Eau glycolée

Définition

Une eau glycolée est une eau courante du réseau dans laquelle on ajoute du glycol, afin d'empêcher l'eau de geler, même si elle est stagnante, lorsqu'elle circule dans un réseau de chauffage passant par l'extérieur. L'adjonction de glycol dans l'eau permet à celle-ci de descendre sous 0 °C, sans geler.

De l'eau glycolée :

Le mélange eau-glycol de l'eau glycolée contient typiquement 38 à 45 % d'eau. Ces fluides contiennent généralement un colorant rouge ou rose pour faciliter leur identification.

Explications

Les fluides eau glycolée se composent d'une solution d'eau, d'éthylène ou de diéthylène glycol, d'un polyglycol de poids moléculaire élevé et d'un ensemble d'additifs.

L'utilisation de l'eau glycolée est inévitable en géothermie dans le cas d'une pompe à chaleur eau glycolée-eau afin d'éviter le gel de l'eau dans les conduites.

Caractéristiques

Lorsque l'eau glycolée est utilisée comme liquide de refroidissement, la capacité thermique varie de 2,4 à 4,2 kJ/(kg · K) pour l'eau pure, selon la quantité d'eau ajoutée. Un mélange 50/50 gèle à -40 °C, bout à 108 °C et atteint une capacité calorifique de 3,5 kJ / (kg · K).

L'éthylène glycol est produit à partir d'éthylène (éthène), via l'oxyde d'éthylène intermédiaire. L'oxyde d'éthylène réagit avec l'eau pour produire de l'éthylène glycol. Cette réaction peut être catalysée par des acides ou des bases, ou peut intervenir à un pH neutre sous des températures élevées.

Les rendements les plus élevés d'éthylène glycol interviennent à un pH acide ou neutre avec un grand excès d'eau. Dans ces conditions, des rendements en éthylène glycol de 90 % peuvent être atteints. Les principaux sous-produits sont les oligomères diéthylène glycol, triéthylène glycol et tétraéthylène glycol. La séparation de ces oligomères et de l'eau est énergivore. Environ 6,7 millions de tonnes sont produites chaque année.

L'oxyde d'éthylène est d'abord mis à réagir avec du dioxyde de carbone dans l'eau pour former le carbonate d'éthylène. Celui-ci s'hydrolyse ensuite avec de la vapeur d'eau pour former de l'hydrogénocarbonate de 2-hydroxyéthyle, qui se décompose ensuite en éthylène glycol et en dioxyde de carbone par décarboxylation dans l'eau. Après traitement, ce dernier est ramené au premier stade réactionnel.

✅ Le polyglycol est un épaississant polymère hydrosoluble, qui peut être formulé pour couvrir une large gamme de viscosités. Les propriétés viscosité-température résultantes sont newtoniennes et confèrent aux glycols d'eau une bonne protection contre l'usure des pompes de démarrage à froid à basse température ainsi qu'une minimisation de la cavitation.

L'ensemble d'additifs confère une résistance à la corrosion, une passivation des métaux, une compatibilité avec les joints et les tuyaux, une résistance à l'oxydation, des propriétés antimicrobiennes et des propriétés anti-usure. Avec une densité d'environ 1,0, les contaminants d'huile minérale peuvent flotter à la surface du fluide et être éliminés. Enfin, les fluides eau glycolée ont de meilleures propriétés de transfert thermique par rapport aux autres fluides résistants au feu.

Applications

Les fluides eau glycolée ont généralement une plage de fonctionnement allant jusqu'à 2000 psi à moins de 150 °F. Leur qualité de lubrification est très bonne là où les charges sont modérées et où seule une lubrification hydrodynamique est impliquée. Lorsque l'application a des charges de palier élevées et des conditions de lubrification limites extrêmes, des taux d'usure plus élevés doivent être attendus.

Les applications typiques incluent :

• Machines de moulage sous pression.
• Ouvre-portes de four à coke.
• Mécanismes d'inclinaison de la poche.
• Chargeurs et déchargeurs de fours.
• hydraulique de base du four à oxygène.
• Chariots élévateurs.
• Camions enjambeurs.
• Soudeurs électriques.
• broyeurs à tiges, tubes et bandes.
• Cisailles à métaux chauds.
• Catapultes de porte-avions.
• Ponts aériens de l'aéroport.
• Roulettes métalliques continues.

Il existe certaines limitations d'application en raison de la compatibilité lors de l'utilisation de fluides eau glycolée. Concernant les métaux, le fluide est corrosif pour le zinc, le cadmium et l'aluminium non anodisé, et la réaction avec ces métaux provoque une détérioration rapide du fluide.

La compatibilité des joints en caoutchouc synthétique et des joints est bonne, mais les matériaux en polyuréthane, cuir ou liège doivent être évités. Les peintures typiques se ramollissent en présence d'eau glycolée; par conséquent, les surfaces peintes doivent être peintes avec des peintures à base de résine époxy.

Surveillance et maintenance

Les tests d'échantillons de fluides utilisés selon les pratiques standard de l'industrie doivent être programmés avec un laboratoire de test compétent. Le laboratoire de test doit être qualifié pour fournir des recommandations à partir de l'analyse des fluides pour les soins à long terme des fluides et des équipements.

Les défauts de fluide les plus courants observés dans les échantillons testés auprès d'utilisateurs d'eau glycolée sont la contamination par des particules, la contamination par d'autres fluides et la perte ou l'accumulation d'eau modifiant la viscosité.

La contamination par les particules et la saleté est un problème pour les glycols d'eau plus que pour les huiles minérales en raison de l'affinité des polymères pour maintenir les fines particules en suspension. De bonnes pratiques d'entretien et de gestion des filtres sont nécessaires.

La contamination par les huiles minérales est facilement observable par aspect visuel (échantillon d'émulsion laiteuse rose) ou FTIR. L'aspect laiteux et la couche d'huile minérale sur le dessus du fluide échantillon suggèrent une condition d'émulsion huile/eau. La contamination existe souvent en raison de l'utilisation généralisée d'huiles minérales à proximité ou sur l'équipement utilisant les glycols d'eau, ou en raison d'une contamination directe résultant de mauvaises pratiques de remplissage des réservoirs.

La perte d'eau due à l'évaporation ou à l'accumulation due à l'intrusion d'eau libre telle que l'eau de refroidissement peut être mesurée avec précision par titrage Karl Fischer ou un réfractomètre. L'eau d'appoint doit être distillée ou désionisée (eau distillée ou eau désionisée par désionisation), par exemple à partir du condensat d'eau d'alimentation de chaudière. Les concentrations dans l'eau doivent être maintenues conformément aux directives fournies par l'OEM. Cela peut signifier l'ajout de concentré de glycol ou d'eau désionisée aux systèmes pendant le cycle de vie du produit. Ceci est fait pour conserver les propriétés de viscosité et de résistance au feu appropriées.

L'eau glycolée ne doit pas être mélangée avec des fluides hydrauliques non aqueux et de préférence pas avec d'autres marques d'eau glycolée. Les emballages d'additifs de différentes marques peuvent entrer en conflit, entraînant une perte de performance du fluide. L'additif de réserve d'alcalinité s'épuise par évaporation. Le fabricant peut aider les utilisateurs à gérer l'alcalinité des fluides en fournissant un additif supplémentaire.

Les fluides hydrauliques résistants au feu à l'eau glycolée sont une option fiable et économique pour l'énergie hydraulique. Lorsqu'ils sont correctement entretenus, ils offrent une durée de vie longue et prévisible.

En rapport avec "eau glycolée"

• glycol

  

  Un glycol est un polyalcool (polyol) avec plusieurs groupes alcools (hydroxyle).

• glycolate

  

  Un glycolate est un sel, un ester ou ne base conjuguée d'acide glycolique qui dérive d'un acétate.

• glycolipide

  

  Un glycolipide est un type de lipide complexe comprenant des glucides, des acides gras, une sphingosine ou un groupe glycérol.

• glycolyse

  

  La glycolyse, ou glucolyse, est le principal processus de l'oxydation du glucose en acide pyruvique; elle constitue habituellement la première phase...