گلیکول چیست
گلیکول ماده‌ای است که به علت داشتن نقطه ذوب پایین و توانایی بالا در کاهش نقطه ذوب آب و دیگر حلال‌ها و همچنین خاصیتی که در جلوگیری از خوردگی در تأسیسات، کاربرد گسترده‌ای در تأسیسات و صنایع دارد. گلیکولها در سیستم‌های HVAC به‌منظور محافظت از سیستم‌ها در هوای سرد و تثبیت دما در فصل زمستان استفاده می‌شود. این ترکیب در دسته حلال‌های آلی قرار دارد و به‌راحتی با آب ترکیب شده و نقطه ذوب آن را کاهش می‌دهد.
تعریف گلیکول (با رویکرد اضافه‌کردن به سیستم تأسیسات)
گلیکول ترکیبی شیمیایی و حلالی آلی بوده و دارای فرمول مولکولی کلی OH-CH2-CH2-OH است. این ترکیب به طور عمده به دو دلیل مهم استفاده می‌شود. ۱) تولید فیبرهای پلی‌استری و ۲) تولید ضدیخ. به‌صورت مایعی بی‌رنگ، با طعمی شیرین و بسیار ویسکوز مشاهده می‌شود. کاملاً با آب امتزاج‌پذیر است و به هر نسبتی با آن مخلوط می‌شود. انواع مختلفی از آن وجود دارد که در ادامه به معرفی هر یک می‌پردازیم.
انواع گلیکول
در ادامه برای شما انواع مختلف گلیکول را معرفی می‌کنیم.
دی‌اتیلن (ethylene glycol)
این ترکیب یکی از مشتقات گلیکول است که درگذشته به‌عنوان ضدیخ بسیار مورداستفاده قرار می‌گرفت. اما ازآنجایی‌که سمی است امروزه نقش کمتری در سیستم‌ها و تأسیسات دارد و به طور خلاصه به‌صورت EG نشان داده می‌شود. این ترکیب دارای نقطه ذوب ۱۲- درجه سانتیگراد است و به همین دلیل می‌تواند دمای ذوب آب و حلال‌های مشابه را کاهش دهد. با وجود سمیتی که دارد، از آن در سیستم‌ها و صنایع کوچکی که ارتباطی با آب و مواد خوراکی ندارد استفاده می‌شود.
این ترکیب یک انتقال‌دهنده حرارت خوب است و بدین‌جهت در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی کاربرد دارد. ویسکوزیته آن نسبت به انواع دیگر گلیکول، کمتر است و به همین جهت برای استفاده در پمپ‌ها موردنیاز است. همچنین نسبت به سایر گلیکولها ارزان‌تر بوده و بدین‌جهت در صنعت موردتوجه قرار می‌گیرد.
پروپیلن (propylene glycol)
یکی دیگر از مشتقات مهم گلیکول، پروپیلن گلیکول با فرمول CH3CH(OH)CH2OH است و به طور خلاصه به‌صورت PG نشان داده می‌شود. برخلاف دی اتیلن گلیکول خاصیت سمی کمی داشته و امروزه از آن در سیستم‌های آبی و به‌عنوان ضد یخ بیشتر استفاده می‌شود. همچنین از آن به طور گسترده در صنایع غذایی و مواردی که نیاز به مخلوط شدن گلیکول با آب آشامیدنی باشد، استفاده می‌شود. این ترکیب ویسکوزیته بیشتری دارد و بااین‌وجود به مقدار کمی می‌تواند انتقال حرارت را انجام دهد.
ترکیب کردن دو نوع EG و PG موجب گرفتگی فیلترهای موجود در سیستم‌ها و تأسیسات می‌شود و اشکالاتی را در انتقال گرما و جریان سیال ایجاد می‌کند، به همین دلیل نباید از مخلوط این دو ترکیب با هم استفاده شود.
نقش گلیکول چیست
برای سیستم‌های هیدرولیک با دمای پایین، سیستم‌هایی که چیلرها و AHUها در خارج از منزل قرار دارند و یا سایر تجهیزات مورداستفاده در فرایندهای دمای پایین، گلیکول یک جز حیاتی و مهم است. این ترکیب برای کاهش دمای انجماد سیال، امکان عملکرد در دمای پایین‌تر و جلوگیری از یخ‌زدگی استفاده می‌شود.
به‌طورکلی اگر احتمال یخ‌زدگی و خوردگی در تجهیزات وجود داشته باشد، استفاده از انواع گلیکولها الزامی است. به‌عنوان‌مثال اتیلن گلیکول در تجهیزات HVAC و سیستم‌ها و وسایل مشابه به‌عنوان ضدیخ استفاده می‌شود. وقتی EG با آب با نسبت ۶۰ به ۴۰ ترکیب می‌شود میزان نقطه انجماد آن به ۵۰- درجه فارنهایت می‌رسد.
نقش گلیکول در تأسیسات تهویه آب‌وهوا
- به‌طورکلی سیستم‌هایی که در شرایط زیر باشند به این دو ترکیب نیاز دارند:
- سیستم‌های که در تمام مدت در معرض هوای تازه هستند.
- بخشی از سیستم‌های گرمایشی که استفاده از آن‌ها همیشگی نبوده و امکان یخ‌زدگی در آن‌ها وجود دارد.
- دستگاه‌هایی که در دماهای پایین‌تر از ۵ درجه سانتیگراد قرار دارند.
همچنین برخی از محلول‌های تری‌اتیلن گلیکول و سیالات مشابه نیز وجود دارند که در سیستم‌های انتقال حرارت استفاده می‌شوند. اما EG و PG بیشترین کاربرد را در تأسیسات سرمایشی و گرمایشی آب دارند.
اثر ضدیخ در سیستم‌های حرارتی و خنک‌کننده‌ها (چیلرها)
معمولاً از EG مستقیماً در سیستم‌های حرارتی مانند بویلرها استفاده نمی‌شود زیرا این ترکیبات روی سطوح تجزیه شده و خوردگی ایجاد می‌کنند. استفاده از این مواد در کنار ترکیبات بازدارنده خوردگی در سیستم‌های دارای درجه حرارت کم صورت می‌گیرد.
همچنین ضد یخ‌های مورداستفاده در خودروها نیز برای این سیستم‌ها مناسب نیست چرا که موجب خوردگی سایش، لختگی و کاهش انتقال حرارت سیال می‌شوند. در این موارد از مبدل‌های حرارتی که دارای سیستم گرمایش جدا هستند استفاده می‌کنند. اما در خنک‌کننده‌ها می‌توان مستقیماً از محلول‌های گلیکول استفاده کرد.
نقش محلول گلیکول در تأسیسات پایانه
استفاده از محلول‌های گلیکول در پایانه‌ها یعنی رادیاتورها، فن‌کوئل‌ها، هواسازها و… بستگی به درجه حرارت دارد. در این موارد برای تهیه و استفاده وسایل گرمایشی و سرمایشی موردنظر حتماً باید با کارخانه‌های سازنده این محصولات مشورت شود و بعد محلول مناسب با غلظت مناسب آن انتخاب شود.
چه زمانی از اتیلن گلیکول در تأسیسات استفاده شود؟
برای گلیکول‌هایی که به‌عنوان رسانه انتقال حرارت استفاده می‌شوند، ویسکوزیته، مقاومت سیال در برابر جریان، یک ویژگی حیاتی است که بر سرعت جریان، افت اصطکاک و در نهایت عملکرد حرارتی تأثیر می‌گذارد. برای کاربردهای انتقال حرارت، ویسکوزیته کمتر مفید است. ویسکوزیته بالاتر به معنای اصطکاک بیشتر است، یعنی انرژی بیشتری برای حرکت یک ماده چسبناک‌تر در سیستم موردنیاز است.
سیستم‌هایی که به گلیکول نیاز دارند اغلب شامل توربولاتورها نیز می‌شوند که با ایجاد جریان آشفته تأثیر ویسکوزیته را به حداقل می‌رساند. طبق این مسئله نقش گلیکول در تأسیساتی که دما و انتقال حرارت اولویت آن است بسیار مهم است و در این موارد اتیلن گلیکول گزینه مناسب‌تری است.
چه زمانی از پروپیلن گلیکول در تأسیسات استفاده شود؟
زمانی که آب و PG با نسبت ۴۰ به ۶۰ با هم ترکیب می‌شوند میزان دمای انجماد آب به ۷۶- درجه فارنهایت می‌رسد و نقطه انجماد به طور چشمگیری کاهش می‌یابد. این ترکیب نسبت به EG ویسکوزیته و اصطکاک بیشتری دارد و به علت ظرفیت گرمایی و انتقال حرارت پایین‌تر، کمتر در سیستم‌های انتقال حرارت استفاده می‌شود.
این ترکیب سمیت کمتری داشته و به همین دلیل در سیستم‌های مربوط به صنایع غذایی و تصفیه آب آشامیدنی استفاده می‌شود. همچنین در سیستم‌های HVAC و سیستم‌های مشابه مورداستفاده قرار می‌گیرد. این ترکیب برای انسان ایمن است و به همین دلیل در صنایع تولیدی محصولات آرایشی و بهداشتی نیز کاربرد دارد.
جمع‌بندی
در این مقاله نگاهی بر گلیکولها داشتیم،متوجه شدیم گلیکولها چیست (با رویکرد اضافه‌کردن به سیستم تأسیسات) و چه کاربردهایی دارد. همان‌طور که گفته شد این ترکیبات به علت ویژگی‌ها و توانایی خاص خود در کاهش نقطه انجماد آب و سیالات، به طور گسترده‌ای در صنعت مورداستفاده قرار می‌گیرند.
دو نوع از مهم‌ترین انواع گلیکولها شامل اتیلن گلیکول و پروپیلن گلیکول است که EG به علت سمیت بیشتر در صنایع غذایی و تصفیه آب آشامیدنی استفاده نمی‌شود و PG به‌عنوان جایگزین آن استفاده می‌شود. به‌طورکلی این مواد در سیستم‌های خنک‌کننده و بویلرها، همچنین مواد ضد یخ، سیستم‌های HVAC و… کاربرد دارند.
بازتاب: اثرات ضدیخ بتن - ردا صنعت فروشگاه تجهیزات صنعت و ساختمان