Teknisk definition
Brytningsindex är ett mått på hur mycket ljuset ändrar riktning, eller bryts, när det passerar genom vätskan i värmesystemet. Det uttrycks som ett förhållande och är därför normalt dimensionslöst, i stället för att anges i enheter som mg/L.
En vätskas brytningsindex förändras beroende på dess sammansättning och koncentrationen av lösta ämnen i den. I värme- och kylsystem är det särskilt användbart för att bedöma vätskor som innehåller glykolbaserade frostskydds- eller värmeöverföringsprodukter, eftersom en ökad glykolkoncentration ger en förutsägbar förändring av brytningsindexet när det mäts under kontrollerade förhållanden.
Fernox använder refraktometri specifikt för system som innehåller glykol. Fernox refraktometer mäter det brutna ljuset från glykolbaserade frostskyddslösningar, medan avläsningar med refraktometer används för Fernox värmeöverföringsvätskor för att kontrollera koncentrationen och därmed frostskyddsnivån. (Fernox)
Förenklad definition
Brytningsindex mäter hur ljuset böjs när det passerar genom vätskan i systemet.
För värmesystem som innehåller glykol eller frostskyddsmedel kan detta mått användas för att avgöra hur koncentrerad glykolen är och därmed om systemet har förväntad frostskyddsnivå.
Brytningsindex är särskilt viktigt i system som innehåller glykolbaserade värmeöverföringsvätskor, till exempel värmepumpar, golvvärme, solvärmesystem eller andra installationer som kräver frostskydd.
Fernox uppger att frostskyddsnivåerna i dess glykolbaserade värmeöverföringsvätskor kan kontrolleras med en refraktometer. Fernox HP-5c är till exempel utformad för att användas vid specificerade koncentrationer, där en högre produktkoncentration ger ett gradvis bättre frostskydd.
Ett onormalt eller oväntat brytningsindex kan tyda på:
Otillräcklig glykolkoncentration, vilket leder till otillräckligt frostskydd.
För hög glykolkoncentration jämfört med den avsedda systemspecifikationen.
Utspädning till följd av att systemet fyllts på med vatten.
Förlust av glykolhaltig vätska följd av påfyllning med obehandlat vatten.
Felaktig initial blandning eller dosering av koncentrerad värmeöverföringsvätska.
Tillförsel av en annan vätska eller kemikalie som har förändrat sammansättningen av systemvattnet.
Förändringar i värmeöverföringsvätskan sedan ett tidigare test.
En koncentration som inte överensstämmer med den avsedda produktspecifikationen.
Det är viktigt att bibehålla rätt glykolkoncentration eftersom en otillräcklig koncentration kan göra att systemet riskerar att frysa vid låga temperaturer. Detta är särskilt viktigt för utrustning som står utomhus eller delvis utomhus, till exempel luftvärmepumpar och solvärmeanläggningar.
Otillräckligt frostskydd kan bidra till:
Frysning av vatten i utsatta rörledningar eller komponenter.
Expansionsrelaterade skador på värmeväxlare och rörledningar.
Sprickbildning eller läckage.
Förlust av cirkulation.
Skador på pumpar och andra komponenter.
Systemavstängning eller -fel under kallt väder.
Men mer glykol är inte automatiskt bättre. Värmeöverföringsprodukter är utformade för att fungera inom angivna koncentrationsintervall. Fernox HP-5c anger till exempel ett koncentrationsintervall vid användning och motsvarande nivåer av frostskydd. Det visar varför resultatet från brytningsindexmätningen måste tolkas utifrån den specifika produkt som används.
Brytningsindex kan därför vara ett snabbt och värdefullt sätt att kontrollera om den cirkulerande vätskan fortfarande motsvarar den förväntade glykolkoncentrationen och kravet på frostskydd.
Brytningsindex bör normalt inte bedömas isolerat, och det finns inget enskilt godtagbart brytningsindexvärde som gäller för alla värmesystem.
Det korrekta värdet beror i hög grad på:
The type of glycol or heat-transfer fluid used.
The intended product concentration.
The required frost-protection temperature.
The manufacturer's specification.
The temperature at which the measurement is taken.
Other dissolved chemicals present within the fluid.
Different fluids can have different refractive-index characteristics, meaning a particular reading cannot simply be converted into a universal glycol percentage without knowing the fluid type and appropriate calibration relationship.
For example, Fernox Solar S1 is a premixed monopropylene-glycol heat-transfer fluid with a specified refractive index of 1.381–1.385, while other Fernox heat-transfer fluids are supplied at different concentrations and specifications.
It is also important to distinguish between Refractive Index and Glycol Concentration:
Brytningsindex är den fysikaliska egenskap som faktiskt mäts.
Glykolkoncentration kan beräknas eller uppskattas utifrån mätningen när vätsketypen och dess kalibreringsegenskaper är kända.
Frostskydd kan sedan fastställas utifrån koncentrationen enligt data från den specifika tillverkaren av värmeöverföringsvätskan.
Brytningsindex bör därför tolkas tillsammans med den kända värmeöverföringsvätskan, avsedda koncentrationen, frostskyddskravet, produktspecifikationen och tidigare testresultat.
