370.05 Frostmedier – typer og egenskaper

Typer og egenskaper

Med «frostmedier» (frostvæske) menes vann iblandet glykoler (brineoler), alkoholer eller salter for å endre frysepunkt og/eller kokepunkt. Væskene inneholder også beskyttelse mot korrosjon (korrosjons-inhibitorer).

Bruk verneutstyr når du arbeider med frost-væsker.

De vanligste frostmediene til bruk varme- og kjøleanlegg er (se tabellen):

Navn Egenskap	Beteg-nelse	Eksempler på bruksområder	Frysepunkt ved °C bl.forh.		Tetthet ved 20 °C [kg/m3]		Spes. varmekap. ved 20°C [kJ/kgK]
Monoetylenglykol - Svært giftig - Ikke forsinkede rør - Rustfri/diff.tett plast	MEG 10	- Kjøleanlegg - Energi-brønner - Ikke i oppholdsrom	30% -16	40% -25	30% 1.045	40% 1.060	30% 3,65	40% 3,47
Monopropylen- glykol - Ikke giftig - 10% høyere trykktap enn MPG	MPG 20	- Solvarmeanlegg, næringsmiddel	30% -13	40% -21	30% 1.036	40% 1.036	30% 3,85	40% 3,70
Etanol - Brannfarlig - Ikke over 50 °C	HX 24-35-95	- Kun energi brønner - Ikke innendørs - Ikke snøsmelting	24% -14	35% -21	30% 963	40% 955	30% 4,30	40% 4,25

Konsekvenser ved bruk av frostmedier

Når glykol og etanol blandes i vann, endres mer enn bare frysepunktet:

Varmeoverføringsegenskaper blir dårligere. En følge av dette er at varme- og kjøleavgivere må dimensjoneres større for å overføre samme effekt (kW) ved samme temperatur.
Flyteevnen (viskositeten) blir dårligere ved at væsken blir seigere. Det vil si at pumper bruker mer strøm for å flytte samme mengde væske på grunn av større trykkfall i anlegget.
Varmelagringsevnen (spesifikk varmekapasitet) blir dårligere. Det vil si at det må pumpes mer væske for å frakte samme mengde energi.

Figur 1.

Med 30 % konsentrasjon kan en som tommelfingertall anta følgende endringer sammenlignet med vann:

pumpekapasiteten (l/s) må økes med ca. 20 %
pumpens løftehøyde (kPa) må økes med ca. 30 %
pumpeeffekten (kW) økes med 60–90 % (nær dobling)

Derfor skal det aldri brukes høyere konsentrasjon enn absolutt nødvendig.

Beregning av volumstrøm

Beregning av effekt:

Beregning av volumstrøm (sirkulert mengde):

? : Midlere tetthet for vann [kg/m3]
Cp : Spesifikk varmekapasitet [kJ/(kg · K)]
?T : Temperaturdifferanse tur/retur [K]
: Volumstrøm (sirkulert mengde) [l/s]

Regneeksempel:

En enebolig har en monoblock luft/vann-varmepumpe. Som frostsikring vurderes det å bruke 40 % etylenglykol. Hvor mye må volumstrømmen økes for å frakte like høy effekt? Varmepumpen gir 10 kW og har 5 grader temperaturdifferanse mellom tur og retur. Bruk verdier for 20 °C i tabellen. Tetthet for vann er
998 kg/m3 og spesifikk varmekapasitet er 4,18 kJ/(kg · K).

Svar:

Volumstrømmen med rent vann blir:

Når det brukes 40 % etylenglykol må volum-strømmen økes til:

Det vil si en økning på omlag 14 % for å frakte like mye varme. I tillegg må varmepumpens utekompenseringskurve økes med typisk 2–3 grader for å kompensere for dårligere varmeoverføring i gulvvarmeanlegget.

Tilsvarende beregninger utføres for kjøleanlegg.

Se de øvrige sidene under 370-avsnittet.

15.37 370.04 Isvannsanlegg 15.39 370.06 Frostmedier – blandingsforhold og…