DE3590348T1 - Wärmeübertragende Flüssigkeit - Google Patents
Wärmeübertragende FlüssigkeitInfo
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Description
DEAA-33565.9
WARMEÜÜERTRAGENDE
FLÜSSIGKEIT
Die Erfindung betrifft eine auf vielen Gebieten
anwendbare wärmeübertragende Flüssigkeit. Besondere Beachtung finden bei ihrer Anwendung die
Kühlung von Verbrennungsmotoren, das umweItschonende
Inbetriebhalten der Kühlsysteme von Wärmekraftwerken, das Funktionieren von Industrie- und Haushalt
s-Kühl- und Gefrierschränken, offenen und geschlossenen
Wärmeaustauschern, Sonnenkollektoren, Duplikatoren und Autoklaven der chemischen Industrie
sowie die isopyestische Trocknung. Bei der isopyestisehen
Trocknung wird zu trocknendes Material, das durch Wärmeeinwirkung geschädigt wird (z.B. Getreide,
Mais), bei Umgebungstemperatur mit einer wasserentziehenden
Flüssigkeit in einem gemeinsamen, geschlossenen Trockenraum gehalten, in dem man die
Luft z.B. durch Ventilatoren zirkulieren läßt, und das durch den gemeinsamen Gasraum kondensierende
Wasser in einem gesonderten Raum mit dem Eindampfen der Flüssigkeit periodisch oder kontinuierlich entfernt
und die wärmeübertragende Flüssigkeit poriodisch odor kontinuierlich in den Trockenraum zurückleitet.
Auf diese Weise wird nicht nur das unerwünschte Erwärmen des zu trocknenden Materials vermieden,
sondern es wird auch im Vergleich zum Energiebedarf bei der Warmlufttrocknung beträchtlich an Energie
eingespart.
In der industriellen Praxis sind mehrere wärmeübertragende Flüssigkeiten verbreitet. Wo es möglich
ist, wird auch heute Wasser verwendet, da dieses billig, seine spezifische Wärme hoch, es nicht
umweit- und gesundheitsschädigend, nicht fouorgef;ihrlich
ist und eine niüi3igo Korrosivitn'c zeigt. Soin
Nachteil ist jedoch, daß es nicht frostbeständig ist,
und wenn es gefriert, wird die geschlossene Appara- *ur zerstört, da sein Gefrieren mit einer bedeutenden
Volumenzunahme von etwa 9 % einhergeht. Bei Kraftwerken,
die eine hohe Kühlleistung erfordern, hauptsächlich in wasserarmen Gebieten, ist auch der nicht
zu hohe Siedepunkt des Wassers von Nachteil, da dieser
einer relativ hohen Tension entspricht. Dies bedeutet gleichzeitig eine hohe Verdampfungsgeschwin-
*»». digkeit mit einem gegebenenfalls unerwünschten und
bedetitsamen Wasserverlust,
Der nicht hohe Siedepunkt kann auch von einem
anderen Gesichtspunkt aus von Nachteil sein: das Sieden des Wassers - z.B. in Sotinenko 1 Lektoron, Lm
Kühlsystem von Kraftfahrzeugen - verursacht schwere
Funktionsschäden. Auch aus diesem Gnindo ist es
wünschenswert, den Anwendungstemperaturbereich der
Flüssigkeit zu erweitern, d.h. den Siedepunkt zti erhöhen,
Ein weiterer Nachteil des Wassers bestellt darin.
daß es aus prinzipiellen Gründen für die iso-
pyestische Trocknung ungeeignet ist, da das Trocknen
eben auf dem Entzug von Wasser beruht.
Eine Senkung des Gefrierpunktes und gleichzeitige
Erhöhung des Siedepunktes isr durch Mischen von gut löslichen Stoffen zum Wasser erreichbar.
Diese Veränderungen (die sogenannten kryoskopischen Effekte) können vervielfacht werden, wenn als gelöste
Stoffe starke Elektrolyte verwendet werden, deren elektrolytische Dissoziation auch noch in konzentrier-
ten Lösungen cine virtuelle Konzentrationserhöhung ztir Folge hat. Ein solcher in einem breiten Spektrum
verwendeter, gut löslicher, in drei Ionen dissoziierender starker Elektrolyt ist das Kalziumchlorid.
Sein Nachteil besteht allerdings darin, daß es - ähnlich wie andere Chloridverbindungen - zu korrosiver
und schneller Schädigung von Metallen führt, hauptsächlich dann, wenn die Funktionstemperatur zeitweise
oder dauernd hoch ist. Ein besonderer Nachteil der Chloridionen besteht darin, daß sie lokales Zerfressen
(Loch-Spalt- bzw. zwischenkristalline Korrosion) begünstigen, deshalb ist die Apparatur in manchen
Fällen schon zerlöchert, wenn ihre Wand im weit
sentlichen noch ganz ist. Ahnliche Probleme treten auch bei der Anwendung von anderen Chloridverbindungen auf, während'die Verbreitung von sauren und basischen Lösungen außer durch Korrosionsprobletne auch durch Vorschriften des Umwelt- und Gesundheitsschutzes eingeschränkt wird.
sentlichen noch ganz ist. Ahnliche Probleme treten auch bei der Anwendung von anderen Chloridverbindungen auf, während'die Verbreitung von sauren und basischen Lösungen außer durch Korrosionsprobletne auch durch Vorschriften des Umwelt- und Gesundheitsschutzes eingeschränkt wird.
Vom Gesichtspunkt der Frostbeständigkeit sind niedrige Alkohole, Ketone, Kohlenwasserstoffe (z.B.
Benzin) bzw. Cyclohexanon von Vorteil; diese sind jedoch feuergefährlich, ihre Dämpfe bilden mit Luft
ein explosives Gemisch, die Mehrheit ist giftig und hat einen niedrigen Siedepunkt, Gleichzeitig sind
Flüssigkeiten, die einen niedrigeren Siedepunkt als Wasser haben, von vornherein für die isopyestische
Trocknung ungeeignet. Ein weiterer Nachteil der aufgezählten organischen Lösungsmittel ist ihre geringe
auf eine Mengeneinheit bezogene Wärmekapazität (spezifische Wärme; etwa 30 - JfO $ der des Wassers). Da
ihre Dichte kleiner als eins ist, ist ihre auf eine Mengeneinheit bezogene spezifische Wärme noch geringer.
Letztere hat gegebenenfalls Bedeutung in der
Praxis, da die wärinoübcrtragonden Flüss-igkoicon Lm
allgenieLnon in Apparaturen mit ο Lnoni bus t Liniiiten Volumen
angewendet worden.
Infolge mehrerer Vorteile ist die unter den verschiedenen Decknamen als wärmeübertragende Flüssigkeit
in den Handel gebrachte wässrige Athylenglycol-Lösung
in der Praxis verbreitet. Ihr Vorteil besteht darin, daß Glycol rait Wasser unbegrenzt vermischt
werden kann, ihre Feuer- und Explosionsgefährlichkeit
ist begrenzt, ihre spezifische Wärme ist etwa das Doppelte der der aufgeführten organischen
Lösungsmittel, sie ist farblos, geruchlos und relativ
frostbeständig. Die spezifische Wärme und der
Erstarrungspunkt sind vom Gl\eoL-Wassor-VorhäLtnis
abhängig, erstere steigt, letzterer sinkt mit .steigendem Wassergehalt. Der niedrigste Erstarrungspunkt.
,-5/ Cj gehört zur eutektischen Zusammensetzung,
hier ist das Glycol mit 60 Volumenprozent vertreten.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, da :i das GIy co L-Wasser-Gemisch
in praktisch wichtigen Zusammensetzungen nicht mit Volumenzunahme gefriert, so also die
Apparatur nicht schädigt.
Neben den aufgezählten Vorteilen zeigen sich aber auch mehrere technische Nachteile, die die weitere
Verbreitung des Glycol-Wasser-Gc-misches einschränken
(ctbgeschen vom Preis des·-Glycols) . Das
Il
Athylenglycol ist ein schweres Gift, und da es mit
ti
dem Äthylalkohol verwechselt werden kann, hat dies
den Erfahrungen gemäß schon zu tödlichen Vergiftungen
geführt. Aus demselben Grund verschmutzt es die Umwelt, das Ausgießen oder das Ablauf er. der Kühlflüssigkeit
(z.B. durch Fehler an der Apparatur) hat ebenfalls schädliche Folgen. AuCerder ist seine Frost-
beständigkeit nur teilweise avisnutzbar, da z.B. aus
praktischen Gründen ein Gemisch mit einein Volumenverhältnis
von 1 : 1 wichtig ist, obgleich dessen Gefrierpunkt bei -38 C liegt, nimmt es bereits
bei -31 C eine nicht tixotrophe,gallertige Konsistenz
an, wodurch es nicht mehr gepumpt werden kann. Deshalb ist aus verwendungstechnischen Gründen nicht
nur der Gefrierpunkt richtungsweisend, sondern die relativ scharfe Temperaturgrenze zur Herausbildung
der nicht tixotrophen, viskosen Konsistenz ist mindestens genauso wichtig. Diese Temperatürgrenze wird
im folgenden Fluiditätsgrenze genannt. Die erwähnte Fluiditätsgrenze von -31 C kann den Erfahrungen
Il
gemäß nicht durch Änderung des Glyeol-Wasser-Verhältnisses
gesenkt werden. Dies bedeutet gleichzeitig auch, daß zur Wärmeübertragung (deren bekannte
Voraussetzung die Fluidität ist) das Glycol-Vasser-Gemisch
in einem Temperaturbereich unter -30 C nicht
angewendet werden kann. Die Frostbeständigkeits- und Fluiditätseigenschaften des Gemisches verringern sich
im Laufe der Zeit noch wegen der langsamen Polymerisation des Glycols, deshalb muß das Gemisch nach einiger
Zeit ausgewechselt werden, was einen weiteren technisch-wirtschaftlichen Nachteil bedeutet.
Die technisch-wirtschaftliche BeAvertung der
heute bekannten wärmeübertragenden Flüssigkeiten gemäß dem Erwähnten bestimmte eindeutig auch die zu
lösende Aufgabe, da bei der Erarbeitung des erfindungsgemäßen neuen Flüssigkeitssystems gegenüber der
Flüssigkeit - auch die Anforderungen an die Wirtschaftlichkeit
vor Augen habend - die folgenden Anforderungen gestellt werden mußten:
der Siedepunkt der wärmeübertragenden Flüssigke.it muß höher als der des Wassers sein;
- ihre spezifische Wärine soll sich der des Wassers nähern;
- der Gefrierpunkt soll durch die Zusammensetzung beeinflußbar sein, die Fluiditätsgrenze soll
notwendigenfalls unter -31 C herabgesetzt
werden können;
- ihr Gefrieren soll nicht mit Volumenzunahme
einhergehen;
- sie soll mit Wasser unbegrenzt mischbar sein;
- sie soll nicht giftig, nicht feuer- und explosionsgefährlich
sein, die Umwelt im Falle von Ausgießen nicht schädigen;
- sie soll auch mit dem Glycol-Wasser-Gemisch
mischbar sein (z.B. zum Zwecke der Kombination mit bereits im Gebrauch befindlichen Kühlflüs
sigkeit en);
- im Interesse des Luftschutzes soll sie geruchlos
sein;
- sie soll nicht korrosiv sein, und ihre Korrosivität darf die des Glycol-Wa sser-Oeniisehes
auf keinen Fall übersteigen.
Bei der Lösung dieser Aufgabe wurde von dpi'
Erkenntnis ausgegangen, daß die NH -Substituenten einiger wasserlöslicher Amidverbindungen (z.B. Formamid,
Harnstoff, Athanolamin, Phenylen-diamine) in Gegenwart von Wasser auf Einwirkung von sauer hydrolysierenden
Salzen, insbesondere von Ammoniumsalzen,' zu Protonisierung, prototropher Assotiationenbildung,
Herausbildung von Wasserstoffbrücken neigen, und wenn
dieser Protonenübergang mit der Bildung von undissoziiertem Ammoniumhydroxyd einhergeht, dann tritt zwischen
der Amidverbindung und dem sauer hydrolysierenden
Ammoniumsalz die Erscheinung dos Übersalzens, d.h. der gegenseitigen Erhöhung der Löslichkeit, auf.
Ein auch in der Praxis gebräuchliches Beispiel für diese Erscheinung; ist bei der Herstellung von flüssigen
Düngern das gemeinsame Lösen von Harnstoff und Ammoniumnitrat in Wasser, wobei in der herstellbaren,
aus drei Komponenten bestehenden Wasser-Harnstoff-Ammoniumnitrat-Flüssigkeit
die Konzentrationen des Harnstoffes und des Ammoniumnitrate in gleicher
Weise die Sättigungskonzentration der wässrigen Harnstoff- bzw. Ammoniumnitratlösung übersteigen, obgleich
zwischen den beiden Verbindungen ein stöchiometrisch definierter Zusammenhang (d.h. eine chemische
Reaktion) nicht zustande kommt.
Die Grundlage der erfindungsgemäßen Lösung
bildete weiterhin die Erkenntnis, daiS die Eigenschaften
der Flüssigkeit im Wasser-Amidverbindung-Ammoniumsalz-System,
insbesondere jedoch im Wasser-Harnstoff -Amnioniuninitrat-Sys tem, nicht nur vom Gesichtspunkt
der Löslichket (d.h. Sättigungskonzentration) von der Additivität abweichen, sondern auch
in Anbetracht weiterer solcher Eigenschaften, die für die aufgeführten Anforderungen von Bedeutung sind.
Solche Eigenschaften sind die extreme Gefrierpunktabnahme,
die Siedepunktzunahme, die Fluiditätsgrenze und die spezifische Wärme, Sie ändern sich, wenn als
vierte Hauptkomponente auch noch Glycol zur Flüssigkeit gegeben wird. In diesem letzteren Fall büßt
die Flüssigkeit den Vorteil ein, daß sie ungiftig· und umweitschonend ist, dafür sind aber mehrere günstige
Eigenschaften der beiden Flüssigkeitssysteme vorteilhaft miteinander korabinierbar. Unter anderem
kann mit dem Glycol-Wasser-Gemisch die erreichbare Fluiditätsgrenze ausgedehnt werden. Andererseits
werden durch das Verdünnen der glycolhaltigen Flüssigkeit mit einer ungiftigen, nicht entzündbaren
Flüssigkeit die schädlichen Eigenschaften im Verhältnis
zur Verdünnung gemindert'.
Während der Untersuchungen wurde experimentell erwiesen, daß die Korrosivität des Hnrnstoff-Wasser-Ammoniuranitrat-Gemisches
hinter der des Glycol-Wasser-Gemisches
zurückbleibt, wenn deren pH durch Zugabe einer Lauge oder eines basisch hydrolysierenden
Salzes auf einen Bereich von 8,0 - 8,5 eingestellt wird und zur Flüssigkeit Inhibitoren, vorzugsweise
Thioharnstoff, Alkylpolyglycolester und/oder Hexarae-
***> thylentetramin als Wirkstoff enthaltende Mittel, in
einer Konzentration von 1-2, höchstens aber von 3, Gewichts- oder Volumenprornille gegeben werden.
15
Die durch das Vermischen der besprochenen Komponenten
hergestellten Flüssigkeiten haben sich als geeignet dafür erwiesen, die Vorteile, die sich aus
der Erfüllung der aufgeführten Anforderungen ergeben, zu gewährleisten. Gleichzeitig kann das Verhältnis
der Komponenten in einem breiten Konzentrationsbereich
verändert werden, obwohl man in Bezug auf Gefrierpunkt und Fluiditätsgrenze das günstigste Ergebnis
dann erhält, wenn das Ammoniumnitrat-Harnstoff-Gewichtsverhältnis
in der Flüssigkeit 1,50 bis 2,00, vorzugsweise 1,75, beträgt.
Dem bisher Beschriebenen gemäß betrifft die Erfindung also ein wärmeübertragendes Flüssigkeitssystem,
das als Hauptkomponenten Wasser, Harnstoff und Ammoniumnitrat enthält. Das Gewichtsverhältnis
dieser Komponenten liegt zwischen 1 : 1,5 und 1 : 2,00, vorzugsweise bei 1 : 1,75. Daneben kann als
ti
vierte Hauptkomponente auch Athylenglycol enthalten
sein. Als Zusatzkomponente enthält die Flüssigkeit
noch Verbindungen mit Pvifferwirkung, um den pH-Wert
zwischen 8,0 und 8,5 zu halten, und weiterhin auch Inhibitoren zum Schutz von Stoffen mit metallischer
Struktur. Die Zusammensetzung der Flüssigkeit wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert,
ohne daß der Schutzumfang auf diese eingeschränkt wird. !
Beispiel 1
Zur isopyestischen Trocknung geeignetes Gemisch
Zur isopyestischen Trocknung geeignetes Gemisch
Es wurde ein Gemisch hergestellt, das 2 Gewichtsteile Wasser, k Gewichtsteile Harnstoff, 7
Gewichtsteile Ammoniumnitrat enthielt. Da das Vermischen der Komponenten mit starkem Wärmeentzug einhergeht,
wurde das Lösen in einem heizbaren Rührdup-
likator durchgeführt. Der pH des Gemisches wurde durch
Gabe von Kaliumcarbonat auf 8,2 eingestellt, dann wurden 2,5 Liter/m Hexamethylentetramin und Kaliumhydrogenphosphat
enthaltender Inhibitor hinzugegeben. Die Charakteristika der so hergestellten dicken,
viskosen Flüssigkeit sind die folgenden: Gefrierpunkt: +7,5 °C
Siedepunkt: 123 °C
Dichte: I3U8 kg/m3 Die Flüssigkeit ist wegen ihres hohen Siedepunktes vorzugsweise für isopyestische Trocknung anwendbar.
Dichte: I3U8 kg/m3 Die Flüssigkeit ist wegen ihres hohen Siedepunktes vorzugsweise für isopyestische Trocknung anwendbar.
Daneben kann sie auch durch Zugabe von Wasser zu einer frostbeständigen Flüssigkeit umgebildet
werden, da ihr Gefrierpunkt infolge der Wirkung von Wasser rapide absinkt. Als Salzkonzentrat kann sie
auch am Ort der Ammoniumnitrat- und Harnstoffherstellung
direkt unter Einsparung des kostenspieligen Vorgangs des Schlußeindampfens hergestellt und so
an den Ort der Herstellung der wärmeübertragenden
359G348
Flüssigkeiten gemäß den folgenden Beispielen transportiert
werden. Dort werden durch Hinzumischen von Wasser und (gegebenenfalls) Glycol die verschiedenen
frostbeständigen Flüssigkeiten hergestellt. Der Transport des Konzentrats sichert im Vorgleich zum Transport
der mehr Wasser enthaltenden frostbeständigen Varianten
eine sinnvollere Ausnutzung der Transportkapazität.
Glycolfreie frostbeständige Flüssigkeit
Es wurde ein 8 Gewichtsteile Wasser, k Gewichtsteile Harnstoff, 7 Gewichtsteile Ammoniumnitrat enthaltendes
Gemisch entweder durch direktes Einwiegen oder durch Vermischen der Flüssigkeit gemäß Beispiel
1 mit Wasser hergestellt. Die in üeispiel 1 erwähnten
Zusätze wurden im Falle dos direkten Einwiegens zur Flüssigkeit gemischt. Deren Charakteristika sind
die folgenden:
Gefrierpunkt: -28,S °C
Fluiditatsgrenze: -28,S C
Siedepunkt: 110,5 °C Dichte: 123^ kg/nr
spezifische Wärme (zwischen 20 und 25 C):
0,81 cal/°C.cm3
Es ist zu bemerken, daß die spezifische Wärme des bereits erwähnten Glycol-Wasser-Gemisches mit
einem Volumenverhältnis von 1 : 1 gleich der Flüssigkeit gemäß Beispiel ist, welche auch ohne Glycol
die Fluiditätsgrenze von -31 °C erreicht, die mit
dem Glycol-Wasser-Gemisoh im günstigsten Fall erreicht werden kann.
Harnstoff kann ganz oder teilweise durch andere oben aufgeführte
Amdverbindungen ersetzt werden, vorzugsweise durch Formamid oder
Diraethylformamid. So können die Eigenschaften der Flüssigkeit innerhalb
weiter Bereiche schwanken; z.B. kann der Gefrierpunkt bis unter -300C sinken. Solche Erfordernisse bestehen jedoch nur in besonderen
Fällen, da unter -3O0C selten Frostschutzmittel gebraucht werden.
Die Flüssigkeit gemäß dem Beispiel gefriert ohne Volumenzunahme, und obwohl die sich ausscheidenden Kristalle
den Raum nicht lückenlos ausfüllen,
wird die Metallwand der Apparatur nicht geschädigt. Beim Gelangen auf die Haut odor in den Mund durch zufälliges
Aufsaugen besteht keino Gefahr. Beim Entleeren der Apparatur aus irgendeinem Grund ist die
Flüssigkeit als wertvoller flüssiger Stickstoffdünger
verwendbar. In einem solchen Fall kann sie auch durch Zugabe von entsprechenden Phosphat- und Kaliumverbindungen
zu einem kombinierten Dünger weiterverarbeitet werden. In Anbetracht dessen, daß eine Umgebung
von -30 0C oder eine Kühlung auf eine Temperatur
darunter auf den erwähnten Anwendungsgebieten im allgemeinen nicht notwendig ist, ist das Gefrieren
der Flüssigkeit, das die Apparatur nicht schädigt, nicht von Nachteil, das erneute Auftauen geht
jedoch auch mit einem Wärmeentzug, also mit Abkühlen, einher. Die "Wärmeübertragung" bedeutet
also in einem solchen Fall gleichzeitig auch latente Warmem!tzung, da die Umgebung unter-30 C auf dem
Weg der Wärmeübertragung auf einer Funktionstemperatur über -30 °C dem zu kühlenden Objekt, z.B. der
Maschine, die Wärme entzieht.
Ist jedoch aus irgendeinem Grund trotzdem das Herabsetzen des Gefrierpunktes oder der Fluiditätsgrenze,
d.h. die Erweiterung des mit dem GIyco 1-Wasser-Gernisch
umfaßbaren Temperaturbereiches, notwendig, so kann dies auf die in den folgenden Beispielen
beschriebene Weise, durch Zugabe von Glycol bzw. des Glycol-Wasser-Gemisches, erreicht werden.
Beispiel 3
Glycolhaltige frostbeständige Kühlflüssigkeit Es wurde ein 43,2 Liter Wasser, 28 Liter GIycol, 15,6 kg Harnstoff und 27,3 kg Ammoniumnitrat enthaltendes Gemisch, zusammen mit den Zusatzstoffen gemä3 Beispiel 1, hergestellt (Bemerkung: aus Grün-
Glycolhaltige frostbeständige Kühlflüssigkeit Es wurde ein 43,2 Liter Wasser, 28 Liter GIycol, 15,6 kg Harnstoff und 27,3 kg Ammoniumnitrat enthaltendes Gemisch, zusammen mit den Zusatzstoffen gemä3 Beispiel 1, hergestellt (Bemerkung: aus Grün-
den der Zweckmäßigkeit wurden die festen Komponenten immer nach Gewicht, dio Flüssigkeiten immer nach Volumen
eingewogen, deshalb ist es auch begründet, bei der Beschreibung der Rezeptur so zu verfahren). Die
gleiche Flüssigkeit erhält man auch, wenn zu 60 Volumeneinheiten der Flüssigkeit gemäß Beispiel 2 28 Volumeneinheiten
Glycol und 12 Volumeneinheiten Wasser gemischt werden. Die Charakteristika der so hergestellten
Flüssigkeit sind die folgenden: Gefrierpunkt: -38 0C
Fluiditatsgrenze: -37 °C
Siedepunkt: 112,5 °C Dichte: 1178 kg/m3
Siedepunkt: 112,5 °C Dichte: 1178 kg/m3
spezifische Wärme (zivischen 20 und 25 C): . 0,6^ calA.cm3
Wie aus der Rezeptur ersichtlich ist.enthält
das Gemisch 28 Volumen^ Glycol. Zum Erreichen des gleichen Gefrierpunktes sind im Falle des Glyeol-Wasser-Gemisches
50 Volumen^ Glycol nötig, der Vergleich
ist jedoch auch so nicht reell, weil die Fluiditatsgrenze des Glycol-Wasser-Gemisches auch in diesem
günstigsten Fall -31 C beträgt. Durch die erfindungsgemäße Lösung wurden also gleichzeitig die Fluiditätsgrenze
und die mit dem Glycol einhergehenden,
beschriebenen Nachteile durch Einsparen von 22 VoIumen%
bzw. im Vergleich zur gebräuchlichen Lösung1
kk $ Glycol herabgesetzt,
Beispiel k
Erhöht frostbeständige glycolhaltige Kühlflüssigkeit
Erhöht frostbeständige glycolhaltige Kühlflüssigkeit
Es wurde ein 39,9 Liter Wasser, 38,5 Liter
Glycol, 11,7 kg Harnstoff tind 20,5 kg Ammoniumnitrat
enthaltendes Gemisch, zusammen mit den Zusatzstoffen
gemäß Beispiel 1, hergestellt. Das so hergestellte Gemisch erhielt man auch, wenn zu ho Volumeneinhexten
der Flüssigkeit gemäß Beispiel 2 38,5 Volumeneinheiten
Glycol und 16,5 Volumeneiiiheiten Wasser gemischt
werden. Die Charakteristika dor so erhaltenen Flüssigkeit .sind die folgenden;
Gefrierpunkt: -48,5 0C
Fluiditätsgrenze: -*f5,0 0C
Siedepunkt: II3,O 0C
Dichte: 1156 kg/m3
spezifische Wärme (zwischen 20 und 25 C):
0,75 CaIZ0CCiH3
Es ist erkennbar, daß mit Herabsetzen des Gefrierpunktes der Unterschied zwischen Gefrierpunkt
und Fluiditätsgrenze kontinuierlich steigt. Erstrebt man nur einseitig das Senken des Gefrierpunktes, indem
die Fluiditätsgrenze außer Acht gelassen wird, dann erhält man mit einer Flüssigkeit der folgenden
Zusammensetzung gegenüber dem mit dem Glycol-Wasser-Gemisch
maximal erreichbaren Gef x'ierpunkt von -57 °C einen Gefrierpunkt von -69 °C: Zu 15 Volumeneinheiten
der Flüssigkeit gemäß Beispiel 2 werden 59,5 Volumeneinheiten Glycol und 25,5 Volumeneinheiten
Wasser gemischt. Durch die erfindungsgemäße Lösung kann also - neben annähernd gleichem Glycolverbrauch
- der Gefrierpunkt des eutektischen Glycol-Wasser-Systems
um 12 C herabgesetzt werden, obwohl dies wegen der Fluiditätsprobleme nur in Ausnahmefällen
von praktischer Bedeutung sein kann.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung, die durch die Beispiele zahlenmäßig erläutert wurde,
besteht also darin, daß die Nachteile der gebräuchlichen wärmeübertragenden Glycol-Wasser-Flüssigkeit,
die sich aus der Verwendung von Glycol ergeben, bei einigen Varianten völlig, bei anderen Varianten größtenteils
ausgeschlossen, außerdem die mit der gebrauch-
lichen Lösung erreichbaren Werte des Gefrierpunktes und der Fluiditätsgrenze wesentlich herabgesetzt
wurden und dadurch der Verwendungs-Temperaturbereich
erweitert wurde. Gleichzeitig wurde für die isopyestische Trocknung «ine ungiftige wärmeübertragende
Lösung erarbeitet, die gegenüber der Warmlufttrocknung
nicht nur eine wesentliche Energieeinsparung gewährleistet, sondern gleichzeitig auch das Erwärmen
der wärmeempfindlichen Produkte vermeiden hilft.
Claims (3)
1. Aus mehreren Komponenten bestehende wärmeübertragende Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet,
daß sie als Hauptkomponenten 2-12 Gewichtsteile Wasser, höchstens h Gewichtsteile Harnstoff und/oder
Formamid und/oder Dimethylformamid, höchstens 7 Gewichtsteile
Ammoniumnitrat und gegebenenfalls in höchstens gleichem Volumen wie die aus den aufgeführten
Komponenten bestehende Flüssigkeit Athylenglycol
sowie auf die Gesamtmenge der Flüssigkeit bezogen höchstens 3 Gewichts- oder Volumenpromille
Korrosionshemmer enthält,
2. Flüssigkeit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Flüssigkeit das Ainmoniumnitrat-HarnstofJf-Gewichtsverhältnis
in einem Bei-eich zwischen 1,5 und 2,0, vorzugsweise bei 1,75, liegt.
3. Flüssigkeit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der pH-Wert der Flüssigkeit mittels einer Verbindung mit Pufferwirkung auf höchstens 7,5
eingestellt ist.
k, Flüssigkeit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die höchstens 3 GeAvichts- oder Volumenpromille
Inhibitor Thioharnstoff, Alkylpolyglycolester
oder Hexamethylentetramin, vorzugsweise
der^n Gemisch, sind.
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