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alternative Frostschutzmittel
Verfasser:
Jojo_
Zeit: 02.05.2011 17:23:30
0
1527599
Hallo,

im Thread "Sonde mit reinem Wasser" lese ich gerade etwas von Ethanol als Frostschutz und würde gerne die Möglichkeit von unterschiedlichen Frostschutzzusätzen diskutieren. Um nicht nur dumme Fragen zu stellen, möchte ich auch eine Diskussionsgrundlage bieten.

Mein Tabellenbuch sagt folgendes:

Frostschutz bis -5°C:

AdBlue 50%, Vis. 1,119
Kochsalz 8%, Vis. 1,145
Methanol 8%, Vis. 1,264
Calciumchlorid 9%, Vis. 1,279
Ethylenglycol 14%, Vis. 1,424
Ethanol 11%, Vis. 1,563

Frostschutz bis -20°C

AdBlue nicht möglich
Kochsalz 23%, Vis. 1,745
Methanol 24%, Vis. 1,697
Calciumchlorid 22%, Vis. 2,127
Ethylenglycol 36%, Vis. 2,537
Ethanol 30%, Vis. 2,667

Ein paar Überlegungen habe ich schon. AdBlue bzw. Harnstofflösung ist nicht langzeitbeständig. Salze können die Korrosion fördern. Ich finde aber nichts, was gegen den Einsatz von Methanol spricht. Methanol kostet etwa 3 EUR/L, was ich für durchaus verschmerzbar halte. Aggressiv gegen PE und Metalle ist es nicht und die Viskositätszunahem vgl. zu Glykol ist nur halb so groß. Was spricht also dagegen bzw. warum wird Ethanol bevorzugt?

Grüße,

Jojo_

Verfasser:
claus2
Zeit: 02.05.2011 17:57:09
0
1527616
Zitat von Jojo_ Beitrag anzeigen
Ich finde aber nichts, was gegen den Einsatz von Methanol spricht. Methanol kostet etwa 3 EUR/L, was ich für durchaus verschmerzbar halte.[...]

Vordergründig spricht die Giftigkeit gegen Methanol. Heizungsbauer sind im Umgang mit "T"-Substanzen ja nicht wirklich geschult. Deine Überlegungen halte ich aber für sehr vernünftig.
Nicht so einfach vorhersagbar ist die Langzeitstabilität der PE-Rohre in Gegenwart so unterschiedlicher Chemikalien wie von dir angeführt. Das Problem ist einfach, dass wir nicht über 5 oder 10 Jahre Stabilität reden, sondern über erheblich längere Zeiträume (100 Jahre?). Eluierung der Stabilisatoren (bzw. die Vorhersagbarkeit davon) würde ich als das Hauptproblem ansehen.
Claus

Verfasser:
Jens42
Zeit: 02.05.2011 19:07:29
0
1527653
Die Siedepunkte von Methanol und Ethanol sind ein No Go:
65 Grad für Methanol, 78 für Ethanol

Verfasser:
Jojo_
Zeit: 02.05.2011 19:57:35
0
1527668
Hallo,

ich habe nun schon bei mehreren Rohr-Herstellern nachgeguckt zur chemischen Beständigkeit von PE-Rohren. Das wird als durchweg positiv beschrieben. Bei Edelstahl ebenso

Und der Siedepunkt von gut 60°C sollte doch eigentlich kein Problem sein, da man stets unter dieser Temperatur bleibt. Bei maximal 25% Methanol ist die Mischung auch nicht brennbar. Methanol hat allerdings die Wassergefährdungsklasse 1, ist also umweltschädlicher als Ethanol und Glycol.

Vermutlich ist das der Grund, weshalb es nicht für Sonden verwendet wird.

Grüße,

Jojo_

Verfasser:
fdl1409
Zeit: 02.05.2011 20:25:24
0
1527681
Hier eine ausführliche Untersuchung ( 102 Seiten ) über verschiedene Frostschutzmittel.
Hier sind zusätzlich zu deiner Liste noch weitere Frostschutzmittel aufgeführt.
Einen meiner persönlichen Favoriten, das Ethanol, hat man leider aus der Untersuchung ausgeschlossen weil brennbar. Eigentlich blöd, in den betreffenden Konzentrationen wäre es unbrennbar.
Ethanol hat den Vorteil eines extrem günstigen Preises - ab ca. 1,30 Euro pro Liter. Viskosität ist aber leider höher als die der Referenz Ethylenglykol.
Hier noch eine Gefrierpunktstabelle verschiedener Mischungen.
Methanol kommt wegen seiner Giftigkeit nicht in Frage.
NaCl wäre natürlich extrem billig, aber wohl zu korrosiv.

Habe schon verschiedentlich recherchiert, aber noch keine bessere Alternative zum Glykol gefunden. Bin schon froh, daß wir jetzt kleinere Konzentrationen nehmen und mit Korrosionsschutz ergänzen können.

Grüße
Frank

Verfasser:
fdl1409
Zeit: 02.05.2011 20:26:18
0
1527683
PS: Auch die beiden Glykole sind WGK 1, das ist also nicht der Ausschlußgrund für Methanol.

Verfasser:
Jojo_
Zeit: 02.05.2011 22:03:33
0
1527725
Hallo,

ich bin gerade per Zufall auf einen Link zu Dimplex gestossen. Die geben Glycol und Ethanol ohne Zusatz von Korrosionsschutz für ihre Wärmepumpen frei.

http://www.dimplex.de/faq/7_168_de.html

Hauptsächlich ist ja interessant, dass es ohne Korrosionsschutz geht. Leider macht Ethanl technisch gesehen keinen Sinn. Und bei Methanol scheint die Flüchtigkeit das Problem zu sein :-(((

Grüße,

Jojo_

Verfasser:
HjbBern
Zeit: 20.05.2011 18:45:23
0
1534375
hoi zäme
Bin nun betr. Viskosität von Ethanol etwas verwirrt. Gemäss den Infos von
www.erdsondenoptimierung.ch/index.php?id=269739&mode=1
und den dort via
www.erdsondenoptimierung.ch/dokumente/sondenfluid/
hinterlegten Stoffwerten ist Wasser-Ethanol bis ca. 12 % beinahe unschlagbar
(wenn man denn mit der höheren Einfriertemperatur auskommt).
- Sind ev. unterschiedliche Einheiten oder dynamische vs. kinematische Viskosität der Grund für Widersprüche?
- Warum finde ich im web so wenig Ethanol-Anwendungs-Beispiele?

Wer weiss Rat? Beste Grüsse aus der Schweiz HjbBern

Verfasser:
fdl1409
Zeit: 20.05.2011 19:47:07
0
1534395
Man muß die Stoffe natürlich bei gleichem Frostschutz begutachten.
20% Ethylenglykol hat deutlich niedrigere Viskosität als 20% Ethanol bei höherem Frostschutz. 12% Ethanol ist vergleichbar 10% Ethylenglykol, und das hat bei 0° eine dyn. Viskosität von 2,47.
Nach allen mir vorligenden Informationen ist die Viskosität bei gleichem Frostschutz schlechter bei Ethanol. Leider, wäre sonst perfekt, und äußerst preiswert. Wenn man mit -5° Frostschutz auskommt ist aber nichts dagegen einzuwenden.

Grüße
Frank

Verfasser:
HjbBern
Zeit: 21.05.2011 19:50:04
0
1534686
Besten Dank, Frank, für Deine rasche Reaktion.
Dies vorab: ich bin Laie auf dem Gebiet (el.Ing i.R); versuche einfach Infos zu sammeln um meine geplante EWS-WP optimal auszulegen.

Gemäss der von mir am 20.5. angegebenen Quelle (ZHAW) muss Glykol wegen seiner Agressivität mit Korrosions-Inhibitoren versetzt und das Ganze mind. 20% Anteil haben, was zumeist unnötig hohe Frostsicherheit und zudem höhere Viskosität und schlechtere Wärmeübertragung mit sich bringt.
Bezüglich Umwälzaufwand und Wärmeübertragung ist reines Wasser am bestem, aber damit brauchts wesentlich längere Sonden (Rücklauftemp. mind. 2 bis 4 °C)
Die ZHAW schlägt nun als Kompromiss 10% (max.12%) Ethanol vor, was Frostschutz bis -4°C (-5°C) ergibt. (Bei höheren Konzentrationen würde die Viskosität übermässig ansteigen.)
Fragen:
a) Wer kennt Anlagen, die mit Ethanol im Sondenfluid laufen, bzw. Anlagenbauer mit entspr. Erfahrung?
b) Was meint Ihr zu den Tipps der ZHAW?
c) Warum sind die Viskositätsangaben von Ethanol-Wassergemischen so unterschiedlich?:
.......ZHAW...10% @ 0°C, dyn. Vis......2,5 10^-3 Ns/m^2 (= MilliPascalsec.)
.....Jojo-....11%,............Vis......1,563
.......ZHAW...12% @ 0°C, dyn. Vis......3,2 10^-3 Ns/m^2
....fdl1409...12% @ 0°C, dyn. Vis. ca. 2,47
......Jojo-...30%,............Vis......2,667

d) Welchen Quellen entstammen die Werte von Jojo- und fdl1409?

Beste Grüsse, HjbBern

Verfasser:
fdl1409
Zeit: 22.05.2011 08:41:44
0
1534785
Als Quelle für die Viskosität von Ethylenglykol habe ich die Software Tyfo des Soleherstellers Tyforop.
Die unterschiedlichen Werte können entstehen, weil verschiedene Grundlagen angenommen werden. Sind das Gewichtsprozent oder Volumenprozent? Bei welcher Temperatur? Auf jeden Fall hat Glykol bei gleichem Frostschutz und gleicher Temperatur immer eine niedrigere Viskosität. Kannst du auch in dem Diagramm vom ZHWA sehen. Die Kurve für 20% Ethanol liegt weitaus höher als die für 20% Ethylenglykol.

Die Korrosivität von Glykol ist immer wieder ein Thema. Glaube nicht, daß das wirklich ein Problem ist. Irgendwo stand mal, man dürfe nicht unter 20% gehen, weil der Korrosionsschutzinhibitor sonst vielleicht nicht reiche, um alle Metallflächen zu belegen. Das kann in Erdsonden aber nicht sein, weil hier nur ganz geringe Metallflächen zu schützen sind im Vergleich zur Gesamtoberfläche. 99,9...% sind PE und Edelstahl, die nicht geschützt werden brauchen.
Habe selbst in meinen Sonden 17% Ethylenglykol und habe keinerlei Bedenken.

Gleichwohl haben wir für das "Problem" eine Lösung gesucht und gefunden. Man kann nämlich Korrosionsinhibitor zusetzen, wenn man unter 20% gehen möchte.

Eine sehr günstige Quelle für Glykol ist diese, Produkt Coracon KS 6.
Im gleichen Shop fand ich Coracon HE 6.
Das ist reiner Korrosionsschutz. Auf Anfrage bei der Firma wurde mir mitgeteilt, man könne das problemlos mischen mit dem Solekonzentrat, weil die Zusammensetzung fast identisch sei mit dem dort zugesetzten Korrosionsschutz.
Du kannst also problemlos mit dem Glykol auf 10% gehen und 0,3% Coracon HE 6 zumischen, dann kannst du beruhigt schlafen.

Wir sind hier auch immer für möglichst niedrige Konzentrationen. Das spart Geld und ist energetisch besser. Leider werden in den meisten Anlagen unsinnig hohe Konzentrationen von 25% eingesetzt. Oft sogar von den Herstellern gefordert. Man muß aber nicht jeden Quatsch mitmachen.

Es ist eine gute Idee, die Solekonzentration erst mal sparsam zu dosieren und zu schauen, wohin die Reise geht mit der Temperatur. Dann kann man notfalls immer noch die Konzentration erhöhen.

Grüße
Frank

Verfasser:
HjbBern
Zeit: 25.05.2011 11:34:31
0
1535992
Danke, Frank, für Deine Unterstützung.

Demnach ist Ethylenglykol besser als Ehtanol und auch in niedriger Konzentration technisch problemlos, allerdings nicht ganz bezüglich WP-Garantie. Frank, wie hast Du mit den 17% das Garantieproblem gelöst?

Unsicherheitszuschläge (man erkennt sofort den WP-Laien): Ist die Rücklauftemp. die tiefste Temp., welcher das Fluid ausgesetzt ist? Andernfalls: Wie berechnet man jene tiefste Temp.? Der Verdampfer muss ja kälter sein, denn Wärmefluss gibt's nicht ohne Temperatugefälle (hier laut mehrerer HB so 6 bis 10 K, darum sei der starke Frostschutz nötig). Ich kann mir vorstellen, dass die Temperaturverteilung im Fluid beim Durchfliessen des Verdampfers inhomogen und auch langzeit-veränderlich ist (Verschmutzung?). Könnten die hohen Unsicherheitzuschläge der WP-Bauer damit zus'hängen? Aber: Wie verhält es sich bei Rein-Wasser-EWS? Würden solche nicht unmöglich lang?

Stoffdaten: Mittels EWSDruck.xls (unten auf jener Seite) kann ich die EWS-Rücklauftemp. und die nötige Pumpenleistung berechnen (durch Ersetzen der Stoffdaten auch für andere als die zur Auswahl stehenden Fluide).
Leider finde ich unterhalb 20% Ethylenglykol die nötigen Daten nicht, nämlich Dichte, Viskosität (dyn. oder kin.), spezif. Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit (alles über den interessierenden Temperaturbereich ca. -5 bis -10°C). Ist mir diesbezüglich zu helfen?

Nachfüllen: Widersprüchliche Infos verwirren mich: Einerseits: "in eine EWS Nachgefülltes ist nach einigen Fluid-umläufen homogen vermischt". Andererseits: "Nachgefülltes vermischt sich ungenügend; Entleeren in ein offenes Gefäss und Umrühren ist nötig." Wem soll ich vertrauen? Warum dieser Widerspruch? Wie lässt er sich auflösen?

Vielen Dank für alle Hilfe; beste Grüsse, HjbBern

Verfasser:
HjbBern
Zeit: 05.06.2011 22:10:30
0
1539751
Liebe Forümler

Schade, dass mir bisher niemand geantwortet hat.
- Sind meine Fragen zu trivial und vielleicht schon x-mal besprochen worden und ich hab's bloss nicht gefunden? (Die Suche ist m.E. nicht sehr flexibel eingerichtet.)
- Sind alle Experten anderweitig beschäftigt?
- Sind die Fragen unklar gestellt oder unbeantwortbar?
- Ist's, weil ich nicht registriert bin? (Ich versuchte es 2 x im Abstand von ca. 1 Woche. Resultat: Fehlermeldung, meine e-mail-Adresse werde bereits verwendet; ich solle bitte eine andere eingeben. Meine Frage via "Nachricht an die Redaktion", was das soll, ist seit einer Woche unbeantwortet.

Wer kann mir weiterhelfen?

Beste Grüsse, HjbBern

Verfasser:
WalterN
Zeit: 06.06.2011 00:03:01
0
1539778
Bzgl. deiner Nachfrage bei den Sicherheitszuschlägen: Was juckt es den Anlagenbauer, wenn du 5% mehr Strom brauchst? Hauptsache gut über die Gewährleistung und keine Probleme.

Was die Stoffdaten angeht, hast du dir schon die Software von Tyfo angesehen?

Was die 20% Regelung angeht, wurde mir von Clariant (Hersteller von Antifrogen) neben dem Korrosionsschutz auch der Schutz vor mikrobiellen Wachstum genannt. Mal abgesehen vom Herstellerinteresse (möglichst viel verkaufen) ist das nicht ganz unbegründet, wenn man sich die Nähe von Glykol zu Zucker und den Hunger vieler Mikroben nach Zucker oder zuckerähnlichen Substanzen ansieht. Wie es hier bei Ethanol aussieht? Keine Ahnung...

Was das Vermischen angeht, sehe ich das relativ unkompliziert, solange mit dem gleichen Stoff nachgemischt wird wie schon vorhanden. Wenn man allerdings eine Sole-Umlaufzeit von z.B. 20 Minuten hat und die gesamte Nachfüllmenge innerhalb weniger Sekunden ins System drückt, dauert es halt ein paar Umläufe mehr, bis sich alles homogen vermischt hat. Aber "Umrühren" ist IMHO wirklich nicht notwendig...

Ich hoffe, ich konnte ein wenig zur Beantwortung Deiner Fragen beitragen

Gruß
Walter

Verfasser:
fdl1409
Zeit: 06.06.2011 07:57:34
0
1539797
Hallo HjbBern,

yep, Software Tyfo von Solehersteller Tyforop gibt dir Druckverluste und Viskositäten an. Kannst du dir auf deren Homepage bestellen gegen Registrierung.

Der Frostschutz muß ein paar Grad tiefer sein als die tiefste Rücklauftemperatur von der WP in die Sonde. Kann man natürlich nicht genau vorhersagen. Späteres Nachdosieren von Konzentrat ist immer möglich, wenn es nicht reicht.

Das mit dem Garantieproblem habe ich gar nicht gelöst. Was soll passieren? Würde es ja merken, wenn meine Sole so kalt wird, daß sie im Verdampfer zu gefrieren droht. Passieren tut da nichts, im schlimmsten Fall schaltet die WP ab und startet nach 20 Minuten neu.

Als Grund für die 20% Mindestkonzentration werden immer auch Korrosionschutz und Additive gegen mikrobielles Wachstum genannt. Sehe ich nicht so kritisch - sind ja nur ganz wenige Flächen, die überhaupt korrodieren könnten, und dafür sollten die Additive reichen.

Man kann aber auch Additive zudosieren, wie wir neulich entdeckt haben.
Günstiges Solekonzentrat bekommt man hier.
Im gleichen Shop bekommt man auch den Zusatz.
Habe bei der Firma nachgefragt. Die Zusammensetzung sei fast identisch mit der, die im Solekonzentrat verwendet werde und man könne das problemlos zudosieren.

Man befüllt die Sonden zuerst mit Wasser und entlüftet alles perfekt. Dann füllt man das Solekonzentrat ein. Nach ein paar Umläufen ist alles vollständig vermischt.

Grüße
Frank

Verfasser:
Jojo_
Zeit: 06.06.2011 08:19:29
0
1539800
Hallo,

bzgl. der minimalen Temperaturen, denen die Sole ausgesetzt ist, würde ich einen Vergleich zu Wasser-Wasser-Wärmepumpen ziehen, also solche, die mit Grundwasser betrieben werden. In den meisten herstellerunterlagen findet man Sole und Wasser-Wärmepumpen mit nahezu gleicher Leistung. Meist hat die Wasser-WP eine höhere Leistung, weil die Quellentemperatur höher ist. Die Verdichterdaten sind aber meist gleich.

Bei den Wasser-WP steht dann immer der nötige Volumenstrom und die dazu benötigte minimale Vorlauftemperatur drin. Mit diesen Daten kann man dann errechnen, mit welcher Rücklauftemperatur das Wasser die WP verlässt. Ich denke das wird meist bei etwa 4°C liegen. Dann ist auch klar, dass es im Wärmetauscher nicht kälter als 0°C wird, das delta beträgt also max. 4°C.

Ich überlege selbst auch, ob es nicht Sinn macht, sofort eine Grundwasser-WP zu kaufen und diese über den Erdkollektor zu betreiben. Dann hat man mit Sicherheit keine Korrosionsprobleme, da die Anlage auf den Betrieb mit reinem (Grund)Wasser ausgelegt ist und es gibt alle Sicherheitsmerkmale, die die WP abschalten bei Unterschreiten der Mindesttemperatur. man muss nur eine WP finden, bei der man diese Sicherheitsmerkmale ausschalten kann, wenn man doch in den negativen bereich kommen muss, falls die Quelle nicht ergiebig genug ist.

Grüße,

Jojo_

Verfasser:
pB..
Zeit: 06.06.2011 11:00:16
0
1539833
Bin ja (überwiegend) stiller Mitleser,
aber wenns wichtig ist :

Ich denke, ihr sitzt hier einem Irrtum auf.

Bei den hier relevanten Temperaturen hat Ethanol die deutlich
niedrigere Viskosität - auch in Mischungen bis 25 Vol-%.

Beispiel : Viskosität versch. Flüssigkeiten (Wikipedia)

Wir setzen im Regelfall ausschließlich Ethanol-Wasser-Mischungen
mit 25 Vol-% ein.

Funktioniert einwandfrei.

P.S.: Anderes würde mich auch sehr wundern,
ist Ethanol doch ein wesentlich kleineres Molekül, als Glykol.

P.P.S: Ethylenglykol ist giftig, Methanol ebenso, aber wesentlich (!) giftiger, ist für mich ein eindeutiges No Go.

Verfasser:
Jojo_
Zeit: 06.06.2011 11:26:27
0
1539842
Hallo,

die von mir aufgeschriebenen Daten beziehen sich natürlich auf 20 oder 25°C. Der Link zu Wikipedia beschreibt allerdings keinen Vergleich von wässerigen Lösungen bei unterschiedlichen Temperaturen. Gibt es dazu denn eine Tabelle, aus der tatsächlich hervorgeht, dass Ethanol-Wasser-Mischungen bei 5-10 °C und selbem Frostschutz tatsächlich eine geringere Viskosität haben als Glykol-Lösungen?

Grüße,

Jojo_

Verfasser:
WalterN
Zeit: 06.06.2011 12:24:33
0
1539861
Zwei Fragen:

1) Ethanol ist ja brennbar. Kann bei Raumtemperatur durch Verdunstung ein brennbares/explosives Gasgemisch entstehen?

2) Wie diffusionsdicht ist PE gegenüber Ethanol?

Ich habe eben auch die spezifische Wärmekapazität der beiden Stoffe verglichen: für Ethanol habe ich den Wert 2,42 gefunden. Und für Ethylenglykol 2,4. Also auch hier kein wesentlicher Unterschied.

Prost!!

Danke und Gruß
Walter

Verfasser:
nudnik
Zeit: 06.06.2011 12:36:07
0
1539866
Nicht zu vergessen ist auch die Beständigkeit von Dichtungen und anderen Elastomerbauteilen, die sich in Pumpen und Armaturen befinden. Je nach verwendetem Kerkstoff kann es zu Quellung, Versprödung, Auflösung , ... kommen. Bei Verendung von nicht explizit vom Hersteller zugelassenen Additiven entfällt jeglicher Gewährleistungsnaspruch wenn die Komponente versagt. Also alles auf eigenes Risiko!
Gruß nudnik

Verfasser:
pB..
Zeit: 06.06.2011 13:25:38
0
1539884
@ Jojo

Keine Tabelle zu bekommen, aber da gibts was :

Wikipedia (en)

und zwar :

Viscosity of blends of liquids

The viscosity of the blend of two or more liquids can be estimated using the Refutas equation[19]. The calculation is carried out in three steps.

The first step is to calculate the Viscosity Blending Number (VBN) (also called the Viscosity Blending Index) of each component of the blend:

(1) \mbox{VBN} = 14.534 \times \ln\left[ \ln(v + 0.8) \right] + 10.975\,

where v is the kinematic viscosity in centistokes (cSt). It is important that the kinematic viscosity of each component of the blend be obtained at the same temperature.

The next step is to calculate the VBN of the blend, using this equation:

(2) \mbox{VBN}_\text{Blend} = \left[ x_A \times \mbox{VBN}_A \right] + \left[x_B \times \mbox{VBN}_B\right] + \cdots + \left[x_N \times \mbox{VBN}_N\right]\,

where xX is the mass fraction of each component of the blend.

Once the viscosity blending number of a blend has been calculated using equation (2), the final step is to determine the kinematic viscosity of the blend by solving equation (1) for v:

(3) v = \exp\left( \exp\left( \frac{\text{VBN}_\text{Blend} - 10.975}{14.534} \right) \right) - 0.8,

where VBNBlend is the viscosity blending number of the blend.

------
Ende Zitat.

Viel Spaß,
Tabellen mit Viskositätsdaten gibts viele,
Umrechnungshilfe cSt etc. bietet :

The Engineering Toolbox

Ich habs vorn paar Jahren mal für meine Anwendungszwecke berechnet....
die Visk. des Gemisches H2O / C2H5OH ist wesentlich geringer, asl die von Glykol....

;-))

Verfasser:
fdl1409
Zeit: 06.06.2011 14:49:51
0
1539909
Wäre ja wunderbar, wenn Ethanol eine geringere Viskosität hätte als Glykol. Wäre dann mein bevorzugtes Frostschutzmittel. Leider ist das aber nicht so.
Man darf natürlich nicht nur gleiche Konzentrationen vergleichen, sondern gleiche Frostschutzwirkung. Und für gleichen Frostschutz braucht man nun mal mehr Ethanol als Glykol.

Hier eine Tabelle der Frostschutzwirkung verschiedener Konzentrationen von Ethanol.

Bei 20% Ethanol reicht der Frostschutz bis -11°.
Diese Tabelle bezieht sich aber auf Gewichtsprozent. Ethanol hat eine Dichte von nur 0,79 g/ml. Für 20 Gewichtsprozent braucht man ca. 24 Volumenprozent.

Bei Ethylenglykol erreicht man mit 20 Volumenprozent = 21,8 Gewichtsprozent ebenfalls -11° Frostschutz.

Bei 20 Volumenprozent Glykol und 0° hat man eine dyn. Viskosität von 3,47.

Hier ein Link zu einer Viskositätstabelle von Ethanol. Praktischerweise in Gewichtsprozent und mit verschiedenen Temperaturen.

Bei 20 Gewichtsprozent und 0° : 5,319.
Also deutlich höher als bei Glykol.
Interessanterweise fällt die Viskosität bei sehr hohen Konzentrationen wieder ab.

Grüße
Frank

Verfasser:
fdl1409
Zeit: 30.05.2012 07:02:41
0
1721513
Habe in der Zwischenzeit noch einige Infos zu den diversen Frostschutzmitteln gefunden. Die Werte zu Ethanol bestätigen sich, dieses ist leider bezüglich Viskosität schlechter als Glykol.

Es gibt aber einen wirklich interessanten Kandidaten: Kaliumformiat.

Gibt eine 119seitige Dissertation zu den Eigenschaften verschiedenster Frostschutzmittel - einschließlich der Glykole, Alkohole und diverser Salze. Ist eine pdf, die ich hier nicht verlinken kann, ihr könnte sie euch aber selbst suchen:
Melinder: Thermophysical properties of aqueous solutions used as secondary working fluids.
Hier werden sämtliche Stoffdaten untersucht wie Viskosität, Dichte, Wärmekapazität etc. bei unterschiedlichen Temperaturen und Konzentrationen.

Stoffdaten zu Kaliumformiat werden an verschiedenen Stellen besprochen. Eine detaillierte Tabelle ist auf Seite 72 ff.

Schreibe hier jetzt mal die Werte für einen Frostschutz von -10°

Kaliumformiat:
Konzentration 17,9 Gewichtsprozent
volumetrische Wärmekapazität 1,085 kWh/m3K
Wärmeleitfähigkeit 0,537 W/mK bei 0°
dynamische Viskosität 2,20 bei 0°

Ethylenglykol:
für Kälteschutz -10° brauche ich 20,2 Massenprozent, 18,5 Volumenprozent
volumetrische Wärmekapazität 1,1266 kWh/m3K
Wärmeleitfähigkeit 0,494 W/mK bei 0°
dynamische Viskosität 3,30 bei 0°

Reines Wasser hat bei 0° eine dyn. Viskosität von 1,74. Der Wert bei 2,20 für einen Frostschutz -10° bei Kaliumformiat wird bei Ethylenglykol schon bei 6,6 Volumenprozent erreicht.

Die Unterschiede bei Wärmekapazität und Wärmeleifähigkeit haben in der Praxis nur einen marginalen Effekt auf die Effizienz. Signifikant kann sich aber die viel niedrigere Viskosität auswirken. So könnte man mit Kaliumformiat turbulente Auslegungen mit 25er Rohr machen, z.B. 3x200m 25x2,3 statt 2x300m 32x3mm.

Es gibt diverse verfügbare Frostschutzmittel auf Basis Kaliumformiat. Leider keine Preise, vermutlich aber nicht ganz billig. Wird für Tieftemperaturanwendungen genutzt, z.B. für Eisbahnen oder auch Lebensmittelanwendungen - ist dafür zugelassen, Toxizität geringer als Glykol. In großem Stil wird es verwendet auf Flughäfen zur Enteisung der Landebahnen.

Der Rohstoff Kaliumformiat ist preiswert, bei Kauf von 10 Tonnen ab China etwa 1 Euro pro Kilo. Korrosionsschutzadditive sind erforderlich, und hier wird es schwierig. Die auf dem Markt verfügbaren Produkte sind in einigen Fällen gemischt mit anderen Substanzen. Die Angaben zur Anwendung verlangen teilweise vollentsalztes Wasser oder nur unverdünnte Anwendung des Fertigproduktes. Fand eines das auch mit kalkhaltigem Leitungswasser verwendet werden dürfe.

Denke es könnte sich lohnen, hier weiter zu recherchieren.

Grüße
Frank

Verfasser:
Bib007
Zeit: 10.04.2014 22:17:48
0
2066220
Hallo,
mich interessiert der Einsatz von Kaliumformiat in Erdwärmepumpen.

Hat hierzu jemand neue Infos, Preise oder sonstiges?


Im Netz habe ich den Stoff desöfteren als Kältemittelflüssigkeit gefunden. Auch bei Berichten über Erdwärme. Jedoch konnte ich nichts über den tatsächlichen Einsatz finden.

Verfasser:
Bib007
Zeit: 11.04.2014 19:35:58
0
2066515
Hab heute eine Antwort von Waterkotte erhalten zum Thema Kaliumformiat in Erdwärmepumpen:

Sehr geehrter Herr abc,

leider liegen keine Erfahrungswerte vor. Ob Kaliumformiat in Waterkotte Wärmepumpen eingesetzt werden kann, kann ich nicht sagen. Das kommt auf die Elektrochemischen Eigenschaften an. Wenn dieses Frostschutzmittel keine Bundmetalle oder Edelstahl angreift und den Langzeitfrostschutz gewährt sollte man es einsetzten können.

Werden aber Schäden an der Wärmepumpe verursacht, welche auf das Frostschutzmittel zurückzuführen sind, haftet der Hersteller (wir) dann nicht mehr.

Die o.g. Anforderungen kann Ihnen am einfachsten der Hersteller dieses Frostschutzes bestätigen.



Hab auch mal eine Anfrage an Tyfo gestellt, ob die für uns brauchbare Mischungen anbieten oder alternativ Kaliumformiat und Korrossionsschutz einzeln anbieten können. Dann könnten wir das selbst zusammenmischen.

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alternative Frostschutzmittel
Verfasser:
Bib007
Zeit: 11.04.2014 19:35:58
0
2066515
Hab heute eine Antwort von Waterkotte erhalten zum Thema Kaliumformiat in Erdwärmepumpen:

Sehr geehrter Herr abc,

leider liegen keine Erfahrungswerte vor. Ob Kaliumformiat in Waterkotte Wärmepumpen eingesetzt werden kann, kann ich nicht sagen. Das kommt auf die Elektrochemischen Eigenschaften an. Wenn dieses Frostschutzmittel keine Bundmetalle oder Edelstahl angreift und den Langzeitfrostschutz gewährt sollte man es einsetzten können.

Werden aber Schäden an der Wärmepumpe verursacht, welche auf das Frostschutzmittel zurückzuführen sind, haftet der Hersteller (wir) dann nicht mehr.

Die o.g. Anforderungen kann Ihnen am einfachsten der Hersteller dieses Frostschutzes bestätigen.



Hab auch mal eine Anfrage an Tyfo gestellt, ob die für uns brauchbare Mischungen anbieten oder alternativ Kaliumformiat und Korrossionsschutz einzeln anbieten können. Dann könnten wir das selbst zusammenmischen.
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