СИЛИКОНОВЫЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛИ В ЭНЕРГЕТИКЕ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

До недавнего времени использование силиконовых теплоносителей ограничивалось их сравнительно высокой стоимостью, однако совершенствование технологии производства силиконовых жидкостей сегодня приводит к возможности расширения их областей применения, как в энергетике, так и в промышленности. Силиконовые теплоносители (СТ) применяются в системах отопления и кондиционирования воздуха, в солнечных коллекторах, холодильниках, системах чиллер-фанкойл, различных обогревателях и т. д. Диапазон рабочих температур силиконовых теплоносителей лежит в диапазоне от -73°C до +300°C, при этом рассматривают три основных вида СТ:

• Низкотемпературные
• Среднетемпературные
• Высокотемпературные

Низкотемпературные силиконовые теплоносители — прозрачные, бесцветные линейные полидиметилсилоксановыми жидкостями (ПДМС) (силиконовые масла), которые имеют следующие отличительные особенности:

• пониженная температура застывания
• хорошая теплоемкость
• большой выбор рабочих температурных режимов
• стабильность при крайне низких температурах
• низкие коэффициенты вязкости (вязкость остается неизменной при изменении Т)
• гидрофобная природа
• высокая диэлектрическая проницаемость
• стабильность при высоком давлении.

Среднетемпературные силиконовые теплоносители — прозрачные, бесцветные линейными ПДМС-жидкости со своими особенностями:

• низкая вязкость
• хорошая теплоемкость
• низкая температура застывания
• широкий охват рабочих температурных режимов
• высокие температурные вспышки
• пониженное давление пара
• низкое тепловое расширение при повышенных температурах
• гидрофобная природа
• большая диэлектрическая проницаемость
• стабильность при высоком давлении.

Высокотемпературные силиконовые теплоносители представляют собой прозрачные, бесцветные силиконовые масла на основе фенила, которые обладают широким рабочим температурным режимом от 25°C до 300°C и набором свойств:

• высокие температурные вспышки
• долговременная устойчивость при повышенных температурах
• высокая теплоемкость
• гидрофобная природа
• большая диэлектрическая проницаемость
• пониженное давление пара
• сниженное тепловое расширение
• стабильность при высоком давлении.

Одно из важных преимуществ теплоносителей на основе силиконовых жидкостей является их длительный срок эксплуатации — они могут прослужить более 10 лет без дополнительных манипуляций. СТ не имеют запахов, обладают коррозионной стойкостью, низкой токсичностью, а также практически не образуют продуктов разложения. Такая комбинация свойств способствуют широкому распространению таких теплоносителей не только в энергетике, но и во многих отраслях промышленности.

Силиконовые теплоносители имеют следующие физико-технические характеристики:

Несмотря на стабильность силиконовых теплоносителей в своем рабочем диапазоне и возможности работать в инертной среде без контакта с воздухом продолжительное время, при этом ограничением предельной рабочей температуры является та температура, при которой начинается деструкция (до 400°C для жидкости с вязкостью 10 cSt). При этом, следует учитывать, что при длительном (более 200 часов) воздействии высокой температуры на теплоносители средней и высокой вязкости (более 100 cSt) в условиях доступа кислорода образуется гель. Для силиконовых теплоносителей низкой вязкости и работе при температуре до 150°С гель не образуется. При работе с открытым доступом воздуха наблюдается испарение жидкости, обычно испаряемость превышает 10% для жидкостей с вязкостью менее 10 cSt, зато для жидкостей высокой вязкости испаряемость незначительна.

В остальном, при эксплуатации силиконовой жидкости в рабочем диапазоне в течение более 10 000 часов все параметры жидкости остаются стабильными за исключением слабого изменения цвета и понижения температуры вспышки.