A hűtőfolyadék

A fagyálló hűtőfolyadék tulajdonságai

A fagyálló folyadékkal leggyakrabban gépjárművek hűtőrendszere kapcsán találkozunk, és számtalan tévhit kering velük kapcsolatban. Melyiket válasszam? Mikor kell lecserélni? Hány fokig jó? Ezekre a kérdésekre igyekszünk választ adni.

A motorban keletkezett felesleges hőmennyiséget jellemzően valamilyen folyadékkal működő hűtő rendszer segítségével szállítjuk el, méghozzá nem is keveset, a felhasznált energiának csupán 30-40%-a hasznosul mozgási energiaként. Hő szállítási szempontból a tiszta vízzel járnánk a legjobban, mivel ennek a legnagyobb a hőkapacitása, így adott mennyiségű víz tudja a legtöbb energiát szállítani. Van azonban egy igen komoly hátránya, mégpedig hogy 0 °C alatt megfagy, és ezzel visszafordíthatatlan károkat okoz a hűtőben. A leggyakrabban valamilyen glikol bázisú fagyállóval találkozhatunk a piacon. A hűtő védelme érdekében korróziós inhibitorokkal keverve hozzák forgalomba, tulajdonképpen ez jelenti a döntő különbséget a termékek között. Számos szabvány létezik a fagyálló folyadékokra ezek igen sok paramétert szabályoznak.

Fagyáspont

Kiemelt fontosságú tulajdonság a fagyvédelem. Vásárláskor a legfontosabb, hogy mindig olvassuk el tüzetesen a címkét, hogy a vásárolt fagyálló tömény-e, vagy eleve hígítottal van dolgunk. A kereskedelmi forgalomban kapható fagyálló folyadékok címkéjén rendszerint találkozunk egy olyan táblázattal, ami különböző keverési arányok esetén megmutatja, mennyi lesz a hűtőfolyadék fagyáspontja. Tömény fagyállóval van dolgunk, ha 1:1 hígításban ez kb. -36°C Pontosabban fogalmazva, ez az érték a kristályosodás kezdeti hőmérséklete, mivel a szabvány szerint ennek meghatározása úgy történik, hogy a folyadékot folyamatosan hűtik, és közben figyelik, mikor következik be az első szilárd kristályok megjelenése. Legtöbbször azonban a törésmutató meghatározásával szokták ellenőrizni a fagyvédelmet, erre való a benzinkutakon is megtalálható “kukker”, a kézi refraktométer. Ez nem annyira pontos, de jó közelítő eredményt adhat. Egy adott etilénglikol/víz arány esetén a törésmutató mindig állandó érték és jellemző a fagyáspontra. A hűtőfolyadékokban található egyéb összetevők, azonban némileg torzíthatják az eredményt, mégis a gyakorlatban jól használható. A kézi eszközök rendszerint nem is a törésmutatót, hanem rögtön a fagyáspontot adják eredményként, eleve etilénglikol-víz elegyre kalibráltan kerülnek forgalomba. Viszont léteznek propilénglikolra, etanolra, egyéb anyagokra kalibrált műszerek, ezek természetesen hamis eredményt fognak adni, tehát mindig olvassuk el a műszer használati utasítását.

Az Antarktiszon -40 és -60 °C közötti hőmérséklet a jellemző, sőt egy júliusi napon 1983-ban -89 °C alá csökkent a hőmérséklet. Ha autóval indulunk oda, mégsem az a jó megoldás, hogy a -72 °C-os fagyállót töltjük a hűtőbe, mert ilyen nem nagyon létezik. Jó esetben ezek a termékek fele-fele arányban -36 °C fagyvédelmet ígérnek, aminek viszont igaznak is kell lenni, ám töményen mégsem -72, habár a kialakult gyakorlat alapján a címkén sokszor ez az érték szerepel. Az etilénglikol fagyáspontja -13 °C, azonban a víz molekuláival kötött erős hidrogénkötés megakadályozza a kristályok kialakulását, hígítva a kristályosodás kezdeti hőmérséklete csökkenni kezd. A legalacsonyabb fagyáspontot kb. 70% fagyálló és 30% víz keverékével érjük el, ami -68 °C körül van. A tömény fagyálló folyadékok az eleve benne található kis mennyiségű víznek, és felhasznált egyéb anyagoknak köszönhetően kb. -21 °C-on fagynak. A diagramon piros színnel látható görbe a propilénglikol alapú folyadékot jellemzi, ez töményen is -58 °C-os fagyvédelmet biztosít, hígítva fagyáspontja folyamatosan, bár nem lineárisan növekszik. Az ára magasabb, de mivel a propilén glikol nem toxikus, így élelmiszeriparban, napkollektorokban inkább ezt használják.

Korrózióvédelem

Ahogy az elején is említettük, a fagyáspont mellett a korrózióvédelem, ami a legfontosabb tulajdonsága a hűtőfolyadékoknak és itt találkozunk a legnagyobb eltérésekkel a különböző összetételek között. Hagyományosan a fagyálló folyadékoknál úgy érik el a korrózióvédelmet, hogy a benne található inhibitorok egy védőréteget képeznek a felületen, így zárva el azt a korrozív víztől és glikoltól. Ezek legtöbbször valamilyen szervetlen oxid vegyületek, szilikátok, borátok, foszfátok. A védőfilm kialakítása során ezek mennyisége folyamatosan csökken, míg végül elfogy a folyadékból, ezért ajánlatos lecserélni legalább 3 évente, akkor is, ha megfelelő fagyvédelmet biztosít. Ilyen a Samato kék színű fagyállója is. 

A modern fagyálló folyadékok, mint a Glicosam piros, illetve lila színben gyártott termékei, úgynevezett OAT technológiával készülnek. Megfelel a legtöbb autógyártó által jelenleg is ajánlott követelményeknek, amelyek közül a legismertebbé Volkswagen csoport G12 szabványa vált. Ezek nitrit, amin, nitrát és foszfátmentes termékek, a korrózióvédelmet szerves savakból, karboxilátokból előállított semlegesített sók adják. A leglényegesebb különbség, hogy nem védőréteget alkot, hanem a korróziós helyeken lép reakcióba a védendő fémmel. Ennek eredményképp jobb hővezetési paraméterek, és hosszabb élettartam jellemzi ezeket a folyadékokat. A hőbomlásnak is sokkal jobban ellenáll, ennek jelentősége kiemelten fontos az extrém magas hőmérsékleteket is elérő napkollektoros rendszereknél, valamint a forró alumínium felületek esetén. Ajánlott csereperiódusuk 5 év, használatuk különösen ajánlott alumínium ötvözetekből készülő motoroknál. A G13 specifikáció annyiban hozott változást, hogy ezek a folyadékok tartalmaznak némi szilikát tartalmú inhibitort (kb. 400-500 mg/l) is, a szerves savak sóinak védő hatását kiegészítendő. A glikol mellett valamennyi glicerin is kerül bele, így csökkentve a hűtőfolyadék “ökológiai lábnyomát”.