Czynnik roboczy pełni decydującą rolę przy przekazywaniu ciepła między ośrodkami. Jego parametry decydują o stabilnej i bezpiecznej pracy układu.

Współczesne instalacje grzewcze i chłodnicze pracują w układzie zamkniętym, w którym krąży ciecz robocza (użytkowa). Ma ona za zadanie przekazanie ciepła (chłodu) od źródła do odbiornika, wykorzystując układ pompowy.

Ciecze robocze wykorzystuje się m.in. w instalacjach:

• grzewczych;
• chłodniczych;
• pomp ciepła;
• kolektorów słonecznych;
• wielkopowierzchniowego ogrzewania (boiska, drogi);
• odzysku ciepła (np. w wymiennikach glikolowych);
• sztucznych lodowisk.

Sposób wykorzystania determinuje parametry pracy, które odzwierciedlone są w parametrach czynnika roboczego.

Zwykle z powodu możliwej pracy układu w temperaturze bliskiej (i poniżej) 0°C cieczą tą nie może być woda. Można spotkać różne ciecze niskokrzepnące, w praktyce stosuje się najczęściej roztwory glikoli, określane zwyczajowo jako solanka. Pierwotnie nazwa dotyczyła czynnika roboczego opartego na solach NaCl, współcześnie niewykorzystywanego. W zależności od temperatury pracy solanka przybiera różne stężenia. Ciecz robocza to nie tylko roztwór glikolu, ale bardzo istotne znaczenie mają dodatki uszlachetniające (anty-korozyjne, stabilizatory, przeciwutleniacze, dodatki przeciw pienne, które umożliwiają praktyczne wykorzystanie roztworu).

Ciecze niskokrzepnące – stosowane alkohole

Alkohole monohydroksylowe

Dobrze znany etanol, oprócz właściwości spożywczych wykorzystywany jest jako czynnik roboczy. Decydującym argumentem za jego zastosowaniem jest korzystna cena i dostateczne właściwości fi zyczne. Uwzględnienie jednak niektórych parametrów (np. palności, wysokiej lotności, specyficznego zapachu oraz braku właściwości smarnych), zdecydowanie obniża możliwość jego wykorzystania. Zastosowanie etanolu może przyczyniać się do powstania problemów eksploatacyjnych, a wielu producen-tów pomp obiegowych wprowadziło zakaz stosowania etanolu jako czynnika roboczego (z powodu zacierania się pomp).Z powyższego wynika, że alkohole monohydroksylowe (na przykładzie etanolu) nie są optymalnym rozwiązaniem ja-ko czynnik roboczy.

Alkohole di hydroksylowe

Roztwory glikolu są głównie wykorzystywanym medium roboczym i to nie bez powodu. Charakteryzują się optymalną temperaturą krzepnięcia (w zależności od stężenia glikolu), zabezpieczają układ przed korozją, posiadają optymalną lepkość i gęstość (nieznacznie większą od wody), posiadają właściwości smarne (istotne z punktu widzenia układu pompowego), są bez zapachu, bezpieczne w użytkowaniu. Wśród glikoli szczególnie zalecane do instalacji odnawialnych źródeł energii są glikole ekologiczne (oparte na glikolu propylenowym).

Alkohole tri hydroksylowe

Reprezentantem powyższych związków jest glicerol (zwany gliceryną), który w ostatnim czasie próbuje się popularyzować. Posiada podobne właściwości jak glikol propylenowy, choć jest od niego tańszy. Główną wadą jest zdecydowanie większa lep-kość (szczególnie w niższej temperaturze), która ogranicza jego wykorzystanie (zdecydowanie większe opory, które przekładają się na zwiększone zużycie energii przez pompy). Jednocześnie roztwory gliceryny nie nadają się do gwałtownego nagrzewania (mogącego wystąpić np. w instalacjach słonecznych).Nowoczesne roztwory glikoli dla celów grzewczych i chłodniczych

Wysokiej jakości roztwór glikolu (czyli alkoholu dwuhydroksylowego) z dodatkami, stosowany w ogrzewnictwie i chłodnictwie posiada wszystkie cechy dobrego nośnika ciepła (płynu niskokrzepnącego).Nie stosuje się jednak czystego, technicznego glikolu, m.in. ze względu na zwiększoną korozyjność (wyższą od wody!) oraz utlenialność (ogranicza zdecydowanie czas użytkowania). Natomiast używany jest roztwór mający szeroki pakiet inhibitorów, stabilizatorów, przeciwutleniaczy i środków przeciwpiennych.

Warto podczas wyboru produktu opierać się na cieczach zawierających organiczne dodatki tzw. chłodziwa OAT (Organic Acid Technology). Są one lepiej rozpuszczalne w roztworach glikolu. Posiadają jednocześnie bardzo dobre właściwości bu-forujące związki nieorganiczne, pełnią rolę czynnika osłonowe-go i pasywującego. W ten sposób roztwory glikoli zawierające dodatki OAT pracują dłużej.

Należy unikać stosowania roztworów o stężeniu poniżej 30% z powodu nadmiernego rozcieńczenia dodatków antykorozyjnych, a tym samym obniżenia możliwość prawidłowego ich działania. Jednocześnie roztwory glikoli powinny mieć pH wyższe niż 7.

Ekologiczny glikol propylenowy

W technice grzewczej stosowane są dwojakiego rodzaju glikole: etylenowy i propylenowy. Roztwory glikolu etylenowego charakteryzują się mniejszą lepkością niż propylenowego, ale większą gęstością. Wykorzystując glikol etylenowy, należy mieć na uwadze, iż jest on substancją toksyczną i niebezpieczną. W przypadku glikolu propylenowego – czas rozkładu jest znacznie krótszy niż etylenowego, a produkty rozkładu nie są toksyczne i ulegają biodegradacji. Z tego powodu dla niektórych zastosowań (m.in. w przemyśle spożywczym, czy też np. dla pionowych wymienników dolnych źródeł ciepła) należy zastosować roztwór oparty na glikolu propylenowym , który uważany jest za ekologiczny. W niektórych krajach wręcz istnieje zakaz stosowania glikolu etylenowego. W stanie naturalnym oba glikole są bezbarwne, jednak jako produkty komercyjne są barwione. Glikol propylenowy jako ekologiczny najczęściej jest zielony, etylenowy – niebieski. Koncentrat jak i roztwór powinien charakteryzować się klarowną, jednorodną konsystencją.

Stężenia i rozcieńczenia (..)

Okresowe kontrole (..)

Podsumowanie

Na rynku spotkać można roztwory różnych producentów. Należy wystrzegać się cieczy nieznanego pochodzenia, pozbawionych w swym składzie pełnego pakietu inhibitorów, stabilizatorów, przeciwutleniaczy, dodatków przeciwpiennych, a legitymujących się odpowiednią dokumentacją.

Zdarzają się sytuacje, iż są to roztwory o nieznacznej ilości glikolu, nie posiadające pełnego zabezpieczenia antykorozynego, nie spełniające wymagań związanych z danym wykorzystaniem. Warto przy wyborze produktu opierać się na cieczach zawierających organiczne dodatki – tzw. chłodziwa OAT, zamiast dotychczas stosowanych nieorganicznych. Należy pamiętać też o poszanowaniu środowiska, wybierając ekologiczny glikol propylenowy.