§ 12
Freezing time for water-filled pipe
How long before the water in the pipe freezes in frost weather?
Answer: Calculate how long standing water in an insulated pipe lasts in frost conditions: cooling time to freezing point and freezing time to a selected ice fraction (standard 25 %) according to EN ISO 12241. For assessment of frost risk at shutdown, winter closure and heating cable failure.
Formula
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)
| Symbol | Meaning | Unit |
|---|---|---|
| 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 | The pipe's internal diameter | 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 | % |
Gyldighed og kilde
- Source
- EN ISO 12241
- Sikkerhed på tallene
- Middel — bygger på typiske tabelværdier og skal efterprøves på anlægget
Gælder ikke når
- 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.
Worked example
Beregnerens egne standardværdier sat ind. Tallene er regnet med præcis den formel værktøjet bruger.
Sat ind
- Water temperature at start10 °C
- Ambient temperature-10 °C
- Ydre diameter, bart rør33.7 mm
- Goods thickness3.2 mm
- Insulation thickness30 mm
- Ice proportion that may freeze25 %
Giver
- Afkøling til 0 °C2.3 timer
- Frysning til den valgte isandel6.6 timer
- Samlet tid9.0 timer
- Water in the pipe0.59 kg/m
Members only
The calculator itself is locked
Create a free user account to unlock all articles, calculators, templates and range — and get access to quizzes and classes. It takes less than a minute: name, email and a password. No payment card.
Want to try something first? See what you can use without an account — the junior zone, the encyclopedia, the videos and more.