§ 12

Czas zamarzania rury pełnej wody

Ile czasu zajmuje woda w rurze zamarznięcie w mrozy?

Odpowiedź: Oblicz, jak długo woda stojąca w izolowanej rurze wytrzymuje w mrozu: czas chłodzenia do punktu zamarzania i czas zamarzania do wybranego udziału lodu (standard 25%) zgodnie z EN ISO 12241. Do oceny ryzyka mrozu podczas zatrzymania operacyjnego, zimowego zamknięcia i awarii kabli grzejących.

Wzór

R_l = ΔT / q

m′ = ρ_w · π · (d_i / 2)²

t₁ = m′ · c_w · R_l · ln( (θ_start − θ_a) / (0 − θ_a) )

t₂ = m′ · x · L_f · R_l / (0 − θ_a)

Symbole i jednostki we wzorze
Symbol	Znaczenie	Jednostka
t₁	Tid til vandet når 0 °C	s
t₂	Tid til den valgte isandel er frosset	s
R_l	Rørets lineære varmemodstand	K·m/W
m′	Vandmasse pr. meter rør	kg/m
d_i	Wewnętrzną średnicę rury	mm
ρ_w	Vands densitet (1000)	kg/m³
c_w	Vands specifikke varmekapacitet (4186)	J/(kg·K)
L_f	Latent smeltevarme for is (334)	kJ/kg
x	Andel af vandet der må fryse	%

Ważność i źródło

Źródło: EN ISO 12241
Pewność liczb: Średnia — oparta na typowych wartościach tabelarycznych i powinna być sprawdzona na budowie

Nie dotyczy, gdy

Kræver frost udenfor. Er omgivelsestemperaturen 0 °C eller derover, når vandet aldrig frysepunktet, og der er ingen frysetid at beregne.
Vandet regnes som STILLESTÅENDE. Er der den mindste gennemstrømning, holder regnestykket ikke.
Rørvæggens og isoleringens egen varmekapacitet er ikke med, og R_l fastholdes fra starttemperaturen. Begge forenklinger gør den beregnede tid kortere end den virkelige — der er ingen sikkerhedsfaktor oveni.
Den indvendige diameter regnes som ydre Ø minus 2 × godstykkelse. Godset skal slås op i rørtabellen for netop din rørtype.

Przykład obliczeniowy

Wstawiono domyślne wartości kalkulatora. Liczby obliczono dokładnie tym wzorem, którego używa narzędzie.

Wstawiono

Temperatura wody na początek10 °C
Temperatura otoczenia-10 °C
Ydre diameter, bart rør33,7 mm
Grubość materiału3,2 mm
Grubość izolacji30 mm
Zawartość lodu, która może zamrozić25 %

Dawca

Afkøling til 0 °C2,3 timer
Frysning til den valgte isandel6,6 timer
Całkowity czas9,0 timer
Woda w rurze0,59 kg/m

Tylko dla członków

Sam kalkulator jest zablokowane

Utwórz bezpłatne konto, aby odblokować wszystkie artykuły, kalkulatory, szablony i asortyment — i uzyskać dostęp do quizów i klas. Zajmuje to poniżej minuty: imię, email i hasło. Żadna karta kredytowa.

Utwórz darmowe konto →Zaloguj się

Chcesz najpierw czegoś spróbować? Zobacz, czego możesz używać bez konta — strefa junior, leksykon, filmy i więcej.

Sådan bruger du den

Når et vandrør går gennem et uopvarmet rum eller udendørs, og vandet kan stå stille, fx i en weekend eller ved et strømsvigt. Beregneren regner, hvor lang tid der går, før vandet når 0 °C, og før en given andel er frosset. Du bruger den til at vurdere, om isoleringen alene er nok, eller om røret skal have varmekabel.

Krok za krokiem

Indtast vandets starttemperatur og den laveste udetemperatur.
Vælg rørdimension og indtast godstykkelsen fra rørtabellen.
Indtast isoleringstykkelsen og vælg luftbevægelse.
Indtast hvor stor en andel af vandet, der må fryse, før røret er i fare.
Læs tiden til 0 °C, tiden til frysning og den samlede tid.

Typowe błędy

At tro at isolering forhindrer frost. Den udskyder den kun; står vandet stille længe nok, fryser det.
At glemme vinden. Udendørs vind øger varmetabet og forkorter tiden.
At bruge den ydre diameter som vandets diameter. Godset skal trækkes fra, og det slås op i rørtabellen.

Przykłady z codzienności

Vandrør på en udendørs rampe

Et DN 25 stålrør (godstykkelse 3,2 mm) med 30 mm isolering går over en udendørs rampe. Vandet er 10 °C, og der er -10 °C og vind. Hvor længe kan vandet stå stille?

Temperatura wody na początek: 10
Temperatura otoczenia (mróz): -10
Wymiar rury: 33,7
Grubość ścianki (rura mediów): 3,2
Grubość izolacji: 30
Zawartość lodu, która może zamrozić: 25

Indvendig Ø = 33,7 − 2 · 3,2 = 27,3 mm → vand 0,59 kg/m
R_l = 4,893 K·m/W
t₁ = 0,59 · 4186 · 4,893 · ln((10 + 10) / 10) = 2,3 timer
t₂ = 0,59 · 0,25 · 334.000 · 4,893 / 10 = 6,6 timer
Samlet = 9,0 timer

To znaczy: Vandet når 0 °C efter 2,3 timer, og efter i alt 9,0 timer er en fjerdedel frosset. Det rækker ikke til en weekend uden tapning, så røret skal have varmekabel eller tømmes.

DN 50 i en uopvarmet garage

En DN 50 vandledning (gods 3,6 mm) med 50 mm isolering ligger i en garage, hvor der kan blive -5 °C. Luften står stille.

Temperatura wody na początek: 8
Temperatura otoczenia (mróz): -5
Wymiar rury: 60,3
Grubość ścianki (rura mediów): 3,6
Grubość izolacji: 50
Zawartość lodu, która może zamrozić: 25

Vand 2,21 kg/m, R_l = 4,921 K·m/W
t₁ = 12,1 timer, t₂ = 50,5 timer
Samlet = 62,7 timer

To znaczy: Det store rør med mere isolering i stille luft holder 62,7 timer, før en fjerdedel er frosset. Det er 2,6 døgn, men stadig ingen garanti mod frost over en lang kuldeperiode.

Reguła praktyczna

Et lille rør fryser hurtigt: på DN 25 og mindre er der typisk kun timer, ikke døgn, selv med isolering.

Jak sprawdzić odpowiedź

Beregneren regner uden rørets egen varmekapacitet, så den virkelige tid er lidt længere. Er resultatet flere uger, er temperaturerne sandsynligvis tastet forkert.