チラーメーカー-LNEYAサーモ冷凍株式会社
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グリコールはなぜ冷却システムに使われるのですか？冷却システムに水
産業用冷凍機、
HVAC、自動車エンジン冷却など、多くの冷却システムでは、冷却剤としてグリコールと水の混合物が使用されています。グリコールとは何ですか？なぜ水を冷却剤として使わないのですか？グリコールと水の混合液にはどのような利点があるのでしょうか？混合液の濃度による影響は？この記事では、グリコールについて知っておくべきことをすべてお伝えします。
グリコールとは何でしょうか？
グリコールは粘性のある液体で、一般に水と混ぜて不凍液として使用されます。冷凍機ではエチレン・グリコール（EG）とプロピレン・グリコール（PG）がよく使われます。
エチレン・グリコールは無色、無臭、甘い味がする有毒な液体です。水やアセトンと混和性があります。溶剤、不凍液、合成ポリエステルの原料としてよく使われます。
プロピレングリコールはエチレングリコールと外観や臭いが似ているが、毒性はありません。化粧品、歯磨き粉、石鹸、染毛剤などの湿潤剤や防腐剤として広く使用され、グリセロールやソルビトールと併用されることも多いです。食品や医療用の冷却システムには、エチレングリコールの代わりに使用されることが多いです。
| 特性 | エチレングリコール | プロピレングリコール |
| 化学式 | C₂H₆O₂ | C₃H₈O₂ |
| 毒性 | 毒性（食品には安全ではない） | 低毒性（食品グレードの安全性） |
| 凝固点降下 | 強い | 弱い |
| 熱伝達効率 | やや良い | やや低い |
| 低温粘度 | 低い | 高い |
| 生分解性 | より低い | より高い |
| コスト | より低い | より高い |
| 一般的な用途 | 工業用冷却、不凍液 | 食品、製薬、環境に優しい冷房 |
グリコール対水：
なぜ水を使わないのですか？
水は冷却にも使えるし、グリコールよりも安いのであります。なぜ水を不凍液として使わないのですか？
これは主にグリコールの方が化学的に安定しているからです。水は
0℃以下で凍結し、配管を損傷する恐れがあります。水は高温で蒸発します。このため，クーリングシステムの作動温度範囲が制限されます。グリコールと水の混合物の凝固点は非常に低く，濃度によっては-40℃以下に達します。
| 特性 | 水 | エチレングリコール | プロピレングリコール |
| 凝固点 | 0°C | -12°C (純粋) / -50°C (混合) | -59°C（純粋）/ -50°C（混合） |
| 沸点 | 100°C | 197°C | 188°C |
| 粘度（25） | 0.89 mPa・s | 16.1 mPa・s | 58.1 mPa・s |
| 比熱 | 4.18 J/g-K | 2.38 J/g-K | 2.51 J/g-K |
| コスト | 最低 | 低い | やや高い |
純粋なグリコールを使用しない理由は何ですか
グリコールは粘性が高く、冷却システム内を容易に流れません。そのため、熱伝導が低下し、ポンプの仕事量が増加します。水と混合することで、グリコールの粘度を大幅に下げることができ、パイプ内をスムーズに流れるようになります。グリコールと水の混合液には、グリコールと水だけが含まれているわけではありません。溶液がパイプを腐食させたりバクテリアを繁殖させたりするのを防ぐため、腐食防止剤や抗菌剤が添加されます。
グリコール濃度と凝固点および粘度の関係
グリコールの濃度は溶液の凝固点と粘度に影響します。濃度が高いほど凝固点は下がりますが、粘度も高くなり流動性が悪くなり、熱交換効率に影響します。
| 濃度（Vol） | EG 凝固点 (°C) | PG 凝固点 (°C) | EG粘度 (mPa-s @25°C) | PG粘度(mPa・s @25°C) |
| 0%（純水） | 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 |
注
EG = エチレン・グリコール
PG = プロピレングリコール
データは概算であり、温度やブランドによって多少異なる場合があります。
エチレングリコールとプロピレングリコールは、濃度が約65%を超えると凝固点が上昇し始めるため、あまり高濃度のものを使用することはお勧めしません。
まとめ
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LNEYAチラーエキスパートにご連絡いただければ、クーラントコンフィギュレーションのご提案や温度制御のテクニカルサポートをさせていただきます。
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