Technische definitie
De brekingsindex is een maat voor hoe sterk licht van richting verandert, of breekt, wanneer het door de vloeistof in het verwarmingssysteem gaat. De brekingsindex wordt uitgedrukt als een verhouding en is daarom normaal gesproken dimensieloos, in plaats van te worden weergegeven in eenheden zoals mg/L.
De brekingsindex van een vloeistof verandert afhankelijk van de samenstelling en de concentratie van opgeloste stoffen. In verwarmings- en koelsystemen is de brekingsindex bijzonder nuttig voor het beoordelen van vloeistoffen die antivries- of warmteoverdrachtsproducten op glycolbasis bevatten, omdat een hogere glycolconcentratie onder gecontroleerde omstandigheden een voorspelbare verandering in de brekingsindex veroorzaakt.
Fernox gebruikt refractometrie specifiek voor systemen die glycol bevatten. De refractometer meet de breking van licht in antivriesoplossingen op glycolbasis. Bij warmteoverdrachtsvloeistoffen van Fernox worden refractometerwaarden gebruikt om de concentratie en het bijbehorende niveau van vorstbescherming te controleren. (Fernox)
Vereenvoudigde definitie
De brekingsindex meet hoe licht afbuigt wanneer het door de vloeistof in het systeem gaat.
Voor verwarmingssystemen met glycol of antivries kan deze meting helpen bepalen hoe geconcentreerd de glycol is en dus of het systeem het verwachte niveau van vorstbescherming biedt.
De brekingsindex is bijzonder belangrijk in systemen met warmteoverdrachtsvloeistoffen op glycolbasis, zoals warmtepompen, vloerverwarming, thermische zonne-energiesystemen of andere installaties die vorstbescherming nodig hebben.
Fernox geeft aan dat de vorstbescherming van glycolhoudende warmteoverdrachtsvloeistoffen kan worden gecontroleerd met een refractometer. Fernox HP-5c is bijvoorbeeld ontworpen om bij bepaalde concentraties te werken. Een hogere productconcentratie biedt steeds meer vorstbescherming.
Een abnormale of onverwachte brekingsindex kan wijzen op:
Onvoldoende glycolconcentratie, wat leidt tot onvoldoende vorstbescherming.
Een te hoge glycolconcentratie in vergelijking met de beoogde systeemspecificatie.
Verdunning doordat het systeem met water is bijgevuld.
Verlies van glycolhoudende vloeistof, gevolgd door bijvullen met onbehandeld water.
Onjuiste initiële menging of dosering van geconcentreerde warmteoverdrachtsvloeistof.
Toevoeging van een andere vloeistof of chemische stof die de samenstelling van het systeemwater heeft veranderd.
Veranderingen in de warmteoverdrachtsvloeistof sinds een eerdere test.
Een concentratie die niet overeenkomt met de beoogde productspecificatie.
Het is belangrijk om de juiste glycolconcentratie aan te houden, omdat een te lage concentratie een systeem kwetsbaar kan maken voor bevriezing bij lage temperaturen. Dit is vooral belangrijk voor apparatuur die buiten of gedeeltelijk buiten staat, zoals lucht-waterwarmtepompen en zonneboilerinstallaties.
Onvoldoende vorstbescherming kan mogelijk bijdragen aan:
Bevriezing van water in blootliggende leidingen of onderdelen.
Schade aan warmtewisselaars en leidingen door uitzetting.
Scheuren of lekkages.
Verlies van circulatie.
Schade aan pompen en andere onderdelen.
Uitschakeling of uitval van het systeem bij koud weer.
Maar meer glycol is niet automatisch beter. Warmteoverdrachtsproducten zijn ontworpen om binnen bepaalde concentratiebereiken te werken. Fernox HP-5c specificeert bijvoorbeeld een concentratiebereik voor gebruik en de bijbehorende vorstbeschermingsniveaus. Dit laat zien waarom de brekingsindex moet worden geïnterpreteerd in relatie tot het specifieke product dat wordt gebruikt.
De brekingsindex biedt dus een snelle en waardevolle manier om te controleren of de circulerende vloeistof nog overeenkomt met de verwachte glycolconcentratie en de vereiste vorstbescherming.
De brekingsindex moet doorgaans niet op zichzelf worden beoordeeld, en er is geen enkele acceptabele brekingsindexwaarde die voor elk verwarmingssysteem geldt.
De juiste waarde hangt sterk af van:
Het type glycol of warmtetransportvloeistof dat wordt gebruikt.
De beoogde productconcentratie.
De vereiste vorstbeschermingstemperatuur.
De specificatie van de fabrikant.
De temperatuur waarbij de meting wordt uitgevoerd.
Andere opgeloste chemicaliën in de vloeistof.
Verschillende vloeistoffen kunnen verschillende brekingsindexeigenschappen hebben. Dat betekent dat je een bepaalde meetwaarde niet zomaar kunt omrekenen naar een universeel glycolpercentage zonder de vloeistofsoort en de bijbehorende kalibratierelatie te kennen.
Zo is Fernox Solar S1 een voorgemengde warmtetransportvloeistof op basis van monopropyleenglycol met een opgegeven brekingsindex van 1.381–1.385, terwijl andere Fernox-warmtetransportvloeistoffen worden geleverd met andere concentraties en specificaties.
Het is ook belangrijk om onderscheid te maken tussen brekingsindex en glycolconcentratie:
Brekingsindex is de fysische eigenschap die daadwerkelijk wordt gemeten.
Glycolconcentratie kan op basis van die meting worden berekend of geschat wanneer het type vloeistof en de kalibratiekenmerken ervan bekend zijn.
Vorstbescherming kan vervolgens op basis van de concentratie worden bepaald aan de hand van de gegevens van de fabrikant van de specifieke warmteoverdrachtsvloeistof.
De brekingsindex moet daarom worden geïnterpreteerd in samenhang met de bekende warmteoverdrachtsvloeistof, beoogde concentratie, vereiste vorstbescherming, productspecificatie en eerdere testresultaten.
