Kühlflüssigkeiten Geschichte
der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik |
Um Wärme abzutransportieren, sind Wärmeträger bzw. Kühlmittel, notwendig. Hier unterscheidet man zwischen Kaltwasser, Wasser-Glykol-Gemische (Sole) und Kältemittel. |
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Im Gegensatz zu einer Heizungsanlage, die einem Gebäude bzw. Räumen Wärme zuführt, wird mit einer Kaltwasseranlage dem Gebäude bzw. Räumen Wärme entzogen.
Dabei kann bei entsprechenden Kaltwassertemperaturen während des
Betriebes durch die Entfeuchtung der Luft auf den Oberflächen der
Wärmetauscher Kondensat entstehen, das zusätzlich abgeführt werden muss. |
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In Kühlwasseranlagen gibt es zusätzliche Anforderungen an den Betrieb oder die Wartung. Die niedrigere Wassertemperatur führt zu verstärkten hydraulischen Problemen aufgrund von Luft bzw. Gase. Aber noch mehr muss z. B. Korrosion oder mikrobiologischem Wachstum (Biofilmbildung) und den daraus resultierenden Folgen in der Kühlanlage geachtet werden. In Kühlanlagen ist die Qualität des Anlagenwassers ein entscheidender Faktor für die Effizienz. Sie wird erreicht, wenn die Aspekte Druck, Korrosion, Luft/Gase und Schmutz in die Betrachtung einbezogen werden. Kaltwasseranlage |
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Wenn die Flüssigkeit in Erdwärmetauschern und Erdsonden
auf der Kalt- oder Kühlwasserseite die Temperatur von +2 bis +3 °C unterschreiten, dann muss dem Wasser ein
Frostschutzmittel beigemischt werden. Das Mischverhältnis wird nach der Temperatur (z. B. Außenluft)
festgelegt, die auf die Rohrleitung einwirken kann. Das Frostschutzmittel muss biologisch abbaubar sein (z. B. Glysofor L). Damit auch der Korrosionsschutz gewährleistet ist, werden Mischungen aus Wasser und Alkoholen (Glykole) verwendet. Diese haben unterschiedliche toxische und thermodynamische Eigenschaften. Heute wird immer noch der Begriff "Sole" verwendet, obwohl es sich nicht um Wasser-Salz-Gemische handelt und somit falsch ist. |
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Glykole gibt es mit unterschiedlichen Eigenschaften. Die Art
des Mittels und das Mischungsverhältnis wird von den Geräteherstellern vorgegeben. Auch darf später keine
eine andere Glykolart nachgefüllt werden. Hier sollten schon gewisse Fachkenntnisse vorhanden sein, wenn der
Betreiber es selber machen will. Außerdem schreiben einige Wärmepumpenhersteller bestimmte Frostschutzmittel
vor und verlangen aus Gewährleistungsgründen eine Wartung durch einen Fachbetrieb. |
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Bei der Anwendung von Glykolen als Frostschutz sind folgende Punkte zu beachten: | ||||||||
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Frostschutzmittel Im Primärkreis von Sole/Wasser-Wärmepumpen werden Frostschutzmittel auf Glykol-Basis eingesetzt. Diese müssen einen Frostschutz bis mindestens -15 °C sicherstellen und geeignete Inhibitoren für den Korrosionsschutz beinhalten. Fertiggemische gewährleisten eine gleichmäßige Verteilung der Konzentration. Hier wird z. B. Wärmeträgermedium " Tyfocor" auf Basis von Ethylenglycol (Fertiggemisch bis -15 °C, grün) empfohlen. Wichtig ist eine genaue Dosierung, da besonders dieses Sole/Wasser-Gemisch zu einem Wachstum von Mikroorganismen (Biofouling) führen kann. |
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Da Wasser-Frostschutzmittel
eine höhere Viskosität und Dichte besitzen,
muß mit einem höheren Druckabfall beim Durchströmen der Anlage gerechnet werden.
Zum Berechnen der Zuschläge gibt es Diagramme für die Wärmeübergangszahl
und den relativen Druckverlust – im Vergleich mit reinem Wasser. Diese Kurven sowie
weitere physikalische Daten befinden sich in den technischen Unterlagen
der Hersteller. Außerdem hat ein Wasser-Glykol-Gemisch einen höheren Ausdehnungskoeffizient. |
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Frostschutzmittel
enthalten Korrosionsinhibitoren, die die Metalle der
Anlage, auch bei Mischinstallation, vor Korrosion dauerhaft schützen
Zur Prüfung der Wirksamkeit der Inhibitorenkombination sollte die
in Fachkreisen bekannte Korrosionsprüfmethode ASTM D 1384 (American
Society for Testing and Materials) zur Anwendung kommen. Glykol-Wassergemische
ohne Zusatz von Inhibitoren können wegen der korrosionsfördernden
Eigenschaften, die stärker als bei Wasser allein sind, nicht verwendet
werden. |
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Unterhalb
einer vom Hersteller festgelegten Konzentration kann es zu einem Wachstum
von Mikroorganismen (Biofouling)
in der Sole kommen, welche zu organischen Ablagerungen führen können.
Die Frostsicherheit sollte auf einen Stockpunkt* von -34 °C (entsprechender
Eisflockenpunkt: -27 °C) eingestellt werden. Wie Versuche ergaben,
übt diese Einstellung unter mitteleuropäischen Winterbedingungen
keine Sprengwirkung auf metallische Anlagenbauteile aus, da sich beim
Abkühlen unterhalb des Kristallisationspunktes ein Eisbrei bildet.
Bei Wasserzusätzen verringert sich natürlich die Frostsicherheit. * Temperatur, bei der eine Flüssigkeit so zähflüssig wird, dass sie nicht mehr fließen kann. |
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Wärmeübertragungsflüssigkeiten
für verschiedene Anwendungen - pro KÜHLSOLE
GmbH |
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Solar
und Erdsonden-Frostschutz - Glysofor |
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