自動車用の冷却材として主要な材料としては、以下の3つが主として使用されている。
・エチレングリコール (ホームセンターで売っているクーラント)
・プロピレングリコール (輸入車標準、一部高性能クーラント)
・水 (凍ってしまうこと以外はもっとも高性能)
180319 追記 -------------------------------------
ベンツ純正クーラントの写真を見つけたので、確認。
思いっきりエチレングリコール配合と書いてある。
いくらドイツ語の記載とはいえ、裏書も見ないで間違いを配信しちゃうのはどうなのよ…
というわけで、輸入車用クーラントは、基材というより、防錆剤による違いが大きそう。
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水が高性能なのは明確だが、エチレングリコールとプロピレングリコールの性能としては比熱で見ても大差ないので、正直、なぜ性能が違うのかいまいちわからない。
そこは正直どうでもいいと思い始めたが、他の部分が面白かったので、載せておこう。
・凍結温度
水の凍結温度が0度なことは広く知られている(厳密に言うといろいろあるけど、意味ないので言及しません)
自動車の実用温度域は0度以下の場合もかなりあるので、水だけでは凍結してしまう。
固体になると体積が増えるという非常に特殊な水の特性により、凍結してしまうと内部破壊につながってしまう。
このため、冷却性能が落ちることはわかっているけども、不凍液としてグリコール系溶液を加える必要がある。
プロピレングリコール100%での凍結温度は、-59度。
当たり前だけど、100%が一番凍結温度が低く、水で薄めるほどに凍結温度が上がっていく。
実用的には、-20度程度の40%までだろうか。
エチレングリコール100%での凍結温度は、-12.9度。
あれ?そんな温度じゃちょっと寒いところ行ったら凍っちゃうぜ?
実際ホームセンターで売っているクーラントの表記はもっと温度低かったような?
調べてみると、エチレングリコールでは、凝固点効果という現象があり、水で薄めることにより、凍結温度が下がるという。
正確には、凝固点降下により、エチレングリコールを混ぜることで水の凍結温度が下がる(エチレングリコールの凍結温度は関係ないの?)。
エチレングリコール60%で最も低い温度になるようだ。
そんな現象があることを知らなかった。
凍結されては困ると原液入れると凍ってしまうので注意ですね。
まあ、水と違って凍っても冷却できなくてオーバーヒートするだけで破壊しないとは思うけど。
・毒性
水の毒性はかなり低い。よほど大量に摂取しなければ害となることはない。
エチレングリコールはメジャーな素材だけども、毒性が強い。
かつ、甘みがあるために、動物がなめてしまうという問題がある。
よって、廃液は管理されなければならないのだけど、個人だと難しいんだよね。
プロピレングリコールの毒性は低い。
プロピレングリコールは食品添加物としても使われており、毒性の議論は、食品添加物としてみたときにどうよという議論であって、産業廃棄物としては無視できる程度。
ヨーロッパ自動車メーカーが純正採用している主たる理由はここになるだろう。
という訳で、個人運用としては、廃棄のことを考えて、多少コストがかかってもプロピレングリコールを採用するべきかと考えている。
・キャビテーション
泡が出ると冷却性能が下がって困るのです。
これについては、水も余り性能はよくない。
プロピレングリコールは耐性があるようだが理由も含めてよくわかりません。