Vše, co potřebujete vědět o chladicí kapalině

Funkce

Začněme s jeho základní funkcí: chladicí kapalina, jak název napovídá, musí mít chladicí účinek. V ideálním případě by veškerá energie z hoření paliva měla být využita k pohybu. Většina energie z paliva se však přemění na teplo. Dokonce i elektrická vozidla a hybridy s velkým bateriovým balíkem uvolňují během jízdy (vybíjení) a dobíjení hodně tepla. Tyto systémy již nefungují, když se přehřejí, a proto je zde chladicí systém.

Kromě odvádění tepla mají chladiva i další funkce, jako například:

• Poskytují ochranu proti zmrazování;
• Zvyšují bod varu nad provozní teplotu systému;
• Chrání kovy v chladicím systému proti korozi;
• Brání tvorbě pěny.

Základy

Hlavní funkcí kapaliny, jak bylo řečeno dříve, je rozdělit nadbytečné teplo do radiátoru, kde je vyměněno s venkovním vzduchem. Voda je výborně vhodná k absorbování a odstraňování tepla, ale nevýhodou vody je, že se zmrazí při 0 stupních a vaří při 100 stupních. Minerály a soli obsažené v (pitné) vodě také negativně ovlivňují materiály v chladicím systému.

Abychom překonali tyto negativní účinky vody, používáme jako základ chladiva glykoly; obvykle monoetylénový glykol (MEG). Monopropylenový glykol (MPG) se někdy používá také jako základ, ale jeho kapacita přenosu tepla pro spalovací motory je obvykle nedostatečná. MPG je méně toxický, proto jsou tyto kapaliny častěji viděny v potravinářském průmyslu. Třetí možností jsou glycerolová chladiva, známá také jako specifikace G13. Zatímco glycerol je z hlediska životního prostředí přívětivější než MEG, není tak snadno dostupný pro tuto aplikaci, protože je také surovinou pro kosmetiku. Glycerol je vedlejším produktem výroby biopaliv nebo může pocházet z rostlinného materiálu.

Složení

Skutečný chladicí prostředek se skládá z několika částí, protože kromě monoetylenglykolu (MEG) jsou potřebné přísady, které tekutině dodají požadované vlastnosti (o tom později). Mluvíme o MEG + přísady jako o "protismrazu" nebo "koncentrátu". Protismraz musí být zředěn demineralizovanou nebo změkčenou vodou, než může být skutečně použit v chladicím systému.

Z demineralizované vody jsou odstraněny minerály jako vápník a soli. Vodní kámen brání přenosu tepla a soli mohou koroze kovů v systému.

Teprve po zředění protismrazu máme chladicí kapalinu připravenou k použití, nazývanou také "Ready-Mix" nebo "chladicí prostředek". Množství demineralizované vody použité k zředění protismrazu určuje teplotní rozsah směsi. Obvykle směs 50/50 poskytuje ochranu ne nižší než -36°C, poměr směsi 40/60 (40% koncentrátu a 60% demineralizované vody) poskytuje ochranu ne nižší než -26°C. Vyšší koncentrace protismrazu neposkytují větší nebo "lepší" teplotní rozsah. Navíc příliš nízká koncentrace protismrazu zase ztrácí své vlastnosti prevence koroze. Podívejte se na graf níže:

Přísady

Chceme-li chladicí kapalině dodat požadované vlastnosti, potřebujeme chemické přísady. Přísady jsou přidávány k prevenci tvorby koroze, kavitace (tvorby a ničení malých vzduchových bublin, které mohou poškodit vodní pumpu), usazenin a kalů (nerozpustného sedimentu) a dalších věcí.

Pro zabránění otravě konzumací chladicí kapaliny je vždy přidáván hořký činidlo. To znamená, že v případě neočekávaného úniku chladicí kapaliny psi kapalinu nechají být. To také zajišťuje, že děti nepijí chladicí kapalinu. Lidé i zvířata se totiž po požití velmi vážně onemocní.

Kapalině můžeme dát libovolnou barvu přidáním barviva. To znamená, že dnes lidé nemohou absolutně 'důvěřovat' barvě kapaliny, nebo tomu, co byli zvyklí zpracovávat. Jinými slovy, kvalitu kapaliny nelze posoudit podle její barvy.

Kromě toho existují stabilizátory proti vypadávání (akumulaci křemičitých minerálních usazenin), dispergátory pro zajištění tolerance tvrdé vody, pH-buffer pro udržení úrovně kyselosti a protipěnivé přísady pro zajištění toho, že je co nejméně vzduchu uvězněno v kapalině během čerpání.

IAT (Anorganická kyselina Technologie)

IAT je také známá jako 'tradiční' nebo 'staromódní' chladicí kapalina. Je to ta s krátkým intervalovým výměnou (každé 2 roky), často zelená nebo modrá.

Aby splňovala dříve stanovené požadavky, tato kapalina obsahuje anorganické (minerální) inhibitory, složené ze silikátů, dusičnanů, aminů, fosfátů a/nebo borátů. Tato kapalina funguje tím, že vytváří malou ochrannou 'deku', aby byl kov v systému chráněn. Minerální inhibitory, které zajišťují tento efekt, jsou spotřebovány během procesu, což znamená, že po určité době už nejsou kapacity na opravu ochranné deky. Tím je systém trochu zranitelnější.

Výhodou této kapaliny je, že rychle funguje, ale zároveň nevýhodou je, že chemický účinek se opotřebuje poměrně krátkou dobu. Vytvořená ochranná deka také funguje jako izolátor a tím omezuje přenos tepla do jisté míry.

OAT (Organická kyselina Technologie)

OAT kapalina je glykolová (MEG nebo MPG) s organickými inhibitory, složenými z karboxylátů. Tato kapalina neobsahuje 0% anorganických (minerálních) inhibitorů. Organické inhibitory jsou selektivní; namísto toho, aby vytvářely ochrannou deku po celém systému jako IAT, inhibitory chemicky interagují pouze na místech v systému, kde začíná vznikat koroze.

Z tohoto důvodu je spotřeba přísad mnohem nižší ve srovnání s IAT. Z tohoto důvodu je interval výměny u OAT podstatně delší (dlouhodobý).

Nevýhodou je, že ochrana je vždy reaktivní, takže vždy existuje určité zpoždění v ochraně, protože povrch musí nejprve začít koroze, než začne chemie fungovat.

HOAT (Hybridní Organická kyselina Technologie)

U mnoha lehkých kovů není tato malá forma koroze, jak se vyskytuje u OAT, žádoucí; z tohoto důvodu byla vyvinuta hybridní kapalina, ve které jsou použity jak minerální inhibitory z IAT, tak organické inhibitory z OAT. Základem je OAT s malými množstvími silikátu, borátu, molybdatu nebo dusičnanu přidávaných podle aplikace. Tato kapalina kombinuje dlouhodobý účinek (OAT) s rychlou ochranou (IAT) obou výše diskutovaných variant.

Lob

Lobrids jsou nejnovější generací chladicích kapalin, ve kterých je hybridní efekt HOAT ještě lépe zarovnán a doladěn pro konkrétní použití. Úroveň minerálních inhibitorů je snížena a bylo použito více organických inhibitorů, odtud název kombinující oba - low a hybrid. Minerální inhibitory použité jsou často zahrnuty i v názvu, například: Si-OAT a P-OAT (silikátový nebo fosfátový OAT) nebo kombinace obou: PSi-OAT.

Bateriová elektrická vozidla a chlazení

Řízení tepla v bateriovém elektrickém vozidle (BEV) je velmi důležité, ať už jde o teplotu baterií, motoru nebo vysokovýkonové elektrické komponenty pro regulaci. Rozlišujeme dvě varianty tohoto typu chlazení:

• Tradiční chlazení bateriového bloku;
• Baterie ponořené do kapaliny (ponořený bateriový blok).

Baterie ztrácejí kapacitu, když se přehřejí. Také ztrácí kapacitu, když je příliš studená. Příliš studené baterie se také nebudou dobíjet. Současným dominujícím faktorem je stále externě chlazený bateriový blok s tradičními chladiči na bázi MEG. Příklady takových vozidel zahrnují: Tesla Model S, Audi eTron, Mercedes-Benz EQC a BMW i3.

Technologie rychlého nabíjení je zaměřena na vývojáře vozidel. Rychlé nabíjení může potenciálně způsobit velmi vysoké teploty. Vozidla, která dosahují rychlostí nabíjení až 960 km/h (přepočteno), jsou již dostupná na trhu. Rychlosti nabíjení přesahující 1400 km/h jsou slibovány v blízké budoucnosti. Takové rychlosti lze dosáhnout pouze pomocí ponořených bateriových bloků, protože dokážou spravovat teplotu. Použité kapaliny se pro tento účel více podobají transformátorovým kapalinám, ale mají mnohem nižší viskozitu a jsou nazývány také "tepelné kapaliny" nebo "dielektrické kapaliny".

Tepelné kapaliny mají odlišné požadavky než chladicí kapaliny pro spalovací motory diskutované výše, mají vysoký bod vzplanutí, musí být hořlavé a nevodivé.

Využití

Nyní, když jsme se dozvěděli o rozdílech a vývoji v průběhu času, vzniká otázka "proč potřebujeme tolik různých chladicích kapalin?" V teorii by samozřejmě nejideálnějším řešením bylo použít nejlepší dlouhodobě chránící kapalinu pro všechny chlazení, ale bohužel praxe ukazuje něco jiného. Existuje mnoho různých OEM výrobců (značek automobilů) s různými pohledy na své motory a použité materiály. Požadavky, které OEM výrobci stanovují pro schválenou chladicí kapalinu, jsou obvykle definovány v specifikaci, takže požadovaná kapalina splňuje jednu z výše uvedených technologií. Z tohoto důvodu vždy konzultujte Eurol Oil Advisor. Tento nástroj vám pomůže vybrat správnou volbu pro správnou kapalinu nebo chladivo pro vaši aplikaci.

Pokud máte další otázky, kontaktujte nás, rádi vám pomůžeme.