Définition technique
L’indice de réfraction mesure dans quelle mesure la lumière change de direction, ou est réfractée, lorsqu’elle traverse le fluide du système de chauffage. Il est exprimé sous forme de rapport et est donc normalement sans dimension, plutôt que d’être indiqué dans des unités telles que mg/L.
L’indice de réfraction d’un fluide varie selon sa composition et la concentration des substances qui y sont dissoutes. Dans les systèmes de chauffage et de refroidissement, il est particulièrement utile pour évaluer les fluides contenant de l’antigel ou des produits caloporteurs à base de glycol, car l’augmentation de la concentration en glycol entraîne une variation prévisible de l’indice de réfraction lorsqu’il est mesuré dans des conditions contrôlées.
Fernox utilise la réfractométrie spécifiquement pour les systèmes contenant du glycol. Son réfractomètre mesure la lumière réfractée par les solutions antigel à base de glycol, tandis que les fluides caloporteurs Fernox sont contrôlés à l’aide de mesures au réfractomètre afin de vérifier leur concentration et le niveau de protection contre le gel correspondant. (Fernox)
Définition simplifiée
L’indice de réfraction mesure la façon dont la lumière est déviée lorsqu’elle traverse le fluide du système.
Pour les systèmes de chauffage contenant du glycol ou de l’antigel, cette mesure peut aider à déterminer la concentration en glycol et, par conséquent, si le système offre le niveau de protection contre le gel attendu.
L’indice de réfraction est particulièrement important dans les systèmes contenant des fluides caloporteurs à base de glycol, comme les pompes à chaleur, le chauffage au sol, les systèmes solaires thermiques ou d’autres installations nécessitant une protection contre le gel.
Fernox indique que le niveau de protection contre le gel de ses fluides caloporteurs à base de glycol peut être vérifié à l’aide d’un réfractomètre. Par exemple, Fernox HP-5c est conçu pour fonctionner à des concentrations définies, une concentration plus élevée du produit offrant une protection contre le gel progressivement accrue.
Un résultat anormal ou inattendu de l’indice de réfraction peut indiquer :
Une concentration en glycol insuffisante, entraînant une protection contre le gel inadéquate.
Une concentration en glycol excessive par rapport aux spécifications prévues du système.
Une dilution due à l’appoint d’eau dans le système.
Une perte de fluide contenant du glycol, suivie de son remplacement par de l’eau non traitée.
Un mélange initial ou un dosage incorrect du fluide caloporteur concentré.
L’introduction d’un autre fluide ou produit chimique ayant modifié la composition de l’eau du système.
Des changements dans le fluide caloporteur depuis un test précédent.
Une concentration qui ne correspond pas aux spécifications prévues du produit.
Il est important de maintenir la concentration en glycol adéquate, car une concentration insuffisante peut exposer un système au gel en cas de températures basses. C’est particulièrement important pour les équipements extérieurs ou partiellement extérieurs, tels que les pompes à chaleur air-eau et les installations solaires thermiques.
Une protection contre le gel inadéquate peut contribuer à :
Gel de l’eau dans les tuyauteries ou les composants exposés.
Dommages liés à la dilatation des échangeurs thermiques et des tuyauteries.
Fissuration ou fuite.
Perte de circulation.
Dommages aux pompes et aux autres composants.
Arrêt ou défaillance du système par temps froid.
Cependant, une plus grande quantité de glycol n’est pas automatiquement préférable. Les produits caloporteurs sont conçus pour fonctionner dans des plages de concentration spécifiées. Fernox HP-5c, par exemple, indique une plage de concentration en service et les niveaux de protection contre le gel correspondants, ce qui montre pourquoi le résultat de l’indice de réfraction doit être interprété en fonction du produit utilisé.
L’indice de réfraction peut donc permettre de vérifier rapidement et efficacement si le fluide en circulation reste conforme à la concentration de glycol attendue et au niveau de protection contre le gel requis.
L’indice de réfraction ne doit généralement pas être évalué isolément ; il n’existe pas de valeur unique d’indice de réfraction acceptable pour tous les systèmes de chauffage.
La valeur correcte dépend fortement des éléments suivants :
Le type de glycol ou de fluide caloporteur utilisé.
La concentration souhaitée du produit.
La température de protection antigel requise.
Les spécifications du fabricant.
La température à laquelle la mesure est effectuée.
Les autres produits chimiques dissous présents dans le fluide.
Les différents fluides peuvent présenter des caractéristiques d’indice de réfraction différentes. Une valeur donnée ne peut donc pas être convertie directement en un pourcentage universel de glycol sans connaître le type de fluide et la relation d’étalonnage appropriée.
Par exemple, Fernox Solar S1 est un fluide caloporteur prémélangé à base de monopropylène glycol, dont l’indice de réfraction spécifié est de 1.381–1.385, tandis que les autres fluides caloporteurs Fernox sont fournis à des concentrations et selon des spécifications différentes.
Il est également important de distinguer l’indice de réfraction et la concentration en glycol :
Indice de réfraction est la propriété physique réellement mesurée.
Concentration de glycol peut être calculée ou estimée à partir de cette mesure lorsque le type de fluide et ses caractéristiques d’étalonnage sont connus.
Protection contre le gel peut ensuite être déterminée à partir de la concentration, selon les données du fabricant du fluide caloporteur concerné.
L’indice de réfraction doit donc être interprété en tenant compte du fluide caloporteur connu, de la concentration prévue, de l’exigence de protection contre le gel, de la spécification du produit et des résultats des tests précédents.
