Жидкости 3M™ Novec™

Жидкости 3M™ Novec™
Системы на основе органического цикла Ренкина
Устойчивые
Эффективные
экологичные
Экологичные рабочие жидкости для систем на основе
органического цикла Ренкина
Жидкости 3M™ Novec™ для систем на основе органического цикла Ренкина
Наиболее важные соображения
при выборе правильной рабочей
жидкости.
Тепловая устойчивость жидкости
Жидкость должна сохранять
устойчивость при максимальной для
цикла температуре (не подвергаться
декомпозиции или не распадаться).
Экологические
факторы
обеспечат экологичную
величину ODP, GWP,
токсичности для системы.
Насос
Температура
кипения жидкости
Меньшая
температура кипения
по сравнению
с температурой
источника тепла
для обеспечения
парообразования.
Негорючие
Турбина
Молекулярная масса жидкости
Высокая молекулярная масса
уменьшает обороты турбины
и размер компонентов.
Жидкость 3M™ Novec™ 649
продемонстрировала незначительное
снижение чистоты при испытаниях,
проводимых в закрытых стеклянных ампулах
при температурах около 200–300 °C
в течение 120 часов и 30 дней.
Исключительная тепловая
устойчивость жидкости Novec™ 649
обеспечивает ее пригодность для
регенерации энергии из
высокотемпературных источников,
например, двигателей внутреннего сгорания
и промышленных процессов.
Разработаны для стабильной, прогнозируемой эксплуатации
Повышенная потребность в топливе, расходы на промывку и необходимость в уменьшении
количества парниковых газов и других загрязнителей стимулировала развитие технологий,
обеспечивающих более эффективное использование всех форм энергии.
В частности, возрастал интерес к Органическому циклу Ренкина (ORC), при котором используется
отходящее тепло с низкими параметрами или тепло от геотермальных, солнечных или других
источников для получения полезной механической или электрической энергии. ORC получил
такое признание благодаря своей способности повышать эффективность работы широкого ряда
систем, от автомобильных двигателей до электростанций и общепромышленных процессов.
Наиболее критическим элементом при разработке практических систем ORC является жидкость,
используемая для поглощения энергии из первичного источника. Данная жидкость преобразуется
в пар, приводящий в движение турбину, с последующей конденсацией и перенаправлением к
источнику тепла.
При выборе оптимальной рабочей жидкости для применения в системах на основе
органического цикла Ренкина следует учитывать несколько факторов. К ним относятся:
• Эксплуатационные характеристики – В общем тепловой КПД цикла Ренкина повышается по
мере возрастания различий между источником тепла и температурой стока. Тем не менее,
фактическая эксплуатация любой из имеющихся систем зависит от термодинамических свойств
выбранной рабочей жидкости. Термофизические свойства жидкости влияют на размер
компонентов, стоимость и общую конструкцию системы.
• Устойчивость – Жидкость должна обеспечивать долговременную тепловую устойчивость при
прогнозируемой максимальной температуре цикла. Она также должна быть коррозионно
неактивной, обеспечивать целостность змеевиков, уплотнений и других компонентов системы.
• Безопасность – Жидкость должна быть негорючей и малотоксичной
• Долговременная экологичность – Поскольку требования экологического законодательства
становятся все более строгими, такие факторы как низкий потенциал глобального потепления и
малое время жизни в атмосфере позволят обеспечить устойчивость жидкости в настоящий
момент и во время вывода из эксплуатации.
Жидкости 3M™ Novec™ – Экологичное решение для рабочих жидкостей ORC
Компания 3MTM разработала две высококачественные рабочие жидкости, которые особенно
приспособлены для уникальных требований, предъявляемых системами на основе ORC:
специализированная жидкость 3M™ Novec™ 649 и 3M™ Novec™ 7000. Обе относятся к
TM
линейке материалов Novec с низким потенциалом глобального потепления и разработаны для
обеспечения безопасных, эффективных и экологичных решений для широкого диапазона
вариантов применения.
TM
Жидкости Novec обеспечивают гарантированную передачу энергии, со свойствами, к
которым относятся:
• Хорошая совместимость с другими материалами
• Низкий потенциал глобального потепления
• Нулевой потенциал озоноразрушения
• Низкая токсичность
• Негорючесть
Типичные физические свойства
Имеется в наличии или разрабатывается
продукция с другими температурами
кипения. За дополнительной
информацией обратитесь к своему
торговому представителю
TM
компании 3M .
NovecTM 649
NovecTM 7000
Температура кипения
°C (°F)
49 (120,2)
34 (93,2)
Температура застывания
°C (°F)
-108 (-162)
-122 (-188)
Молекулярная масса
г/моль (фунт/фунт-моль)
316
200
°C (°F)
169 (336)
165 (329)
Критическое давление
МПа (фунт/дюйм2 абс.)
1,88 (273)
2,48 (360)
Давление пара
кПа(фунт/дюйм2 абс.)
40 (5,8)
65 (9,4)
Критическая температура
Теплота парообразования
кДж/кг (BTU/фунт)
88,0(37,8)
142 (61,0)
кг/м3 (фунт/фут3)
1600 (99,9)
1400 (87,4)
Коэффициент расширения
Кинематическая вязкость
Абсолютная вязкость
Удельная теплота
K-1 (°F-1)
сСт
сПз
Дж/кг-K (BTU/фунт-°F)
0,0018 (0,0010)
0,4
0,64
1103 (0,263)
0,0022 (0,0012)
0,32
0,45
1300 (0,311)
Теплопроводность
Вт/м-K (BTU/ч-фут -°F)
0,059 (0,034)
0,075 (0,043)
мН/м
10,8
12,4
ppm по весу
20
-60
кВ
> 40
-40
-
1,8
7,4
Ом-см
1012
108
Плотность жидкости
Поверхностное натяжение
Растворимость воды в жидкости
Диэлектрическая прочность,
зазор 0,1"
Диэлектрическая постоянная при
1 кГц
Объемное удельное
сопротивление
TM
Жидкости Novec в сопоставлении
с HFC: созданы обеспечивать
долговременную устойчивость
Характеристики воздействия на окружающую среду, безопасность
и нормативы воздействия
TM
TM
Novec 649
Novec 7000
Потенциал разрушения озонового слоя
0
0
0
Потенциал глобального потепления1
1
420
1030
Время жизни в атмосфере (лет)
HFC 245fa
0,014
4,1
7,6
Температура воспламенения
Нет
Нет
Нет
Диапазон воспламенения в воздухе
Нет
Нет
Нет
Нормативы воздействия (частей на миллион), 8
часов, средневзвешенное по времени значение
150
75
300
> 100 000
> 100 000
>200 000
Кратковременная летальная 4 ч.
концентрация LC50 (частей на миллион)
1
Межправительственная экспертная группа по изменению климата (Intergovernmental Panel on Climate Change;
IPCC), метод 2007, период 100 лет (ITH).
Термодинамические свойства Novec 649
Температура
(°C)
P
(бар)
ρL
3
(кг/м )
ρv
3
(кг/м )
HL
(кДж/кг)
∆Hvap
(кДж/кг)
Hv
(кДж/кг)
SL
(кДж/кг K)
Sv
(кДж/кг K)
-40
0,01
1766
0,164
0,00
109
109
0,00
0,47
-20
0,04
1718
0,605
21,6
105
127
0,09
0,50
0
0,13
1665
1,768
43,4
101
144
0,17
0,54
20
0,33
1608
4,331
65,4
96,1
161
0,25
0,58
40
0,73
1546
9,269
88,4
90,2
179
0,33
0,61
60
1,45
1480
17,89
111
85,0
196
0,40
0,65
80
2,63
1408
32,21
134
78,8
212
0,46
0,68
100
4,45
1329
55,33
157
71,3
229
0,53
0,72
120
7,11
1239
92,82
182
61,8
244
0,59
0,75
140
10,8
1125
157,0
209
48,9
258
0,66
0,77
160
16,0
929
292,9
240
27,7
268
0,73
0,79
Жидкость NovecTM 649 продемонстрировала исключительную тепловую устойчивость при лабораторных
испытаниях в закрытых стеклянных ампулах. За дополнительной информацией обратитесь в службу
технической поддержки компании 3MTM.
Температура
P
ρL
ρv
HL
∆Hvap
Hv
SL
Sv
3
(кДж/кг)
(кДж/кг)
(кДж/кг)
(кДж/кг K) (кДж/кг K)
(°C)
(бар)
(кг/м
) 7000
(кг/м3 )
Термодинамические
свойства
Novec
В течение нескольких лет гидрофторуглероды (HFC)
использовались в качестве рабочих жидкостей в
коммерческих системах ORC. Хотя действующее на
данный момент природоохранное законодательство
позволяет применять указанные материалы в
данных целях, высокий потенциал глобального
потепления HFC является «ахиллесовой пятой»
технологии ORC, которая в конечном итоге продается
благодаря обеспечиваемому ей энергосбережению и
воздействию на окружающую среду. HFC вследствие
неблагоприятного воздействия на окружающую среду
отмечены в Киотском протоколе и европейских
нормативных документах в качестве цели для
уменьшения выбросов, что повышает вероятность их
включения в графики веществ, производство которых
планируется прекратить в будущем. По указанной
причине использование данных веществ в
технологиях, чувствительных к климатическому
состоянию среды, например ORC, противоречит
концепции, предлагаемой жидкостями 3M™ Novec™.
Будучи более экологичными в долговременной
перспективе, жидкости Novec™ хорошо
приспособлены для использования в качестве
рабочих жидкостей для развивающихся технологий
ORC, которые, как предполагается, должны обеспечить
энергосбережение для будущих поколений.
Например, жидкость 3M™ Novec™ 649 (C6-фторкетон)
представляет собой материал, не разрушающий
озоновый слой с потенциалом глобального
потепления 1 – аналогичным природной двуокиси
углерода. Время его нахождения в атмосфере также
невелико – только 5 дней.
Жидкость Novec™ 649, как и остальные жидкости
Novec™, также негорюча и обладает отличными
токсикологическими харктеристиками – помогая
0
0,24
1483
2,175
46,2
145
191
0,18
0,72
обеспечить здоровье и безопасность рабочих и
20
0,57
1428
4,840
68,9
138
207
0,26
0,74
конечных потребителей.
40
1,19
1372
9,705
92,3
130
223
0,34
0,76
По
мере появления технологий с малым
60
2,25
1311
18,03
117
122
238
0,42
0,78
воздействием на климат, например, C6-фторкетон,
80
3,98
1246
31,71
142
113
254
0,49
0,81
вероятнее всего, возрастет нормативно-правовое
100
6,62
1173
53,81
168
101
269
0,56
0,83
давление на HFC, что может привести к ограничению
120
10,5
1089
90,01
195
87,8
283
0,63
0,85
срока использования систем, основанных на
указанных компонентах. Компании должны принять
Совместимость с другими материалами
решение, целесообразно ли осуществлять
Жидкости 3M™ Novec™ совместимы с широким диапазоном материалов, используемых в оборудовании
инвестиции в проекты на базе HFC, которые
ORC. Большинство материалов, которые нередко обозначаются как «твердые» пластмассы,
являются приемлемой на данный момент
можно использовать совместно с жидкостями Novec™. Кроме того, можно использовать все
альтернативой, на которую распространяется
металлы, твердые полимеры и многочисленные недорогие эластомеры. Что касается
действие нормативных актов, или выбрать
эластомеров, следует выбирать те из них, которые легко пластифицировать. Инженеры 3M™
экологичную технологию с малым воздействием на
могут помочь рекомендациями и при тестировании конкретных составов.
климат.
TM
В дополнение к двум упомянутым продуктам, имеются в наличии жидкости Novec с широким
Учитывая, что ORC считается технологией «без
диапазоном температур кипения для обеспечения соответствия конкретным проектным требовыбросов», при оценке экологичности рабочей
ваниям. За дополнительной информацией обратитесь к своему представителю компании 3M™.
жидкости необходимо учитывать такие факторы, как
Изначально в системах ORC использовались коммерческие хладагенты в течение десятилетий (Системы регенерации
утечки, разливы, повреждение оборудования и, в
тепла CHP Том 13, № 5 стр.409–418). Компания 3MTM предлагает усовершенствованные жидкости с низким
конечном итоге, вывод из эксплуатации/ликвидацию.
коэффициентом воздействия на окружающую среду и исключительными устойчивостью и эксплуатационными
Система нормативных положений, как правило,
характеристиками.
основана на предположении, что на каждый фунт
производимой продукции приходится фунт
выбросов, и политика отражает данное
предположение. Хотя никто не может предсказать, что
случится в будущем, происходящая на данный момент
деятельность по регулированию, безусловно,
направлена на уменьшение выбросов парниковых
газов – что является наиболее важным
соображением для инженеров, беспокоящихся о
долговременной устойчивости своих систем.
-40
0,03
1585
0,265
3,25
159
162
0,01
0,69
-20
0,09
1536
0,845
24,3
152
176
0,10
0,70
Жидкости 3M™ Novec™ для систем на основе органического цикла Ренкина
Опытный глобальный партнер
В течение более чем 50 лет компания 3MTM выпускает высококачественные
теплопередающие жидкости, используемые во многих наиболее важных сферах
производства военного, аэрокосмического и электронного оборудования. Заказчики
компании 3MTM могут использовать имеющихся опыт в своих целях, а помощь при
проектировании, услуги по тестированию и техническая поддержка помогут снизить расходы и
оптимизировать работу системы.
Семинары по теплопередаче/ помощь при проектировании
В ходе проводимого бесплатно на площадках потребителей семинара сообщаются
сведения о надлежащих процедурах проектирования с обсуждением совместимости
материалов, источников утечек, перекачки, выбора компонентов, экологических
проблем и т.д. Содержание данных семинаров можно откорректировать в
зависимости от конкретных интересов слушателей. Компания 3MTM провела семинары
на многочисленных площадках пользователей.
Испытания на совместимость
Инженеры 3MTM могут выполнить проверку деталей с использованием современных методов
проверок, позволяющих определить пригодность компонента или материала для конкретного
проекта.
Консультации на месте
Инженеры компании 3MTM, работая совместно с разработчиками оборудования и
конечными потребителями, нередко помогают потребителям оптимизировать
оборудование и эксплуатационные характеристики системы.
Аналитические услуги
Компания 3MTM обладает современными аналитическими ресурсами, которые
используют для ответа на вопросы конкретных пользователей.
Жидкости 3MTM NovecTM имеются в продаже, специалисты службы поддержки компании
3MTM обеспечивают поддержку для них во всем мире. Для получения бесплатного
образца жидкости NovecTM или получения более подробной информации следует
позвонить по телефону 800-810-8513 в США или обратиться в международные офисы
компании, перечисленные далее.
Торговая марка NovecTM присваивается широкому спектру запатентованных продуктов 3M TM . Хотя каждый из них имеет свою
уникальную формулу и эксплуатационные свойства, все продукты Novec TM в своей совокупности предназначены для
обеспечения безопасных, эффективных и экологически рациональных решений для различных вариантов промышленного
применения. К ним относятся чистка прецизионного и электронного оборудования, теплопередача, пожаротушение,
нанесение смазочных материалов и ряд специализированных применений химических продуктов.
Семейство торговых марок
3M™ Novec™
Специализированные жидкости 3M™ Novec™ Аэрозольные очистители 3M™ Novec™ Жидкий агент для пожаротушения 3M™ Novec™ 1230 Покрытия для электронной
промышленности 3M™ Novec™ ПАВ-материалы 3M™ Novec™ для электронной промышленности
■
■
■
■
США
Япония
Корея
Китай
Европа
Сингапур
Россия
3MTM Electronics Markets
Sumitomo 3MTM
3MTM Korea
3MTM China Ltd.
3MTM Бельгия N.V
3MTM Singapore Pte. Ltd.
ЗАО «3М Россия»
Отдел материалов
Limited
Limited
86 21 6275 3535
32 3 250 7521
65 64508888
7 495 784 74 74
800 810 8513
813 3709 8250
82 2 37714114
Использование продукта: Все утверждения, техническая информация и рекомендации, представленные в данном документе, основаны на результатах испытаний или опыте, которые
компания 3MTM считает достоверными. Однако многие факторы, не зависящие от возможностей компании 3MTM , могут влиять на особенности применения и эксплуатационные
TM
характеристики продуктов 3M в конкретных случаях; к ним относятся условия использования продукта, время и условия окружающей среды, в которых предполагае тся использовать
тот или иной продукт. Поскольку эти факторы являются уникальными, известны пользователю и могут им контролироваться, пользователь должен оценить возможности
TM
использования продукта 3M для конкретной цели и его пригодность для конкретного метода применения.
Гарантия и частичное возмещение ущерба: Если не оговорено особо в документации на продукцию 3MTM , дополнительных вкладышах в общей упаковке или в упаковке отдельных
продуктов, компания 3MTM гарантирует, что каждый продукт 3MTM соответствует действующим спецификациям на момент его поставки. На отдельные продукты могут предоставляться
дополнительные или иные гарантии, указанные в документации на продукт, на вкладышах в общей упаковке или в упаковках отдельны х продуктов. 3MTM НЕ ДАЕТ НИКАКИХ ИНЫХ
ГАРАНТИЙ, ПРЯМЫХ ИЛИ ПОДРАЗУМЕВАЕМЫХ, ВКЛЮЧАЯ, ПОМИМО ПРОЧЕГО, ЛЮБЫЕ ПОДРАЗУМЕВАЕМЫЕ ГАРАНТИИ ТОВАРНОЙ ПРИГОДНОСТИ ПРОДУКТА ИЛИ ЕГО
ПРИГОДНОСТИ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В КОНКРЕТНЫХ ЦЕЛЯХ ИЛИ ЛЮБЫЕ ПОДРАЗУМЕВАЕМЫЕ ГАРАНТИИ, ВЫТЕКАЮЩИЕ ИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ПОРЯДКА ДЕЛОВЫХ
ОТНОШЕНИЙ, ТАМОЖЕННЫХ ТРЕБОВАНИЙ ИЛИ ТОРГОВОГО ОБЫКНОВЕНИЯ. Пользователь должен самостоятельно и под свою ответственность определить пригодность
продукта 3MTM для использования по конкретному назначению и возможность его применения в предполагаемых пользователем целях. Если в течение гарантийного периода
обнаружен дефект продукта 3MTM , исключительным правом пользователя и единственной обязанностью 3MTM и продавца является, на усмотрение 3MTM , замена продукта или
возмещение его покупной стоимости.
Ограничение ответственности: За исключением случаев, предусмотренных законом, компания 3MTM и продавец не несут ответственности за любые прямые, косвенные,
фактические или побочные убытки или ущерб, вызванные применением продукта 3MTM, безотносительно заявленной теории права, включая ответственность по гарантийным
обязательствам, контрактам, а также ответственность за ущерб от небрежного обращения с продуктом или объективную ответственность.
3М Россия
Технологии электронной
промышленности
Москва, ул. Крылатская д.17 стр. 3
Бизнес0парк «Крылатские холмы»
www.3mnovec.ru
Подлежит повторному использованию. Напечатано в США.
Выпуск: 4/09 ©3MTM 2009.
Все права защищены. 6644HB
60-5002-0364-5
3MTM и Novec TM являются товарными знаками компании
3MTM.
Используются по лицензии дочерними компаниями и
филиалами 3MTM .