Perché si usa il glicole nei sistemi di raffreddamento?

Molti sistemi di raffreddamento, come refrigeratori industrialiI sistemi di raffreddamento dei motori, HVAC e automobilistici, utilizzano una miscela di acqua e glicole come refrigerante. Che cos'è il glicole? Perché non usare semplicemente l'acqua come refrigerante? Quali vantaggi offre una miscela di glicole e acqua? Quali sono gli effetti della concentrazione della miscela? Questo articolo vi dirà tutto quello che c'è da sapere sul glicole.

Che cos'è il glicole?

Il glicole è un liquido viscoso comunemente miscelato con acqua e utilizzato come antigelo. Il glicole etilenico (EG) e il glicole propilenico (PG) sono comunemente utilizzati nei refrigeratori.

Il glicole etilenico è un liquido incolore, inodore, di sapore dolce e tossico. È miscibile con acqua e acetone. Viene spesso utilizzato come solvente, antigelo e come materia prima per il poliestere sintetico.

Il glicole propilenico è simile al glicole etilenico per aspetto e odore, ma non è tossico. È ampiamente utilizzato come agente umettante e conservante in cosmetici, dentifrici, saponi e tinture per capelli, spesso in combinazione con glicerolo o sorbitolo. Viene spesso utilizzato al posto del glicole etilenico nei sistemi di raffreddamento dei prodotti alimentari e medici.

Proprietà	Glicole etilenico	Glicole propilenico
Formula chimica	C₂H₆O₂	C₃H₈O₂
Tossicità	Tossico (non sicuro per gli alimenti)	Bassa tossicità (sicuro per gli alimenti)
Depressione da punto di congelamento	Più forte	Più debole
Efficienza di trasferimento del calore	Leggermente meglio	Leggermente inferiore
Viscosità a bassa temperatura	Più basso	Più alto
Biodegradabilità	Più basso	Più alto
Costo	Più basso	Più alto
Applicazioni comuni	Raffreddamento industriale, antigelo	Alimentare, farmaceutico, raffreddamento ecologico

Glicole contro acqua: Perché non usare l'acqua?

L'acqua può essere utilizzata anche per il raffreddamento ed è più economica del glicole. Perché non usare l'acqua come antigelo?
Questo perché il glicole è chimicamente più stabile. L'acqua congela al di sotto di 0°C e può danneggiare le tubature. Evapora ad alte temperature. Questo limita l'intervallo di temperatura di funzionamento del sistema di raffreddamento. Il punto di congelamento della miscela glicole-acqua è molto basso e può scendere sotto i -40°C a seconda della concentrazione.

Proprietà	Acqua	Glicole etilenico	Glicole propilenico
Punto di congelamento	0°C	-12°C (pure) / -50°C (mixed)	-59°C (pure) / -50°C (mixed)
Punto di ebollizione	100°C	197°C	188°C
Viscosity (25°C)	0.89 mPa·s	16.1 mPa·s	58.1 mPa·s
Calore specifico	4.18 J/g·K	2.38 J/g·K	2.51 J/g·K
Costo	Il più basso	Più basso	Leggermente superiore

Perché non usare il glicole puro?

Il glicole è altamente viscoso e non scorre facilmente nel sistema di raffreddamento. Ciò può comportare una riduzione del trasferimento di calore e un maggiore carico di lavoro della pompa. La miscelazione con l'acqua può ridurre significativamente la viscosità del glicole, consentendogli di scorrere agevolmente nel tubo. La miscela glicole-acqua non contiene solo glicole e acqua. Per evitare che la soluzione corroda il tubo o generi batteri, vengono aggiunti inibitori della corrosione e agenti antibatterici.

Relazione tra concentrazione di glicole, punto di congelamento e viscosità

La concentrazione di glicole influisce sul punto di congelamento e sulla viscosità della soluzione. Più alta è la concentrazione, più basso è il punto di congelamento, ma anche la viscosità aumenterà e la fluidità si deteriorerà, influenzando l'efficienza dello scambio termico.

Concentrazione (Vol%)	EG Freezing Point (°C)	PG Freezing Point (°C)	EG Viscosity (mPa·s @25°C)	PG Viscosity (mPa·s @25°C)
0% (Acqua pura)	0°C	0°C	0.89	0.89
20%	-8°C	-7°C	1.5	2.1
40%	-24°C	-22°C	3.3	5.5
50%	-36°C	-32°C	5.0	9.5
60%	-48°C	-45°C	8.2	15.0

Nota:
• EG = Ethylene Glycol
• PG = Propylene Glycol
• The data are approximate and may vary slightly depending on temperature and brand.

Il punto di congelamento del glicole etilenico e del glicole propilenico inizia a salire dopo che la concentrazione supera circa 65%, quindi non è consigliabile utilizzare una concentrazione troppo elevata.

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