Additifs

Les additifs sont des produits ajoutés ou des substances actives (Antioxydants, inhibiteurs de corrosion par exemple) qui sont ajoutées à l’agent caloporteur ou à la saumure de refroidissement pour modifier ou améliorer leurs propriétés.

Agent anticorrosif

Un agent anticorrosif protège les matériaux contre la corrosion de maniére temporaire ou durable. L’utilisation d’un inhibiteur de corrosion est indispensable dans le cas de surfaces dans un circuit de refroidissement ou de chauffage par exemple, qui sont en contact permanent avec un matériau corrosif comme de l’eau.

Agent antigel

Un liquide antigel (Agent de protection contre le gel) est un produit (sur la base de glycols par exemple) qui abaisse le point de congélation d’une autre substance (de l’eau par exemple).

Antigel

Le terme antigel réunit l’ensemble des mesures et des méthodes ayant pour but d’empêcher la congélation d’eau par exemple. Cela est nécessaire car la glace possède un volume plus grand que l’eau liquide et le besoin en espace plus grand dans l’ordre de plusieurs pourcents peut entraîner de grandes forces (Explosions dues à l’expansion).

Caloporteur

Un caloporteur ou un agent transportant la chaleur est un matériau qui (dans un circuit frigorifique ou thermique) transporte de la chaleur d’un endroit à température plus élevée vers un endroit à température plus basse. Les caloporteurs sont également appelés liquides de chauffage (moyen de chauffage), frigoporteurs ou liquide de refroidissement selon l’utilisation prévue et la plage de températures. Les caloporteurs prévus pour une utilisation à une température en-dessous de 0 °C sont appelés habituellement des frigoporteurs.

Charge de refroidissement

La charge de refroidissement (Charge thermique) est la quantité de chaleur qui doit être retirée d’un espace pour maintenir l’état de l’air ambiant dans une plage de température déterminée. La spécification est effectuée en kilowatts (kW). La détermination de la charge de refroidissement est définie par la norme VDI 2078. Les charges de refroidissement intérieures et extérieures sont prise en compte pour le calcul. Le dégagement de chaleur causé par des personnes, l’éclairage ou des machines par exemple, appartient aux charges de refroidissement intérieures, la chaleur de rayonnement qui passe par les fenêtres ou le flux de chaleur qui passe par les murs par exemple, appartiennent aux charges de refroidissement extérieures.

Conductivité thermique

La conductivité thermique (Indice de conductivité) d’un liquide est son aptitude à transporter de l’énergie thermique sous forme de chaleur. La conductivité thermique (spécifique) en W(K•m) est une constante dépendante de la température.

Coulis de glace

Le coulis de glace (Ice slurry) se compose d’un mélange de petites particules de glace (0,01 à 0,5 mm), d’eau et d’une substance ou d’un produit qui abaisse le point de congélation. Le coulis de glace à une consistance allant de liquide jusqu’à visqueuse et peut être pompé. Il est produit à des températures proches du point de congélation ou de solidification d’un liquide et n’a pas d’effet explosif en raison de son état physique à condition qu’il ait la possibilité de s’écouler librement.

Éthylène glycol

(Mono)éthylène glycol (MEG) (Nom trivial : glycol) est le dialcool le plus simple et a la dénomination chimique éthane-1,2-diol. Il est donc le diol le plus simple.

Frigoporteur

Les caloporteurs prévus pour une utilisation à une température en-dessous de 0 °C sont appelés habituellement des frigoporteurs. En raison de sa haute capacité thermique spécifique, de l’eau est très souvent utilisée même en-dessous de 0 °C. Cependant, l’eau pure gèle déjà à 0 °C, ce qui veut dire que les molécules d’eau polaires s’ordonnent pour former des cristaux de glace. Cet ordre doit être dérangé pour pouvoir utiliser les bonnes propriétés caloporteuses de l’eau même à des températures plus basses. L’adjonction de saumures de refroidissement spéciales ou de liquides antigel tels que le « Glysofor » par exemple, convient à cet effet. Des températures de fonctionnement allant jusqu’à -55 °C peuvent être atteintes de cette manière.

Glycol

Les glycols appartiennent au groupe des alcools (Alcanoles) et sont désignés comme dialcools en raison des deux groupes OH. Le dialcool le plus simple est l’éthane-diol (Éthylène glycol) avec la formule moléculaire C2H6O2. Les glycols se trouvent dans les antigels, liquides de refroidissement et dégivreurs car le point de fusion de -10 °C à -15 °C se trouve en-dessous de celui de l’eau. En combinaison avec l’eau, le point de congélation est encore plus bas et peut atteindre jusqu’à -55 °C avec le bon mélange. Les glycols sont utilisés entre autres dans les peintures et les adhésifs en tant que solvants ou désinfectants. D’autres glycols sont, par exemple, le diéthylène glycol, triéthylène glycol, propylène glycol, dipropylène glycol.

HVAC

L’abréviation HVAC signifie : Heating, Ventilation and Air Conditioning (En français : Chauffage, ventilation et climatisation)

Installation multi-métaux

On parle d’une installation multi-métaux lorsqu’un système de chauffage ou de refroidissement est composé de plusieurs métaux différents. Les métaux typiques pour une telle installation peuvent être du cuivre, de l’étain, de l’aluminium, de l’acier, du fer, de la fonte grise ou une soudure tendre ou dure.

Liquide antigel

Un liquide antigel (Agent de protection contre le gel) est un produit (sur la base de glycols par exemple) qui abaisse le point de congélation d’une autre substance (de l’eau par exemple). L’effet dépend du produit utilisé et de la concentration. L’utilisation comme additif pour les systèmes de refroidissement ou liquides solaires est connue. Les agents antigel sont disponibles en tant que concentrés ou solutions prêtes à l’emploi. En plus de glycols, alcools ou glycérine, les inhibiteurs de corrosion et stabilisateurs sont absolument indispensables, mais qui sont toutefois déjà contenus dans les produits de marque.

Liquide solaire

Dans le cas d’installations remplies de liquide, le liquide solaire transporte la chaleur du producteur au consommateur ou accumulateur. Il est composé d’eau et d’un produit spécial qui abaisse le point de congélation de l’eau et élève le point d’ébullition. À basses températures, l’installation est protégée contre les dommages causés par le gel et le passage du liquide solaire à l’état gazeux est retardé lors de températures élevées dans le collecteur. L’installation s’arrête lorsque le liquide solaire contenu dans le collecteur passe à l’état gazeux en raison de températures élevées. En général, la pression de vapeur ainsi créée est absorbée par des cuves de sécurité. L’état du liquide solaire doit être contrôlé lors des travaux de maintenance et un remplacement peut être nécessaire. Les produits modernes tels que Glysofor Solar sont non-toxiques et écologiques. Plus la concentration est haute, plus l’installation peut résister aux températures basses sans être endommagée. Une concentration avec un contenu actif de plus de 50 % doit être évitée car la capacité thermique spécifique du mélange diminue. La pompe n’est plus refroidie de manière fiable. La viscosité du mélange augmente ce qui augmente également le travail de la pompe et la consommation en électricité. L’efficacité de l’installation diminue au total. La pompe peut avoir des difficultés à démarrer dans les cas extrêmes. Lorsque l’installation est soumise à de très basses températures, un coulis de glace qui ne détruit pas les conduites peut se former si la proportion de glycol est suffisante.

L’eau en tant que caloporteur

L’eau est un excellent caloporteur en raison de sa capacité thermique spécifique élevée de 4,18 kJ//kg*K), de sa bonne conductivité thermique de 0,60 W/(m·K) et de sa faible viscosité de 1,0 mPa s. Cela inclut quelques désavantages : L’eau en combinaison avec de l’oxygène, des ions et autres constituants de l’air a un effet corrosif. L’eau perd sa fluidité à basses températures et les tuyaux, les conduites et autres composants du système de production de chaleur ou de froid peuvent être endommagés en raison de l’expansion de l’eau gelée.

Afin d’exclure de maniére fiable les risques entraînés par l’utilisation de l’eau tout en utilisant ses propriétés positives, les installations de chauffage, systèmes de refroidissement, installations thermiques solaires, pompes thermiques et autres circuits d’eau qui sont soumis à une exposition au gel sont souvent exploités avec un mélange d’eau et glycol.

Mélange glycol-eau

La fonction des glycols dans un mélange composé de glycol et d’eau est l’abaissement du point de congélation. Mais il n’y a pas que l’abaissement du point de congélation. Les glycols ont un effet supplémentaire dans l’eau, comme le montre l’illustration [1], à l’exemple du produit Glysofor N basé sur le mono-éthylène glycol. Le mélange ne gèle pas au point de congélation indiqué mais forme d’abord une masse pâteuse, appelée coulis de glace. Des petites particules de glace sphérique se forment à partir du point de cristallisation. Elles restent mobiles, ce qui élimine un effet d’explosion sur les composants métalliques d’installations provenant du coulis de glace. Si la température baisse en-dessous du point de solidification, l’effet d’explosion devient possible.

Les glycols utilisés sont en particulier l’éthylène glycol et le propylène glycol. L’éthylène glycol présente les meilleures propriétés physiques lorsqu’il est utilisé comme liquide antigel dans des caloporteurs. Le propylène glycol (Propane 1,2-diol), autorisé en tant qu’additif alimentaire dans l’Union Européenne, peut être uniquement utilisé dans le cas de l’utilisation de glycol dans des installations de refroidissements dans le secteur de traitement de denrées alimentaires ou si le frigoporteur peut entrer en contact avec l’eau.

[1] Sécurité antigel

Le mélange est primordial
Les systèmes de production de froid ou de chaud ne doivent pas être remplis avec des glycols purs ou des concentrés antigel. Le point de congélation de l’éthylène glycol pur est à seulement -13 °C par exemple. En revanche, un abaissement du point de congélation en-dessous de -50 °C peut être atteint avec un rapport de mélange idéal avec de l’eau.

Comme le montre les illustrations suivantes à l’exemple du produit Glysofor N basé sur le mono-éthylène glycol, la perte de pression relative [2] et la viscosité cinématique [3] augmentent avec la teneur en glycol. Une pompe doit compenser ces pertes au moyen d’une hauteur de refoulement plus importante. Une plus haute densité des glycols en relation avec de l’eau pure agit sur la puissance d’entraînement du moteur et ainsi sur la consommation énergétique. Une capacité thermique spécifique faible [4] (Capacité d’absorption de chaleur) du glycol entraîne une puissance plus faible de l’installation.

Par conséquent, les conditions d’utilisation doivent être examinées au préalable pour déterminer la sécurité antigel nécessaire.
Par conséquent: autant que nécessaire, aussi peu que possible !

[2] Perte de pression relative

[3] Viscosité cinématique

[4] Capacité thermique spécifique

Point de congélation

Le point de congélation est la température qui se trouve entre les états physiques « solide » et « liquide ». Le point de congélation le plus connu est celui de l’eau. Il définit le point zéro sur l’échelle de température graduée en °C. Lorsqu’on parle du « point de congélation » sans ajouter d’informations, il s’agit en général du point de congélation de l’eau pure, donc 0 °C. Le point de congélation présente les conditions qui sont présentes lorsqu’une substance passe de la phase liquide à la phase solide, désignée comme congélation. Des agents antigel spéciaux pouvant abaisser le point de congélation de l’eau, par exemple, jusqu’à -55 °C sont disponibles dans les cas où il est important qu’un liquide reste liquide même à des températures en-dessous du point de congélation.

Point de solidification

Le point de solidification est la température à laquelle un liquide perd sa fluidité et passe à l’état solide.

Point d’ébullition

Le point d’ébullition est la température à laquelle une substance ou un produit passe de l’état liquide à l’état gazeux.

Propylène glycol

Propane 1,2-diol (Propylène glycol 1,2) est un liquide clair, incolore presque inodore et fortement hygroscopique. Le propylène glycol appartient aux alcanoles polyvalents. Il est miscible à l’eau dans n’importe quel proportion mais ne peut pas être mélangé avec des huiles grasses. Le propylène glycol est produit industriellement par l’hydrolyse d’oxyde de propylène. Un procédé à haute température sans catalyse à une température de 200 jusqu’à 220 °C est utilisé à cet effet. Le propylène glycol est contenu dans des articles hygiéniques tels que les crèmes pour la peau, les dentifrices et les déodorants en tant qu’humidifiant et assouplissant. Le propylène glycol peut améliorer la solubilité de différentes substances de manière significative et assurer une dispersion plus stable des produits médicamenteux contenus dans les pommades. En outre, il peut également contribuer à une amélioration considérable de l’assimilation de différentes substances. Le propylène glycol est utilisé dans l’industrie alimentaire en tant que substance de support ou solvant de support pour les colorants, les antioxydants, les émulsifiants et les enzymes. En raison de son innocuité, il est contenu dans des liquides frigoporteurs et caloporteurs dans le secteur du traitement de denrées alimentaires (Glysofor L), des liquides antigel, des saumures de refroidissement, des liquides solaires etc. Le propylène glycol est utilisé en tant qu’additif dans l’alimentation des vaches laitières et est autorisé en tant qu’additif alimentaire (E 1520) dans l’Union Européenne.

Refractomètre

Le refractomètre pour les liquides antigel est un dispositif de mesure pour la détermination de la teneur en liquide antigel dans une solution. Les solutions antigel peuvent être ajustées rapidement de manière précise et contrôlées au moyen d’un refractomètre.

Remplaçant d’eau froide

Les remplaçants d’eau froide sont des systèmes de refroidissement tels que des refroidisseurs (Chiller) refroidis à l’eau qui refroidissent un liquide pouvant être ensuite utilisé pour de différentes applications. Le Glysofor est utilisé ici en tant que matériau pour le processus de transfert de chaleur pour abaisser le point de congélation. Le frigoporteur reste ainsi pompable, même à des températures basses.

Saumure de refroidissement

La saumure de refroidissement (Cooling brine) est un liquide dont le point de congélation se trouve en-dessous de celui de l’eau. Les saumures de refroidissement sont utilisées, par exemple, pour le transport frigorifique à partir d’une installation frigorifique centrale à des consommateurs de froid. Les champs d’application typiques sont les installations de climatisation, les chaînes du froid ou les installations frigorifique techniques. Des solutions salines ont été utilisées auparavant en tant que saumures de refroidissement, d’où provient le nom de saumure. De nos jours, en raison des propriétés particulièrement corrosives de solutions salines notamment en ce qui concerne leur utilisation dans des installations métalliques, des produits modernes à base de glycol par exemple sont offerts sur le marché.

Solution saline

Le terme solution saline ou saumure représente des liquides composés d’eau et d’antigel qui circulent dans un échangeur géothermique ou une sonde géothermique. La saumure absorbe la chaleur stockée dans la terre et transporte celle-ci à un échangeur thermique où l’énergie transmise alimente une installation de pompes à chaleur par exemple.

Triéthylène glycol

Le triéthylène glycol est fabriqué par l’éthoxylation de diéthylène glycol et est un sous-produit de la production d’éthylène glycol. En raison de son point d’ébullition élevé, le triéthylène glycol est utilisé pour des applications qui se déroulent à des températures élevées (> 200 °C). Il représente un produit intermédiaire important pour la fabrication de résines polyester. Le triglycol est utilisé dans les désodorisants d’air ambiant (Air sanitizer) en raison de sa propriété de neutralisation des odeurs. En outre, le triglycol a un effet déshumidifiant sur l’air ambiant et déshydratant sur les microorganismes. L’air ambiant est désinfecté dans les domaines de l’hygiène à l’aide de triglycol. Le triéthylène glycol trouve son utilisation dans les systèmes de freinage et hydrauliques pour augmenter le point d’ébullition du liquide. Il sert en outre à la déshumidification de gaz naturel obtenu en mer.

Viscosité

La viscosité est une mesure pour la consistance d’un liquide. Plus la viscosité est élevée, plus visqueux (moins fluide) est le liquide. Plus la viscosité est basse, plus le liquide est fluide (plus fluide).

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