Композиции для очистки системы теплопередачи, включающей алюминиевый компонент

Композиции для очистки системы теплопередачи, включающей алюминиевый компонент

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Данная заявка заявляет преимущества предварительной заявки США №61/446,799, поданной 25 февраля 2011 года, которая во всей своей полноте посредством ссылки включается в настоящий документ.

Уровень техники

Автомобильные теплообменники, такие как радиаторы, радиаторы отопителей, испарители и конденсаторы, преимущественно изготавливают из алюминиевых сплавов для уменьшения массы транспортных средств. Данные теплообменники могут относиться к трубчатому и пластинчатому типам, где пластины являются гофрированными и/или щелевыми под прямыми углами по отношению к направлению воздушного потока.

В прошлом для массового производства автомобильных теплообменников с оребренными трубками использовали методики механического расширения. Теперь теплообменники преимущественно изготавливают в результате проведения операции высокотемпературной пайки, когда отдельные компоненты неразъемно соединяют друг с другом при использовании сплава для высокотемпературной пайки.

С начала 1980-х годов все более популярной для использования в автомобильной промышленности при изготовлении алюминиевых теплообменников по способу высокотемпературной пайки стала одна методика высокотемпературной пайки, известная под наименованием высокотемпературной пайки в защитной атмосфере (ВПЗА). Методика ВПЗА была предпочтительной в сопоставлении с предшествующими способами высокотемпературной пайки, то есть высокотемпературной пайки в вакуумной печи, вследствие улучшенных выходов продукции, меньших требований к техническому облуживанию печи, большей надежности способа высокотемпературной пайки и меньших капиталовложений в использующееся оборудование.

При изготовлении теплообменников с использованием способа ВПЗА алюминиевый присадочный сплав высокотемпературной пайки (например, АА 4345 или АА 4043) зачастую подвергают предварительному плакированию или нанесению покрытия, по меньшей мере, на одной стороне сердцевинного листа из алюминиевого сплава (или листа высокотемпературной пайки). В альтернативном варианте, на неплакированные трубки для улучшения их коррозионной стойкости наносят (например, по способу проволочного дугового напыления) цинковое покрытие дугового напыления в качестве предварительного твердого припоя. Алюминиевые сплавы сердцевины пластин и трубок обычно представляют собой АА 3003 или различные «долговечные сплавы» или модифицированные сплавы АА 3003 при добавлениях небольших количеств элементов, обычно выбираемых из Cu, Mg, Mn, Ti, Zn, Cu, Cr и Zr.

В способе ВПЗА на соединяемые поверхности предварительно собранных компонентов наносят флюсующую добавку. Во время высокотемпературной пайки при приблизительно от 560 до 575°C флюсующая добавка начинает расплавляться, и расплавленный флюс вступает в реакцию со слоем оксида алюминия, растворяется в нем и вытесняет его, причем слой оксида алюминия естественным образом сформирован на поверхности алюминиевого сплава, и высвобождают присадочный сплав высокотемпературной пайки. Присадочный сплав высокотемпературной пайки начинает плавиться при приблизительно от 575 до 590°C и начинает течь в направлении соединений, подвергаемых высокотемпературной пайке. Во время процесса охлаждения присадочный металл затвердевает и образует соединения высокотемпературной пайки. Флюс, находящийся, на поверхности, также затвердевает и остается на поверхности в виде остатков флюса.

Дополнительные функции флюсующей добавки заключаются в предотвращении преобразовании слоя оксида алюминия во время высокотемпературной пайки, улучшении течения присадочного слава высокотемпературной пайки и увеличении смачиваемости основного металла. Флюсующая добавка обычно представляет собой смесь из фторалюминатов щелочных металлов, описывающихся общей формулой K_1-3AlF_4-6⋅H₂O, которая по существу является смесью из K₃AlF₆, K₂AlF₅ и KAlF₄. При высокотемпературной пайке алюминия или алюминиевых сплавов флюсы на фторидной основе предпочитают флюсам на хлоридной основе, поскольку они считаются инертными или некоррозионными по отношению к алюминию и его сплавам и по существу нерастворимыми в воде после высокотемпературной пайки. В случае использования рекомендованной массы покрытия из флюса (3-5 грамма в расчете на один квадратный метр (г/м²) для высокотемпературной пайки в печи) способ ВПЗА, как считается, образует плотно прилегающий некоррозионный остаток, имеющий толщину 1-2 микрометра (мкм). Таким образом, полагают, что по завершении операции высокотемпературной пайки не требуется какое-либо удаление остатков флюса.

Вследствие сообщения о некоррозионной природе флюса, его пригодности для составления сборки при высокотемпературной пайке и гибком контроле, способ ВПЗА является одним из наиболее дешевых способов для соединения алюминиевых теплообменников. Теперь его обычно используют в автомобильных и других областях промышленности для изготовления теплообменников.

Сущность изобретения

Как демонстрируют недавние исследования, проведенные изобретателями, остатки флюса на основе фторалюмината калия являются растворимыми в коммерческих теплоносителях и будут выщелачивать ионы фторида и алюминия. Данные ионы могут усилить коррозию металлов в системе охлаждения двигателя и/или ухудшить коррозионную защиту теплоносителя и характеристики теплопередачи системы. Количество ионов фторида и алюминия, которые высвобождаются в теплоноситель, зависит от химического состава теплоносителя, величины загрузки по флюсу, состава использующегося флюса, других переменных, вовлеченных в способ высокотемпературной пайки, времени воздействия, а также рабочих условий и конструктивных признаков системы охлаждения. Степень коррозии и ухудшение характеристик теплопередачи системы охлаждения имеют тенденцию к увеличению при увеличении времени воздействия.

Проблемы с выщелачиванием ионов и последующей коррозией оказывают воздействие как на новые транспортные средства, так и на транспортные средства, бывшие в употреблении. В транспортных средствах, включающих алюминиевый компонент, изготовленный по способу ВПЗА, недавно установленный или предполагаемый для установки, желательно предотвратить выщелачивание и коррозию. В транспортном средстве, бывшем в употреблении, в котором уже произошли выщелачивание и коррозия, желательно удалять продукты коррозии и обеспечивать защиту от дальнейшей коррозии. Присутствие продуктов коррозии может уменьшить характеристики теплопередачи.

Таким образом, существует потребность в композициях и способах для очистки и удаления продуктов коррозии или предотвращения их образования, сохранения или восстановления течения теплоносителя и характеристик теплопередачи, предотвращения повреждения от коррозии или предотвращения или сведения к минимуму дополнительного повреждения от коррозии и сохранения характеристик теплопередачи во время эксплуатации и срока службы системы охлаждения транспортного средства, включающей алюминиевые компоненты, изготовленные в результате высокотемпературной пайки в защитной атмосфере.

Для удовлетворения вышеупомянутой потребности созданы очищающий раствор и способ быстрой очистки автомобильных систем охлаждения, включающих алюминиевые теплообменники, изготовленные в результате высокотемпературной пайки в защитной атмосфере. Способ при необходимости может включать стадию кондиционирования (пассивирования).

Способ и система обработки более подробно описываются ниже.

Подробное описание изобретения

Как было обнаружено, алюминиевые компоненты, изготовленные по способу ВПЗА, для уменьшения нежелательного выщелачивания ионов из флюса и последующей коррозии могут быть очищены до их попадания в контакт с теплоносителем в системе теплопередачи. Продукты коррозии могут уменьшить эффективность теплопередачи. Для улучшения срока службы теплоносителя желательным может оказаться пассивирование системы теплопередачи до добавления нового теплоносителя и/или после очистки и установки новых деталей в системе теплопередачи. Пассивирование создает защитную пленку на поверхностях компонентов системы теплопередачи, которая защищает компоненты от коррозии.

В настоящем документе также описываются способ и композиция для удаления продуктов коррозии из системы теплопередачи, включающей алюминиевый компонент, изготовленный по способу ВПЗА. Для улучшения срока службы теплоносителя желательным может оказаться пассивирование системы теплопередачи до добавления нового теплоносителя после очищения системы теплопередачи.

Очищающий раствор может быть получен в результате разбавления концентрата очистителя. Также предусматривается и возможность использования концентрата очистителя в качестве очищающего раствора. Концентрат очистителя должен характеризоваться устойчивостью при хранении в самых разнообразных условиях. В дополнение к этому, очищающий раствор должен иметь устойчивую окраску при наличии окрашивающего вещества.

Концентрат очистителя содержит более чем 15 массовых процентов средства, снижающего температуру замерзания, от 0,5 до 35 массовых процентов щавелевой кислоты и азольное соединение. Массовый процент базируется на общей массе концентрата очистителя. Концентрат очистителя может дополнительно содержать описанные ниже необязательные ингредиенты. Баланс в композиции может быть обеспечен водой.

Средства, понижающие температуру замерзания, включают этиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль (или 1,2-пропандиол), 1,3-пропандиол, глицерин (или 1,2,3-пропантриол) или комбинацию, содержащую один или несколько вышеупомянутых средств, снижающих температуру замерзания. В пределах описанного выше диапазона средство снижения температуры замерзания может присутствовать в количестве, большем или равном 20 массовым процентам или, более конкретно, большем или равном 25 массовым процентам. Средство для снижения температуры замерзания может присутствовать в количестве, меньшем или равном 99,4 массового процента или, более конкретно, меньшем или равном 95 массовым процентам.

В пределах описанного выше диапазона щавелевая кислота может присутствовать в количестве, большем или равном 0,6 массового процента или, более конкретно, большем или равном 0,8 массового процента. Кроме того, в пределах описанного выше диапазона щавелевая кислота может присутствовать в количестве, меньшем или равном 30 массовым процентам или, более конкретно, меньшем или равном 20 массовым процентам.

Очиститель может содержать единственное азольное соединение или комбинацию из азольных соединений. Азольные соединения содержат 5- или 6-членное гетероциклическое кольцо в качестве функциональной группы, где гетероциклическое кольцо содержит, по меньшей мере, один атом азота. Примеры азольных соединений включают бензотриазол (БЗТ), толилтриазол, метилбензотриазол (например, 4-метилбензотриазол и 5-метилбензотриазол), бутилбензотриазол и другие алкилбензотриазолы (например, алкильная группа содержит от 2 до 20 атомов углерода), меркаптобензотиазол, тиазол и другие замещенные тиазолы, имидазол, бензимидазол и другие замещенные имидазолы, индазол и замещенные индазолы, тетразол и замещенные тетразолы и их смеси.

Очиститель может содержать азольное соединение (соединения) в количестве в диапазоне от 0,01 до 20 массовых процентов в расчете на общую массу концентрата очистителя. В пределах данного диапазона очиститель может содержать азольное соединение (соединения) в количестве, большем или равном 0,02 массового процента или, более конкретно, большем или равном 0,03 массового процента или, более конкретно, большем или равном 0,05 массового процента. Кроме того, в пределах данного диапазона азольное соединение (соединения) может присутствовать в количестве, меньшем или равном 15 массовым процентам или, более конкретно, меньшем или равном 12 массовым процентам или, более конкретно, меньшем или равном 10 массовым процентам.

Концентрат очистителя необязательно может содержать малеиновую кислоту или малеиновый ангидрид в количестве в диапазоне от 0 до 20 массовых процентов в расчете на общую массу концентрата очистителя. В пределах данного диапазона малеиновый ангидрид может присутствовать в количестве, большем или равном 0,1 массового процента или, более конкретно, большем или равном 0,5 массового процента. Кроме того, в пределах данного диапазона малеиновый ангидрид может присутствовать в количестве, меньшем или равном 10 массовым процентам или, более конкретно, меньшем или равном пяти массовым процентам.

Концентрат очистителя необязательно может содержать органический сложный эфир фосфорной кислоты, такой как Maxhib AA-0223, Maxhib РТ-10Т, или их комбинации Органический сложный эфир фосфорной кислоты может присутствовать в количестве в диапазоне от 0 до 10 массовых процентов в расчете на общую массу концентрата очистителя. В пределах данного диапазона органический сложный эфир фосфорной кислоты может присутствовать в количестве, большем или равном 0,1 массового процента или, более конкретно, большем или равном 0,5 массового процента. Кроме того, в пределах данного диапазона органический сложный эфир фосфорной кислоты может присутствовать в количестве, меньшем или равном 10 массовым процентам или, более конкретно, меньшем или равном 5 массовым процентам.

Концентрат очистителя необязательно может содержать органическую кислоту, характеризующуюся значением рКа, меньшим или равным 5,0 при 25°C. Органическая кислота отличается от щавелевой кислоты, а также отличается от малеиновой кислоты. Органическая кислота может характеризоваться значением рКа, меньшим или равным 4,5 или, более конкретно, меньшим или равным 4,0 или, более конкретно, меньшим или равным 3,5 или, более конкретно, меньшим или равным 3,0 или, более конкретно, меньшим или равным 2,5 или, более конкретно, меньшим или равным 2,0, во всех случаях при 25°C. Органическая кислота может быть алифатической или ароматической органической кислотой. В дополнение к содержанию атомов углерода, водорода и кислорода молекула органической кислоты также может содержать от 0 до 4 атомов серы, от 0 до 4 атомов азота и/или от 0 до 4 атомов фосфора. Органическая кислота может содержать одну или несколько карбокислотных групп. Одно соображение при выборе органической кислоты заключается в растворимости в водной системе при объединении концентрата очистителя с водой для получения водного очищающего раствора. Таким образом, органическая кислота должна характеризоваться достаточной растворимостью в водном очищающем растворе для присутствия в очищающем растворе в количестве, таком чтобы очистка могла бы быть завершена своевременно, по временной шкале, составляющей минуты или часы, а обычно менее чем 24 часа.

Одно дополнительное соображение при выборе органической кислоты заключается в эффективности очистки и потенциале для коррозии. В некоторых вариантах осуществления желательным является выбор органической кислоты, которая в результате приведет к очистке за короткий период времени (высокая эффективность). Однако эффективность очистки должна быть уравновешена низким потенциалом по стимулированию коррозии.

Примеры органических кислот включают таурин или 2-аминоэтансульфоновую кислоту, цистеиновую кислоту, дигидроксивинную кислоту, аспарагиновую кислоту, 1,1-циклопропандикарбоновую кислоту, пикриновую кислоту, пиколиновую кислоту, аконитиновую кислоту, карбоксиглутаминовую кислоту, дигидроксияблочную кислоту, 2,4,6-тригидроксибензойную кислоту, 8-хинолинкарбоновую кислоту и комбинации из двух и более вышеупомянутых кислот. Кроме того, включаются и ангидридные эквиваленты вышеупомянутых органических кислот. Предусматривается то, что могут быть использованы комбинации из органических кислот и органических ангидридов.

Концентрат очистителя необязательно может содержать комбинацию из органических кислот, характеризующихся значением рКа, меньшим или равным 5,0 при 25°C. Комбинация из органических кислот может характеризоваться значением рКа, меньшим или равным 4,5 или, более конкретно, меньшим или равным 4,0 или, более конкретно, меньшим или равным 3,5 или, более конкретно, меньшим или равным 3,0 или, более конкретно, меньшим или равным 2,5 или, более конкретно, меньшим или равным 2,0, во всех случаях при 25°C. Органическая кислота (кислоты) может присутствовать в количестве в диапазоне от 0 до 20 массовых процентов в расчете на совокупную массу концентрата очистителя. В пределах данного диапазона очиститель может содержать органическую кислоту (кислоты) в количестве в диапазоне от 0,05 до 15 массовых процентов или, более конкретно, от 0,2 до 10 массовых процентов или, более конкретно, от 0,5 до 8 массовых процентов.

Концентрат очистителя необязательно может содержать полимер на основе акриловой кислоты или малеиновой кислоты, такой как полиакриловая кислота, полималеиновая кислота или их комбинация. Кроме того, включаются сополимеры и терполимеры акриловой кислоты и малеиновой кислоты, в том числе те, которые содержат сульфонатные группы. Примеры материалов включают Acumer 2000 и Acumer 3100. Данные полимеры могут присутствовать в количестве в диапазоне от 0 до 5 массовых процентов в расчете на совокупную массу концентрата очистителя.

Концентрат очистителя необязательно может содержать дополнительный ингибитор коррозии. Примеры дополнительных ингибиторов коррозии включают ацетиленовые спирты, амиды, альдегиды, имидазолины, растворимые иодидные соединения, пиридины и амины. Дополнительный ингибитор коррозии может присутствовать в количестве, в диапазоне от 0 до 10 массовых процентов, в расчете на общую массу концентрата очистителя.

Концентрат очистителя может дополнительно содержать поверхностно-активное вещество, такое как этиленоксидные полимер или сополимер, пропиленоксидные полимер или сополимер, C₈-C₂₀ этоксилированный спирт или их комбинация. Примеры поверхностно-активных веществ включают Pluronic L-61, PM 5150, Tergitol 15-2-9 (CAS # 24938-91-8), Tergitol 24-L-60 (CAS # 68439-50-9) и Neodol 25-9 (CAS # 68002-97-1). Поверхностно-активное вещество может присутствовать в количестве в диапазоне от 0 до 3 массовых процентов в расчете на общую массу концентрата очистителя. В пределах данного диапазона поверхностно-активное вещество может присутствовать в количестве, большем или равном 0,01 массового процента или, более конкретно, большем или равном 0,03 массового процента. Кроме того, в пределах данного диапазона поверхностно-активное вещество может присутствовать в количестве, меньшем или равном одному массовому проценту.

Концентрат очистителя может дополнительно содержать краситель, такой как неионный краситель. Примеры неионных красителей доступны под торговой маркой Liquitint© в компании Milliken Chemicals.

Концентрат очистителя может дополнительно содержать одного или нескольких представителей из следующих далее: ингибиторы образования накипи, противовспениватели, биоциды, полимерные диспергаторы и средства предотвращения протечек, такие как аттапульгитовая глина и соевая мука.

Концентрат очистителя имеет жидкую форму.

Один пример, концентрата очистителя содержит от 5 до 10 массовых процентов щавелевой кислоты, от 0,001 до 4 массовых процентов азольного соединения, от 20 до 95 массовых процентов этиленгликоля, от 0 до 1 массового процента поверхностно-активного вещества, где массовый процент базируется на общей массе концентрата очистителя.

Для получения очищающего раствора концентрат очистителя может быть разбавлен в результате добавления от 0,5 до 5 (обычно объемных) частей воды к 1 части концентрата очистителя. Очищающий раствор при получении в результате разбавления концентрата очистителя может содержать от 0,5 до 90 массовых процентов средства для снижения температуры замерзания, щавелевую кислоту в количестве, большем или равном 0,01 массового процента, и азольное соединение в количестве, большем или равном 0,001, в расчете на общую массу очищающего раствора. В одном более конкретном варианте осуществления очищающий раствор содержит более чем 10% об. средства для снижения температуры замерзания, щавелевую кислоту в количестве, большем или равном 0,01 массового процента, и азольное соединение в количестве, большем или равном 0,001, в расчете на общий объем и общую массу очищающего раствора.

Обычно любой теплоноситель, присутствующий в системе теплопередачи, сливают перед очисткой. Система теплопередачи может быть подвергнута промывке струей воды перед добавлением очищающего раствора в систему теплопередачи и сливу. Некоторые системы теплопередачи трудно подвергаются сливу и сохраняют значительное количество циркулировавшей в них ранее текучей среды. Систему теплопередачи заполняют очищающем раствором. Двигатель запускают и эксплуатируют в течение периода времени, который может находиться в диапазоне от нескольких минут до нескольких часов. Очищающий раствор может быть подвергнут рециркуляции. Очищающий раствор может быть подвергнут рециркуляции при использовании внутреннего насоса (то есть водяного насоса в двигателе транспортного средства) и/или одного или нескольких внешних насосов. В альтернативном варианте, очищающий раствор может быть подан в систему под действием силы тяжести. В дополнение к этому, во время рециркуляции очищающего раствора может быть использован фильтр, такой как мешочный фильтр. Фильтр может быть установлен в боковом потоке контура рециркуляции или в таком месте в системе, чтобы он мог бы быть удален или легко заменен во время процесса очистки без прерывания циркуляции очищающего раствора в основной части системы. Фильтр может иметь размер отверстий или пор в диапазоне от 10 микрометров до 200 микрометров. После завершения очистки двигатель отключают и очищающий раствор сцеживают из системы, а систему промывают струей воды.

В одном примере осуществления очистки используют внешний насос и резервуар текучей среды, открытый на атмосферное давление. Внешний насос и резервуар текучей среды используют для циркуляции текучей среды через автомобильную систему охлаждения. Систему теплопередачи промывают струей теплоносителя и заполняют водой. Термостат удаляют и устанавливают модифицированный термостат для моделирования «открытого» состояния термостата. В методике используют противоточную схему пропускания через радиатор отопителя, что обеспечивает течение через радиатор отопителя. Газ, генерированный в системе, продувают через систему и выпускают в резервуар. Внешний насос отбирает очищающий раствор из резервуара и отправляет его в выпускное отверстие радиатора отопителя, через радиатор отопителя, из шланга впускного отверстия радиатора отопителя и в ниппель выпускного отверстия нагревателя на двигателе. Выпускной шланг соединяют от ниппеля впускного отверстия нагревателя на двигателе обратно к резервуару. На выпускном шланге в резервуар может быть использован необязательный фильтр для улавливания каких-либо очищенных инородных материалов. Двигатель транспортного средства используют для тепловыделения в очищающем растворе, но он может функционировать только до тех пор, пока температура очищающего раствора будет оставаться ниже температуры кипения. Системе можно дать возможность охладиться, и двигатель необязательно может быть перезапущен для повторного нагревания раствора, но опять-таки двигатель функционирует только до тех пор, пока температура очищающего раствора будет оставаться ниже температуры кипения. Между циклами нагревания и охлаждения очищающий раствор в резервуаре может быть заменен. Дополнительный очищающий раствор может быть добавлен во время цикла нагревания для сохранения температуры очищающего раствора ниже температуры кипения. Стадия охлаждения и стадия повторного нагревания могут быть повторены вплоть до того, как система будет признана чистой. Чистота системы может быть оценена на основании внешнего вида очищающего раствора. После завершения циркуляции очищающего раствора систему теплопередачи промывают струей воды.

Для пассивирования системы теплопередачи после очистки при использовании очищающего раствора может быть использован кондиционер. Кондиционер может содержать воду, растворимые в воде фосфаты щелочных металлов, такие как фосфат натрия или фосфат калия, в количестве в диапазоне от 0,2 до 15 массовых процентов, один или несколько азольных соединений в количестве в диапазоне от 0,05 до 5 массовых процентов и необязательные компоненты, такие как ингибиторы коррозии, ингибиторы образования накипи, нейтрализаторы кислоты, красители, поверхностно-активные вещества, противовспениватели, добавки для предотвращения протечек (то есть аттапульгитовая глина или соевая мука) и тому подобное. Количества, указанные в данном абзаце, базируются на общей массе кондиционера.

Значение pH кондиционера может быть большим или равным 7,5 при комнатной температуре (в диапазоне от 15 до 25°C) или, более конкретно, большим или равным 8,0 или, более конкретно, находящимся в диапазоне от 8,5 до 11.

Кондиционер вводят в систему теплопередачи способом, идентичным или подобным тому, что и очищающий раствор. Подобно очищающему раствору кондиционер должен циркулировать при температуре, меньшей, чем температура кипения кондиционера. Температура кондиционера может находиться в диапазоне от температуры окружающей среды до 80°C.

После удаления необязательного кондиционера и вымывания его струей из системы теплопередачи добавляют теплоноситель.

Теплоноситель может являться теплоносителем на гликолевой основе, содержащим алифатическую карбоновую кислоту или ее соль и/или ароматическую карбоновую кислоту. Теплоноситель может дополнительно содержать азол, фосфат или их комбинацию. В дополнение к этому, теплоноситель также может содержать воду, один или несколько понизителей температуры замерзания на гликолевой основе и необязательный регулятор значения pH для доведения значения pH теплоносителя до величины в диапазоне от 7,5 до 9,0.

Один пример теплоносителя для использования в качестве пополняющего теплоносителя в системах охлаждения транспортных средств содержит средство для снижения температуры замерзания в количестве в диапазоне от 10 до 99 массовых процентов в расчете на общую массу теплоносителя; деионизованную воду; и пакет ингибиторов коррозии.

Средство для снижения температуры замерзания, подходящее для использования, включает спирты или смесь спиртов, таких как одноатомные или многоатомные спирты, и их смесь. Спирт выбирают из группы, состоящей из метанола, этанола, пропанола, бутанола, фурфурола, фурфурилового спирта, тетрагидрофурфурилового спирта, этоксилированного фурфурилового спирта, этиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, 1,2-пропиленгликоля, 1,3-пропиленгликоля, дипропиленгликоля, бутиленгликоля, глицерина, глицерин-1,2-диметилового эфира, глицерин-1,3-диметилового эфира, моноэтилового эфира глицерина, сорбита, 1,2,6-гексантриола, триметилолпропана, алкоксиалканолов, таких как метоксиэтанол, и их смеси. Средство для снижения температуры замерзания присутствует в композиции в количестве в диапазоне от приблизительно 10 до приблизительно 99 массовых продуцентов в расчете на общую массу теплоносителя. В пределах данного диапазона средство для снижения температуры замерзания может присутствовать в количестве в диапазоне от 30 до 99 массовых процентов или, более конкретно, от 40 до 99 массовых процентов.

Вода, подходящая для использования, включает деионизованную воду или деминерализованную воду. Вода в теплоносителе присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,1 до приблизительно 90 массовых процентов или, более конкретно, от 0,5 до 70 массовых процентов или, еще более конкретно, от 1 до 60 массовых процентов, в расчете на общую массу теплоносителя.

Пакет ингибиторов коррозии может включать одно- или двухосновные алифатические (C₆-C₁₅) карбоновые кислоты, их соль или их комбинацию. Примеры одно -или двухосновных алифатических карбоновых кислот включают 2-этилгексановую кислоту, неодекановую кислоту и себациновую кислоту.

Пакет ингибиторов коррозии может включать неорганический фосфат, такой как фосфорная кислота, ортофосфат натрия или калия, пирофосфат натрия или калия и полифосфат или гексаметафосфат натрия или калия. Концентрация фосфата в теплоносителе может находиться в диапазоне от 0,002 до 5 массовых процентов или, более конкретно, от 0,01 до 1 массового процента, в расчете на общую массу теплоносителя.

Пакет ингибиторов коррозии может включать растворимое в воде соединение магния, такое как нитрат магния и сульфат магния, что приводит в результате к получению ионов магния в теплоносителе. Концентрация ионов магния в рецептуре может находиться в диапазоне от 0,5 до 100 ч./млн Mg.

Пакет ингибиторов коррозии может включать, по меньшей мере, один компонент, выбираемый из следующих далее: (1) азольные соединения или другие ингибиторы коррозии для медных сплавов; (2) смесь из фосфонокарбоновых кислот, такая как Bricorr 288; и (3) смесь из фосфинокарбоновых кислот, такая как PSO.

Кроме того, могут быть включены ингибиторы коррозии для меди и медных сплавов. Подходящие для использования ингибиторы коррозии для меди и медных сплавов включают соединения, содержащие 5- или 6-членное гетероциклическое кольцо в качестве активной функциональной группы, где гетероциклическое кольцо содержит, по меньшей мере, один атом азота, например, азольное соединение. Примеры азольных соединений включают бензотриазол, толилтриазол, метилбензотриазол (например, 4-метилбензотриазол и 5-метилбензотриазол), бутилбензотриазол и другие алкилбензотриазолы (например, алкильная группа содержит от 2 до 20 атомов углерода), меркаптобензотиазол, тиазол и другие замещенные тиазолы, имидазол, бензимидазол и другие замещенные имидазолы, индазол и замещенные индазолы, тетразол и замещенные тетразолы и их смеси. Ингибиторы коррозии для меди и медных сплавов в композиции могут присутствовать в количестве в диапазоне приблизительно от 0,01 до 4% масс. в расчете на общую массу теплоносителя.

Теплоноситель может дополнительно содержать другие добавки к теплоносителю, такие как красители, другие ингибиторы коррозии, не перечисленные выше, диспергаторы, противовспениватели, ингибиторы образования накипи, поверхностно-активные вещества, красители и ингибиторы образования отложений, смачиватели и биоциды и тому подобное.

Необязательные ингибиторы коррозии включают один или несколько растворимых в воде полимеров (Mw: от 200 до 200000 Да), таких как поликарбоксилаты, например, полиакриловые кислоты или полиакрилаты, полимеры, сополимеры, терполимеры и тетраполимеры на акрилатной основе, такие как акрилат/акриламидные сополимеры, полиметракрилаты, полималеиновые кислоты или полимеры малеинового ангидрида, полимеры на основе малеиновой кислоты, их сополимеры и терполимеры, модифицированные полимеры на акриламидной основе, в том числе полиакриламиды, сополимеры и терполимеры на акриламидной основе. В общем случае растворимые в воде полимеры, подходящие для использования, включают гомополимеры, сополимеры, терполимеры и интерполимеры, содержащие (1) по меньшей мере, одно мономерное звено, включающее C₃-C₁₆ моноэтиленненасыщенные моно- или дикарбоновые кислоты или их соли, или (2) по меньшей мере, одно мономерное звено, включающее C₃-C₁₆ моноэтиленненасыщенные моно- или дикарбокислотные производные, такие как амиды, нитрилы, сложные эфиры карбоновых кислот, галогенангидриды (например, хлорангидриды) кислот и ангидриды кислот и их комбинация. Примеры монокарбоновых кислот для получения растворимых в воде полимеров включают акриловую кислоту, метакриловую кислоту, этакриловую кислоту, винилуксусную кислоту, аллилуксусную кислоту и кротоновую кислоту. Примеры сложного эфира монокарбоновой кислоты, подходящего для использования, включают бутилакрилат, н-гексилакрилат, трет-бутиламиноэтилметакридат, диэтиламиноэтилакрилат, гидроксиэтилметакрилат, гидроксипропилакрилат, гидроксипропилметакрилат, диэтиламиноэтилметакрилат, диметиламиноэтилметакрилат, диметиламиноэтилакрилат, метилакрилат, метилметакрилат, третичный бутилакрилат и винилацетат. Примеры дикарбоновых кислот включают малеиновую кислоту, итаконовую кислоту, фумаровую кислоту, цитраконовую кислоту, мезаконовую кислоту и метиленмалоновую кислоту. Примеры амидов включают акриламид (или 2-пропенамид), метакриламид, этилакриламид, пропилакриламид, третичный бутилметакриламид, третичный октилакриламид, N,N-диметилакриламид (или N,N-диметил-2-пропенамид), диметиламинопропилметакриламид, циклогексилакриламид, бензилметакриламид, винилацетамид, сульфометилакриламид, сульфоэтилакриламид, 2-гидрокси-3-сульфопропилакриламид, сульфофенилакриламид, N-винилформамид, N-винилацетамид, 2-гидрокси-3-сульфопропилакриламид, N-винилпирролидон (циклический амид), карбоксиметилакриламид. Примеры ангидридов, включают малеиновый ангидрид (или 2,5-фурандион) и янтарный ангидрид. Примеры нитрилов включают акрилонитрил и метакрилонитрил. Примеры галогенангидридов кислот включают хлорид акриламидопропилтриметиламмония, хлорид диаллилдиметиламмония и хлорид метакриламид опропилтриметиламмония. В дополнение к этому, также могут быть использованы и растворимые в воде полимеры, содержащие, по меньшей мере, одно мономерное звено следующего далее дополнительного мономера. Дополнительные мономеры могут быть выбраны из группы, состоящей из аллилгидроксипропилсульфоната, АМПС или 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты, полиэтиленгликольмонометакрилата, винилсульфоновой кислоты, стиролсульфоновой кислоты, акриламидометилпропансульфоновой кислоты, металлилсульфоновой кислоты, аллилоксибензолсульфоновой кислоты, 1,2-дигидрокси-3-бутена, аллилового спирта, аллилфосфоновой кислоты, этиленгликольдиакрилата, аспарагиновой кислоты, гидроксамовой кислоты, 2-этилоксазолина, адипиновой кислоты, диэтилентриамина, этиленоксида, пропиленоксида, аммиака, этилендиамина, диметиламина, диаллилфталата, 3-аллилокси-2-гидроксипропансульфоновой кислоты, полиэтиленгликольмонометакрилата, стиролсульфоната натрия, алкоксилированного сульфоната аллилового спирта, обладающего следующей далее структурой:

где R¹ представляет собой гидроксилзамещенный алкильный или алкиленовый радикал, содержащий от 1 до приблизительно 10 атомов углерода, или незамещенный алкильный или алкиленовый радикал, содержащий от 1 до приблизительно 10 атомов углерода, или представляет собой (CH₂-CH₂-O)_n, [CH₂-CH(CH₃)-O])_n или смесь обоих вариантов, а «n» представляет собой целое число в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50; R² представляет собой Н или низшую алкильную (C₁-C₃) группу; Х при его наличии представляет собой анионный радикал, выбираемый из группы, состоящей из SO₃, PO₃, PO₄, COO; Y при его наличии представляет собой H или водороды или любые растворимые в воде катион или катионы, которые совместно уравновешивают валентность анионного радикала; а составляет 0 или 1. Количество растворимого в воде полимера в теплоносителе может находиться в диапазоне приблизительно от 0,005 до 10 массовых процентов в расчете на общую массу теплоносителя. Растворимый в воде полимер также может представлять собой либо полиаминометиленфосфонат простого полиэфира, описанный в патенте США №5338477, либо фосфинополиакрилатные кислоты.

Необязательные ингибиторы коррозии могут включать одну или несколько алифатических трикарбоновых кислот (например, лимонную кислоту) или алифатических тетракарбоновых кислот, таких как 1,2,3,4-алкантетракарбоновые кислоты, а предпочтительно 1,2,3,4-бутантетракарбоновая кислота. Кроме того, могут быть использованы растворимые в воде соли, сложные эфиры или ангидриды алифатических тетракарбоновых кислот. Концентрация может находиться в диапазоне приблизительно от 0,001 до 5 массовых процентов в расчете на общую массу теплоносителя.

Необязательные ингибиторы коррозии также м