乙二醇水溶液和普通水制冷有什么区别？【万举】干货分

在制冷系统中，普通水（纯水或软化水）和乙二醇水溶液都是常用的载冷剂（或称冷媒），用于在蒸发器（冷源）和需要冷却的设备/空间（冷负荷）之间传递冷量。它们的主要区别在于物理化学性质及其带来的应用场景、性能和成本差异：

1.冰点（凝固点）-最核心区别

*普通水：冰点为0°C。这是其作为制冷载冷剂的最大限制。一旦环境温度或回水温度接近或低于0°C，水就会结冰膨胀，导致管道、阀门、泵、换热器等设备严重损坏。

*乙二醇水溶液：核心优势在于大幅降低冰点。乙二醇是一种防冻剂。其水溶液的冰点取决于浓度：

*20%浓度：冰点约-10°C

*30%浓度：冰点约-15°C

*40%浓度：冰点约-23°C

*50%浓度：冰点约-36°C

*60%浓度：冰点约-48°C(浓度过高反而冰点回升)

*意义：乙二醇溶液使得制冷系统可以在零下环境温度下安全运行，或用于需要低于0°C的工艺冷却（如冷库、低温反应釜、某些食品加工），而水无法胜任。

2.比热容-影响载冷效率

*普通水：具有非常高的比热容（约4.18kJ/kg·K）。这意味着在相同的流量和温差下，水能携带和传递更多的冷量，传热效率高。

*乙二醇水溶液：比热容低于水。浓度越高，比热容越低（例如，50%乙二醇溶液比热容约为水的85%）。这意味着在传递相同冷量时，需要更大的流量或更大的传热温差，导致泵功耗增加，系统效率相对降低。

3.导热系数-影响换热效率

*普通水：导热系数较高（约0.6W/m·K），有利于在换热器（蒸发器、冷凝器、末端盘管）中进行高效的热交换。

*乙二醇水溶液：导热系数低于水（例如，50%溶液约为水的80%）。这会在一定程度上降低换热器的换热效率，可能需要更大面积的换热器来补偿。

4.粘度-影响流动阻力和泵耗

*普通水：粘度低，流动性好，管道阻力小，泵送能耗相对较低。

*乙二醇水溶液：粘度显著高于水，且随浓度增加和温度降低而急剧增大。高粘度导致：

*管道流动阻力增大。

*泵送功率需求大幅增加（尤其在低温时），显著提高运行能耗。

*在低温高粘度下，可能影响流量甚至导致气蚀。

5.腐蚀性与维护

*普通水：本身腐蚀性较低，但溶解氧、二氧化碳、矿物质（硬水）会促进腐蚀和结垢。需要水处理（软化、除氧、加缓蚀剂）和定期维护防止腐蚀、结垢和微生物滋生（如军团菌）。

*乙二醇水溶液：纯乙二醇腐蚀性不高，但其水溶液通常呈酸性且有氧化倾向，对金属（尤其铜、焊料、铸铁、钢）有较强腐蚀性。必须添加足量、匹配的专用缓蚀剂包，并定期监测溶液pH值、浓度和缓蚀剂浓度。缓蚀剂会随时间降解，溶液需要定期检测和更换。维护要求更高、成本更高。

6.成本与环境

*普通水：成本极低。泄漏对环境基本无害。

*乙二醇水溶液：乙二醇本身价格较高。添加专用缓蚀剂包进一步增加成本。溶液泄漏（乙二醇）有毒，需要回收处理，对环境有影响（生物降解性差）。系统更换下来的废液也需按危废处理。

7.应用场景总结

*普通水：首选用于环境温度>0°C且工艺温度要求>5°C的场合，如常规空调系统（冷冻水7°C供水/12°C回水）、舒适性冷却、常温工艺冷却。优势在于高效、低泵耗、低成本、低维护（相对）。

*乙二醇水溶液：必需用于环境温度或工艺要求温度<0°C的场合，如：

*低温冷库（-18°C甚至更低）。

*寒冷地区冬季运行的空调或工艺冷却（防止管道冻结）。

*需要低温（如-5°C到-30°C）的工业过程冷却（化工、制药、食品冷冻）。

*间接制冷系统（避免制冷剂直接进入使用区域）。

*核心价值是防冻，代价是效率降低（更高的泵耗、更低的换热效率）、更高的初投资（更大泵、可能更大换热器）、更高的运行维护成本（电费、溶液维护更换）和环保要求。