Base de connaissances
Presque tous les circuits de refroidissement de moteur et tous les aéroréfrigérants extérieurs fonctionnent avec un mélange d'eau et de glycol plutôt qu'avec de l'eau seule. Le glycol empêche le circuit de geler, relève son point d'ébullition et - dans les liquides de refroidissement des constructeurs de moteurs - véhicule les inhibiteurs qui protègent les métaux. Il fait aussi du liquide un moins bon fluide de refroidissement : plus épais, plus lourd et avec moins de capacité thermique par litre, de sorte qu'un radiateur à 50 % de glycol est plus grand que le même radiateur à l'eau.
Ce guide explique ce que fait le pourcentage, comment il est choisi et comment il est spécifié.
Pourquoi du glycol
Un radiateur est installé à l'extérieur. La première nuit de gel, l'eau de ses tubes gèle, se dilate et fend le cuivre ; les dégâts apparaissent au printemps sous forme de fuites. L'éthylène glycol dans l'eau abaisse le point de congélation - environ −10 °C à 25 %, −22 °C à 40 %, −37 °C à 50 % en volume - et relève de quelques kelvins le point d'ébullition, ce qui aide un circuit de moteur sous pression en altitude. Le propylène glycol fait de même avec une toxicité plus faible et s'utilise là où le liquide pourrait atteindre des aliments ou de l'eau potable, au prix d'un liquide encore plus épais.
Les constructeurs de moteurs vont plus loin : leurs liquides de refroidissement sont des mélanges glycolés avec des packs d'inhibiteurs contre la corrosion, la cavitation et le tartre, et ils spécifient le mélange et son entretien. Pour un radiateur de moteur, le liquide de refroidissement est donc celui du constructeur du moteur, et le radiateur est étudié pour lui.
Ce que cela coûte en puissance
Trois propriétés changent. La chaleur massique d'un mélange à 50 % d'éthylène glycol est inférieure d'environ 15 % à celle de l'eau, si bien qu'un litre transporte moins de chaleur pour le même écart de température ; la masse volumique est un peu plus élevée ; et la viscosité est de deux à quatre fois celle de l'eau, ce qui affaiblit le transfert de chaleur à l'intérieur des tubes et augmente la perte de charge. Ensemble, cela signifie qu'un radiateur qui évacue une puissance donnée avec 50 % de glycol demande plus de surface qu'avec de l'eau - couramment 10 à 20 % de plus, selon le débit et les températures - et présente une perte de charge côté liquide plus élevée au même débit.
En dessous d'environ 20 %, la protection antigel est faible et la concentration d'inhibiteur est trop basse pour un liquide de refroidissement de moteur ; au-dessus de 60 %, le mélange ne protège pas mieux et refroidit moins bien. C'est pourquoi 40 % est le standard habituel - protection antigel jusqu'à environ −22 °C avec une pénalité modérée - et 50 % le choix pour les sites froids. Le pourcentage doit figurer dans la demande : un radiateur étudié pour l'eau et rempli avec 50 % de glycol manque de puissance dès le premier jour.
Spécifier, remplir et contrôler
La fiche technique indique le liquide de refroidissement et le pourcentage auxquels la puissance correspond, et l'étude utilise les propriétés de ce mélange à la température de fonctionnement pour la batterie et l'hydraulique. Le vase d'expansion est dimensionné pour la dilatation du mélange entre le remplissage à froid et la température de fonctionnement, plus grande que celle de l'eau. Le détecteur de niveau et le bouchon de pression suivent la pression du constructeur du moteur.
Sur site, le mélange est préparé avec de l'eau propre et douce - le constructeur du moteur limite généralement la dureté et les chlorures - et contrôlé au réfractomètre ; un liquide de refroidissement prémélangé évite l'erreur. Le glycol vieillit : ses inhibiteurs s'épuisent, et les constructeurs de moteurs prescrivent des intervalles de contrôle et un remplacement après un certain nombre d'années ou d'heures. Un circuit complété plusieurs fois avec de l'eau pure a perdu sa protection antigel sans que personne ne s'en aperçoive.
En bref
- Le glycol protège contre le gel et relève le point d'ébullition ; les liquides de refroidissement de moteur y ajoutent des inhibiteurs
- 40 % d'éthylène glycol protègent jusqu'à environ −22 °C, 50 % jusqu'à environ −37 °C
- Le mélange a moins de capacité thermique et plus de viscosité que l'eau : plus de surface, plus de perte de charge
- Un radiateur est étudié pour le pourcentage indiqué et la fiche technique précise lequel
- Le vase d'expansion est dimensionné pour le mélange, la qualité de l'eau selon les limites du constructeur du moteur
- TECS étudie chaque radiateur et chaque aéroréfrigérant pour le liquide de refroidissement qu'il contiendra
Pour spécifier le liquide de refroidissement
- Type de glycol : éthylène ou propylène, ou le liquide de refroidissement du constructeur du moteur
- Pourcentage en volume, ou température minimale d'hiver à protéger
- Débit du liquide de refroidissement et températures d'entrée et de sortie par circuit
- Chaleur à évacuer par circuit
- Limite de perte de charge du constructeur du moteur et pression du système
- Température ambiante du site, altitude et installation
Les questions qu'on nous pose souvent
Puis-je faire fonctionner le radiateur à l'eau pure ?
Seulement là où il ne peut jamais geler et où le constructeur du moteur l'autorise ; la plupart exigent un liquide de refroidissement inhibé pour la protection contre la corrosion et la cavitation, indépendamment du gel. Si un radiateur a été étudié pour du glycol, l'eau lui donnera plus de puissance, pas moins.
Combien de puissance coûtent 50 % de glycol ?
Par rapport à l'eau, un radiateur pour la même puissance demande de l'ordre de 10 à 20 % de surface en plus, et la perte de charge côté liquide au même débit est nettement plus élevée. Les chiffres exacts sont un résultat d'étude pour le débit et les températures.
Le propylène glycol est-il meilleur ?
Il est moins toxique, ce qui compte là où le liquide pourrait atteindre des aliments, de l'eau potable ou le sol. Il est plus visqueux que l'éthylène glycol et refroidit un peu moins bien, de sorte que le radiateur grandit un peu plus. Les constructeurs de moteurs précisent lequel est autorisé.
Quel pourcentage pour un site qui ne gèle jamais ?
Celui que prescrit le constructeur du moteur pour la protection contre la corrosion - souvent 30 à 40 % même sous climat chaud. Pour un aéroréfrigérant sans moteur, un faible pourcentage ou un traitement par inhibiteur seul peut être utilisé.
Le glycol influence-t-il le vase d'expansion ?
Oui. Un mélange glycolé se dilate plus que l'eau entre le froid et le chaud, de sorte que le vase est dimensionné pour le mélange. TECS dimensionne le vase d'expansion pour le liquide de refroidissement indiqué et le volume du circuit.
Contactez-nous
Envoyez-nous la puissance thermique, les températures et débits des fluides, les conditions ambiantes et les contraintes d'installation. Nous vous répondons avec une proposition de conception - ou écrivez-nous sur WhatsApp.
