Knowledge base
Quasi ogni circuito di raffreddamento di un motore e ogni dry cooler esterno funziona con una miscela di acqua e glicole anziché con sola acqua. Il glicole impedisce al circuito di congelare, innalza il punto di ebollizione e - nei refrigeranti dei costruttori dei motori - contiene gli inibitori che proteggono i metalli. Rende però il liquido un peggior refrigerante: più denso, più pesante e con minore capacità termica per litro, così un radiatore con glicole al 50 % è più grande dello stesso radiatore con acqua.
Questa guida spiega che cosa fa la percentuale e come viene scelta e specificata.
Perché il glicole
Un radiatore sta all'esterno. Alla prima notte di gelo l'acqua nei suoi tubi congela, si espande e spacca il rame; il danno si manifesta in primavera con le perdite. Il glicole etilenico nell'acqua abbassa il punto di congelamento - circa −10 °C al 25 %, −22 °C al 40 %, −37 °C al 50 % in volume - e innalza di qualche kelvin il punto di ebollizione, il che aiuta un circuito motore pressurizzato in quota. Il glicole propilenico fa lo stesso con minore tossicità e si usa dove il refrigerante potrebbe raggiungere alimenti o acqua potabile, al prezzo di un liquido ancora più denso.
I costruttori dei motori vanno oltre: i loro refrigeranti sono miscele di glicole con pacchetti di inibitori contro corrosione, cavitazione e incrostazioni, e ne specificano la miscela e la manutenzione. Per un radiatore di motore il refrigerante è quindi quello del costruttore del motore, e il radiatore è progettato per esso.
Quanto costa in termini di potenza
Cambiano tre proprietà. Il calore specifico di una miscela al 50 % di glicole etilenico è circa il 15 % inferiore a quello dell'acqua, perciò un litro trasporta meno calore a parità di variazione di temperatura; la densità è un poco più alta; e la viscosità è da due a quattro volte quella dell'acqua, il che indebolisce lo scambio termico all'interno dei tubi e aumenta la perdita di carico. Insieme significano che un radiatore che dissipa un dato carico con glicole al 50 % richiede più superficie che con acqua - comunemente dal 10 al 20 % in più, a seconda della portata e delle temperature - e mostra una maggiore perdita di carico lato refrigerante a parità di portata.
Al di sotto di circa il 20 % la protezione antigelo è scarsa e la concentrazione di inibitore è troppo bassa per un refrigerante da motore; oltre il 60 % la miscela non protegge meglio e raffredda peggio. Per questo il 40 % è lo standard abituale - protezione antigelo fino a circa −22 °C con una penalizzazione moderata - e il 50 % la scelta per siti freddi. La percentuale deve essere indicata nella richiesta: un radiatore progettato per acqua e riempito con glicole al 50 % ha una potenza insufficiente fin dal primo giorno.
Specificare, riempire e controllare
La scheda tecnica riporta il refrigerante e la percentuale a cui si riferisce la potenza, e il progetto usa per la batteria e per l'idraulica le proprietà di quella miscela alla temperatura di esercizio. Il vaso di espansione è dimensionato per l'espansione della miscela tra riempimento a freddo e temperatura di esercizio, maggiore di quella dell'acqua. L'interruttore di livello e il tappo di pressione seguono la pressione del costruttore del motore.
In loco la miscela si prepara con acqua pulita e dolce - il costruttore del motore di solito limita durezza e cloruri - e si controlla con un rifrattometro; un refrigerante premiscelato evita l'errore. Il glicole invecchia: i suoi inibitori si esauriscono, e i costruttori dei motori prescrivono intervalli di prova e una sostituzione dopo un certo numero di anni o di ore. Un circuito rabboccato più volte con acqua semplice ha perso la protezione antigelo senza che nessuno se ne accorga.
In sintesi
- Il glicole protegge dal gelo e innalza il punto di ebollizione; i refrigeranti per motori aggiungono inibitori
- Il glicole etilenico al 40 % protegge fino a circa −22 °C, al 50 % fino a circa −37 °C
- La miscela ha meno capacità termica e più viscosità dell'acqua: più superficie, più perdita di carico
- Un radiatore è progettato per la percentuale indicata e la scheda tecnica dice quale
- Il vaso di espansione è dimensionato per la miscela, la qualità dell'acqua secondo i limiti del costruttore del motore
- TECS progetta ogni radiatore e dry cooler per il refrigerante che conterrà
Per specificare il refrigerante
- Tipo di glicole: etilenico o propilenico, oppure il refrigerante del costruttore del motore
- Percentuale in volume, oppure la temperatura minima invernale da proteggere
- Portata del refrigerante e temperature di ingresso e di uscita per circuito
- Calore da dissipare per circuito
- Limite di perdita di carico del costruttore del motore e pressione dell'impianto
- Temperatura ambiente del sito, altitudine e installazione
Domande frequenti
Posso far funzionare il radiatore con acqua semplice?
Solo dove non può mai gelare e il costruttore del motore lo consente; la maggior parte richiede un refrigerante inibito per la protezione da corrosione e cavitazione a prescindere dal gelo. Se un radiatore è stato progettato per il glicole, l'acqua gli darà più potenza, non meno.
Quanta potenza costa il glicole al 50 %?
Rispetto all'acqua, un radiatore per lo stesso carico richiede dell'ordine del 10-20 % di superficie in più, e la perdita di carico lato refrigerante a parità di portata è sensibilmente più alta. Le cifre esatte sono un risultato di progetto per la portata e le temperature.
Il glicole propilenico è migliore?
È meno tossico, il che conta dove il refrigerante potrebbe raggiungere alimenti, acqua potabile o il terreno. È più viscoso del glicole etilenico e raffredda un poco peggio, quindi il radiatore cresce ancora un poco. I costruttori dei motori specificano quale è ammesso.
Quale percentuale per un sito che non gela mai?
Quella che il costruttore del motore prescrive per la protezione dalla corrosione - spesso dal 30 al 40 % anche in un clima caldo. Per un dry cooler senza motore si può usare una bassa percentuale o un trattamento a solo inibitore.
Il glicole influisce sul vaso di espansione?
Sì. Una miscela di glicole si espande più dell'acqua tra freddo e caldo, quindi il vaso è dimensionato per la miscela. TECS dimensiona il vaso di espansione per il refrigerante indicato e il volume del circuito.
Ci contatti
Ci invii la potenza termica, le temperature e le portate dei fluidi, le condizioni ambientali e i vincoli di installazione. Le risponderemo con una proposta di progetto, oppure ci scriva su WhatsApp.
