Veel inkopers en consumenten verwarren coolant, ook wel koelvloeistof genoemd, vaak met een koudemiddel. Ook ruitensproeivloeistof antivries wordt vaak aangezien voor coolant, omdat coolant ook een antivries variant heeft. Deze verwarring is dus heel begrijpelijk. Wij leggen in deze blog in het kort uit wat een coolant doet en is.
In het kort transporteert een coolant warmte van de hete motor naar de radiateur waar koeling plaatsvindt door een luchtstroom. In dit proces neemt coolant warmte op en staat deze ook weer af zonder van fase te veranderen. De coolant blijft vloeibaar. Een koudemiddel daarentegen verandert van vloeistof in gas en omgekeerd. Bij het verdampen neemt het koudemiddel warmte op die weer afgegeven wordt bij het condenseren waardoor de warmte getransporteerd wordt. Een koudemiddel wordt gebruikt in airco-installaties en een coolant gebruik je voor allerlei soorten motoren. Een ruitensproeivloeistof antivries heeft net als coolant, de eigenschap dat het niet bevriest. De overeenkomst houdt daar eigenlijk wel op.
De werking van coolant
Coolant is bedoeld om te koelen. In een verbrandingsmotor komt ongeveer een derde van de energie vrij als warmte. Om oververhitting van de motor te voorkomen, moet de warmte afgevoerd worden. Dit doe je met coolant, die gemiddeld met 150 liter per minuut door het systeem wordt gepompt. In het motorblok van een auto gaat ongeveer 5 liter coolant. De waterpomp zorgt ervoor dat de koelvloeistof door de motor circuleert en de vrijgekomen warmte opneemt waardoor de motor op de juiste temperatuur blijft. In de radiateur koelt de vloeistof weer af om vervolgens weer opnieuw rondgepompt te worden.
Een coolant voor vervoersmiddelen bestaat uit gedemineraliseerd water met toevoegingen. Deze bestaan onder andere uit antivries, een middel tegen schuimvorming, een smeermiddel en een anti-corrosiemiddel. De vloeistof moet bestand zijn tegen warmte tot 135°C en vorst van -26°C tot -40°C moet ook geen probleem zijn. De nieuwere varianten van coolants gaan in principe een autoleven mee. Andere soorten verliezen gaandeweg hun werking en moeten om de twee à drie jaar vervangen worden. Bij het ontwikkelen van koelvloeistof wordt rekening gehouden met de diverse materialen van het koelsysteem, zoals onder andere de cilinderkop en koppakking, rotor, thermostaat, waterpomp, radiateur en slangen. De vloeistof mag deze materialen natuurlijk niet aantasten.
De belangrijkste functies van coolant
Hierboven benoemde ik al veel punten waaraan een koelvloeistof moet voldoen. Samengevat zijn de belangrijkste functies van een coolant:
- Effectieve warmteafvoer
- Voorkoming van ijsvorming
- Bescherming tegen corrosie. Door de aanwezigheid van zuurstofatomen in het koelwater en door redoxreacties tussen verschillende metalen en opgeloste metaaldeeltjes in het koelwater, ontstaat corrosie. Water gecombineerd met een hoge temperatuur werkt roestvorming in de hand.
- Voorkomen van koken
- Voorkomen van cavitatie. Dit is het verschijnsel dat in een turbulent bewegende vloeistof de plaatselijke druk lager wordt dan de dampdruk van de vloeistof. Hierdoor kunnen luchtbelletjes ontstaan die imploderen als ze in een gebied komen waar de druk hoger is.
- Voorkomen van erosie. Dit is het proces van slijtage van een vast oppervlak waarbij materiaal wordt verplaatst of geheel verdwijnt.
De basis: MPG of MEG
De basis van de antivries van de coolant bestaat uit Mono Propyleen Glycol (MPG) of Mono Ethyleen Glycol (MEG). Die laatste wordt voornamelijk gebruikt door de hogere warmtecapaciteit die voor een betere koeling zorgt. Naast MEG wordt er ook gebruik gemaakt van anorganische-additieventechnologie (IAT) of organische additieventechnologie (OAT). Het werkbereik van MEG loopt van -33°C tot 180°C. Voor MPG geldt een werkbereik van -20°C tot 65°C. De temperatuur van motoren van bijvoorbeeld auto’s en vrachtwagens loopt op tot gemiddeld 80-90°C. Hieruit blijkt dat MEG efficiënter kan koelen dan MPG. MPG heeft dus een lagere warmtecapaciteit maar is minder schadelijk bij inname. MPG wordt daarom vooral gebruikt in machines waarin geen toxische stoffen zijn toegestaan, zoals in de voedingsindustrie.
Tot ongeveer 1996 werden alleen traditionele inhibitoren gebruikt (IAT), zoals boraten, nitrieten, fosfaten, amines. Deze inhibitoren beschermen het metaal door er een isolerende beschermende laag op aan te brengen. Door het vormen van deze laag worden de inhibitoren verbruikt en na enige tijd (ongeveer 60.000 – 85.000 km) moet de coolant worden vervangen. Ook wordt de beschermlaag steeds dikker, waardoor de warmteoverdracht van vloeistof naar metaal steeds moeilijker verloopt.
Een inhibitor die nu gebruikt wordt, heeft een heel ander beschermingsmechanisme. Wanneer er corrosie optreedt reageren de organische zouten uit deze coolant (OAT) door een dunne beschermlaag aan te leggen op het metaaloppervlak. Er is geen opbouw van een dikke fysische laag in het inwendige koelsysteem. De warmteoverdracht loopt niet terug en de eigenschappen en functies van de inhibitoren blijven behouden waardoor de OAT-coolant een veel langere levensduur heeft. Daarom wordt deze ook wel Long Life of Extended Life genoemd. Je leverancier kan je ook uitleggen welke basis elke coolant heeft.
Coolant of Antivries
Coolant is een kant en klaar product waarin direct de juiste verhouding gemengd is. Antivries is het concentraat. Wanneer je coolant in je schappen zet, weten klanten zeker dat hun motor beschermd blijft in alle omstandigheden. Ook belangrijk om te weten: het concentraat alleen biedt geen vorstbescherming, er moet echt een verdunde versie in de radiateur. Onderstaande tabel geeft dan ook een indruk van de vorstbeschermingseigenschappen.
Op alle verpakkingen van coolants staat de maximale temperatuur voor vorstbescherming. Zo weet je zeker dat je de goede coolant inkoopt en kunt aanbieden aan je klant.
