Как влияет концентрация антифриза на температуру замерзания и свойства теплоносителя

У каждого антифриза, основным компонентом которого является этиленгликоль, есть заявленная температура кристаллизации (замерзания). То есть пока температура воздуха не опустилась ниже этого порога, качественный антифриз остается жидким и сохраняет свои свойства. Температура в среднем варьируется от -40 до -60 °С.

При какой температуре замерзает антифриз

Есть несколько ситуаций, когда хладагент , основным компонентом которого является этиленгликоль, замерзает раньше времени:

• подделка. Дешевые жидкости обычно не соответствуют заявленным характеристикам, поэтому замерзание происходит уже при температуре -20 °С или выше;
• разбавление водой. Такое бывает, когда в систему охлаждения регулярно доливают воду при устранении утечки и в других ситуациях. В любом случае делать этого не стоит, потому что насыщенность компонента заметно падает. После каждого долива воды температура замерзания повышается, соответственно, если будет настоящий мороз, то хладагент замерзнет;
• старение жидкости. Присадки в составе антифриза со временем теряют свои свойства и эффективность. Антифриз начинает темнеть, в нем могут быть металлические частицы;
• проблемы в самой системе охлаждения. Это и попадание воздуха, и забитый радиатор, и многое другое. Все это нарушает циркуляцию жидкости, и защита ослабевает.

Чтобы понять, замерз ли хладагент, надо посмотреть в расширительный бачок. Если там не прозрачная жидкость, а "сгустки льда, то это плохой знак. Это опасно, поскольку кристаллы создают внутреннее давление в замкнутой системе охлаждения. Это приводит к разрыву радиатора, к деформации блока цилиндров, к повреждению термостата и так далее. Не говоря уже о риск перегрева двигателя.

В чем особенность замерзания антифризов

Следует выделить несколько важных моментов:

• зависимость от насыщенности. Температура, основным компонентом которого является этиленгликоль, не меняется резко и заметно. Обычно температура меняется постепенно и незаметно, причем антифриз, основным компонентом которого является этиленгликоль, внешне пока сохраняет рабочие свойства;
• незначительное расширение объема. При замерзании антифризы образуют "кашу". Поэтому при замерзании объем увеличивается не особенно сильно, в отличие, например, от воды, которая может разорвать и радиатор, и трубу. Антифриз не создает критического давления в системе;
• роль присадок. Это и вода, и гликоль, и пеногасители, и ингибиторы коррозии, и многие другие. Они защищают металлические детали системы охлаждения от разрушения и влияют на сам процесс кристаллизации. То есть могут остановить неравномерное образование крупных кристаллов;
• нелинейность для концентратов. Например, чистый концентрат этиленгликоля замерзает при более высокой температуре (около -13 °С), чем разбавленный до нужной пропорции. Поэтому важно строго следовать инструкции производителя при разбавлении;
• важность контроля. Если антифриз разбавить слишком сильно (например, добавить много воды), его температура замерзания повысится, и в сильные морозы он может начать кристаллизоваться раньше ожидаемого. Также со временем присадки распадаются, и антифриз теряет защитные свойства.

Влияние концентрации на температуру кристаллизации и свойства

С увеличением насыщенности вещества температура начала кристаллизации раствора понижается. Это происходит потому, что снижается давление насыщенного пара над раствором. В результате раствор замерзает при более низкой температуре, чем чистый растворитель.

В некоторых системах (например, в растворах гликолей) зависимость температуры кристаллизации от насыщенности не линейна. Для этиленгликоля минимум температуры замерзания (около -65 °С) достигается при концентрации примерно 65%, а при дальнейшем повышении концентрации до 98% температура кристаллизации повышается. Этого нельзя сказать о пропиленгликоле: тут концентрация до 70% при температуре -60 °С, а затем, при ее увеличении температура остается неизменной.

Изменение насыщенности раствора сказывается и на других его свойствах:

• плотность. Она обычно повышается;
• теплопроводность и теплоемкость. В некоторых системах (например, в растворах гликолей) с ростом концентрации теплопроводность и теплоемкость раствора снижаются. Это важно учитывать при выборе теплоносителя для систем отопления или охлаждения, так как от этих свойств зависит эффективность теплообмена;
• вязкость. В растворах гликолей она значительно выше, чем у воды. Это влияет на прокачиваемость жидкости и нагрузку на элементы системы;
• химическая стойкость. При увеличении концентрации она может меняться. В первую очередь это относится к способности взаимодействия с материалами системы. Например, возможность вызвать коррозию некоторых металлов.

Как выбрать антифриз

Основные критерии выбора:

• совместимость с материалами системы охлаждения (резиновыми уплотнителями, металлом двигателя, пластиковыми элементами);
• диапазон температур. Если говорить в общем, то температура замерзания антифриза должна быть не менее, чем на 10 °С ниже минимальной по региону;
• форма выпуска. Антифриз может быть готовым к применению или в виде концентрата, который надо разбавлять водой. Второй вариант, как правило, более экономичный, особенно если необходимо приобрести большой объем. Но есть нюанс – он требует правильного смешивания, строго в указанных пропорциях;
• производитель и качество. Надо выбирать продукцию проверенных брендов, которые соблюдают стандарты производства, обращать внимание на отсутствие резкого химического запаха, прозрачность и однородность жидкости.

В зависимости от присадок антифризы делятся на несколько типов:

• силикатные (IAT, G11). Содержат неорганические присадки (силикаты), создают сплошную защитную пленку. Подходят для старых автомобилей с чугунными двигателями;
• карбоксилатные (OAT, G12, G12+). Содержат органические кислоты, которые действуют точечно. Рекомендованы для современных двигателей с алюминиевыми деталями;
• гибридные (HOAT). Сочетают органические и неорганические присадки, их можно назвать универсальными;
• лобридные (SiOAT, NOAT, POAT). Сочетают органические и неорганические компоненты (до 10% минеральных присадок). Обеспечивают улучшенную защиту алюминиевых деталей.

Важный момент – нельзя выбирать хладагент только по цвету. Красители часто добавляют произвольно, и один и тот же цвет у разных производителей может означать разный состав.