra izopropilspirta mērīšanai.
Nav noslēpums, ka ziemas mazgāšanas līdzekļa vējstikliem izgatavošanai ražotāji izmanto nevis tīru etilspirtu (tas ir akcīzes un dārgs produkts), bet dažādus tehniskos spirtus vai spirtu frakcijas, pietam obligāti denaturētus (sajauktus ar denaturējošām vielām). Ļoti bieži izmanto spirtu maisījumus, piemēram, etilspirta un metilspirta, vai etilspirta un izopropilspirta maisījumu, vai visu šo trīs spirtu maisījumus dažādās attiecībās.

Bez tam, vējstiklu mazgāšanas šķidruma sastāvam obligāti pievieno mazgāšanas līdzekļus (PAV), aromatizatorus, krāsvielas u.t.t. Visas augstāk minētās piedevas būtiski izmaina sākotnējo spirta sastāvu, tā fizikālās un ķīmiskās īpašības, tai skaitā blīvumu un gaismas laušanas koeficientu, uz kura bāzes strādā refraktometrs. Svarīgi atzīmēt, ka nav vienotas standarta receptūras, dažādi ražotāji izstrādā savas vējstiklu mazgāšanas šķidruma oriģinālas receptūras (izmantojot dažādus komponentus un to sakarības).

JAUTĀJUMS: ar kādu ierīci var izmērīt tamlīdzīgu kokteiļu īpašības?

ATBILDE: skat. 1.p

Starp citu, tieši tādēļ, piemēram, refraktometri, kas domāti etilspirta pārbaudei, vienmēr rāda augstāku nekā ir vējstiklu mazgāšanas šķidruma sasalšanas temperatūru.  Dīvaini izskatās mēģinājumi izmērīt spirta maisījuma sasalšanas temperatūru ar refraktometru, kas domāts glikolu sasalšanas temperatūras mērīšanai. Glikolu blīvums ir augstāks par vieninieku, zemākai temperatūrai piemīt ūdens maisījuma augstāks blīvums un refrakcija. Spirtiem viss ir otrādi: zemākai sasalšanas temperatūrai piemīt augstāka spirta koncentrācija, mazāks blīvums un refrakcija.

Ekspluatācijas procesā klimatiskās iekārtas pieprasa pastāvīgu kontroli. Analoģiska situācija ir ar siltumnesējiem, kurus izmanto šajās iekārtās. Siltumnesēji parasti ir galvenā komponenta ūdens šķīdums, kas šķīduma kristalizācijas sākuma temperatūru pazemina zem 0˚С, ar piedevu kompleksu, kas regulē korozijas procesus sistēmā, putošanos, ar piedevām, kas kavē mikroorganismu rašanos, ar stabilizatoriem u.t.t.
Tomēr ekspluatācijas procesā siltumnesēja ķīmiskais sastāvs un īpašības mainās. Šī izmaiņas saistītas ar:

• korozijas produktu, izšķīdināta skābekļa uzkrāšanos siltumnesējā;
• sistēmas dažu komponentu destrukciju un polimerizāciju;
• katlakmens un korozijas kārtu rašanos uz iekārtas sienām, u.t.t.

Tas viss rada siltuma pārneses procesu pasliktināšanos, enerģijas patēriņa paaugstināšanos, iekārtas resursa un drošuma līmeņa pazemināšanos, avārijas riska palielināšanos, u.t.t. Galu galā tas ietekmē produkcijas un pakalpojumu kvalitāti un pašizmaksu.

Pieteikums siltumnesēja analīzes veikšanai( .pdf)

Pieteikums siltumnesēja analīzes veikšanai (.docx)

Nav vienota standarta pārbaužu biežumam attiecībā uz dažāda veida siltumnesējiem un ekspluatācijas apstākļiem.

Literatūras analīze un sistēmu pārbaužu praktiskā pieredze rāda, ka siltumnesēja uz etilēnglikola bāzes fizikāli ķīmisko sastāvu nepieciešams pārbaudīt pēc 2 gadiem pēc pirmās ieliešanas, bet turpmākās pārbaudes — ne retāk kā vienu reizi gadā. Tas ir saistīts ar to, ka etilēnglikolam piemīt augsta korozijas aktivitāte, korozijas inhibitori ekspluatācijas procesā oksidējas un nogulsnējas, kas, savukārt, var izraisīt korozijas sākumu. 

Propilēnglikols ir mazāk korozīvs, siltumnesēji bieži strādā zemās temperatūrās, tāpēc siltumnesējiem uz propilēnglikola bāzes pirmo pārbaudi rekomendē veikt pēc trīs gadiem pēc pirmās ieliešanas. Turpmāk — ik pēc 2 gadiem.

Attiecībā uz iespējamiem monoetilēnglikola (MEG) koncentrācijas samazināšanās iemesliem siltumnesēja šķīdumā varam teikt sekojošo:

1. Slēgtā sistēmā MEG koncentrācijas samazināšanās ir neiespējama bez personāla iejaukšanās:

• MEG nevar iztvaikot, par cik tā vārīšanās temperatūra ir 190˚С. No sākuma sistēmā jāiztvaiko visam ūdenim (vārīšanās temperatūra 100˚С), un tikai pēc tam varbūt MEG.
• MEG augstas temperatūras iedarbībā nemaina savas īpašības, nesadalās un neoksidējas. Pēc mūsu domām, MEG koncentrācijas samazināšanās vienīgais cēlonis ir tikai ūdens pieliešana.

2. Siltumnesēja atšķaidīšana ar ūdeni var kļūt par cēloni divām nopietnām problēmām:

• MEG koncentrācijas samazināšanās zemāk par 20% izraisa to, ka šķīdums zaudē zemas sasalšanas temperatūras īpašības, un pazeminoties ārējai temperatūrai zem sasalšanas skalas, siltumnesējs sasalst kā vienkāršs ūdens, sistēma iziet no ierindas.
• pievienojot sistēmai ūdeni var tikt izmantots nevis destilēts ūdens, bet tas, kas gadās pa rokai (piemēram, krāna ūdens). Krāna ūdens satur daudz ķīmisku piemaisījumu, oksīdus un sāļus. Ar šiem piemaisījumiem reaģē korozijas inhibitori, kuri ir siltumnesēja sastāvā, tie oksidējas un nogulsnējas. Tas noved pie ātras korozijas sistēmā.

Viennozīmīgi uz šo jautājumu atbildēt nevar. Dažādas sistēmas tiek dažādi ekspluatētas – vienas strādā nepārtraukti, citas tiek ieslēgtas periodiski, bez tam, var būt dažāds darba temperatūru intervāls, kas ietekmē korozijas inhibitoru oksidācijas ātrumu. Ļoti svarīgi, lai personāls ievērotu siltumnesēju uzglabāšanas un lietošanas noteikumus, nepieļaujami sistēmā siltumnesēja vietā liet „cietu” ūdeni. Ir ieteicams regulāri pārbaudīt siltumnesēja īpašības. Ievērojot šos noteikumus, siltumnesēju ekspluatācijas termiņš var būt ilgstošs – līdz vairākiem gadu desmitiem.

Siltumnesējus uz glikolu bāzes nedrīkst lietot ja materiāli ir ar cinka pārklājumu, par cik visi glikoli izšķīdina cinku, kā rezultātā rodas nogulsnes, kuras var izvest sistēmu no ierindas. Pārējie materiāli var tikt izmantoti bez ierobežojumiem. Sarkanās bronzas, sudraba un vara lodmetāli arī ir noturīgi pret siltumnesējiem.

Pasūtot noslēgarmatūru jāņem vērā sekojošais – vai dotā aizbīdņa vai krāna blīvējums pieļauj darbu glikolu vidē. Noplūžu rašanās ir iespējama, ja kā starpkārtu izmantot politetraftoretilēnu plēvi. Uretāna kaučuks, plastificēts polivinilhlorīds un fenolformaldehīds kaučuks ir nenoturīgi pret produkta iedarbību.