Utjecaj taloženja kamenca na preciznost termoelementa i učinkovitost solarne cijevi za grijanje
Područja s kvalitetom tvrde vode uvijek se suočavaju s ubrzanom degradacijom performansi solarnih sustava za grijanje vode nakon jedne do dvije godine korištenja. Temperatura tople vode postaje nestabilna, vrijeme pomoćnog grijanja se znatno produljuje, a mjesečna potrošnja energije kontinuirano raste. Većina inspekcija održavanja otkriva da debeli slojevi kamenca prekrivaju površinu grijaćih cijevi i sondi termoparova, što je glavni skriveni uzrok slabljenja učinkovitosti sustava.
Cijevi pomoćnog solarnog grijanja rade-u okruženjima koja su dugotrajno uronjena u vodu. Ioni kalcija i magnezija u tvrdoj vodi talože se i prianjaju na metalne površine u uvjetima kontinuiranog zagrijavanja, stvarajući guste i tvrde naslage kamenca. Toplinska vodljivost kamenca je samo jedna-dvadesetina nehrđajućeg čelika i bakrenih materijala koji se koriste za grijanje cijevnih plašta. Debeli slojevi kamenca stvaraju barijere toplinskog otpora na površinama cijevi za grijanje, ozbiljno ometajući prijenos topline do vodenih tijela i smanjujući učinkovitost grijanja.
Vjerojatnije je da će se smetnje skale na preciznost senzora termoelementa zanemariti. Termoelementne sonde koje pokrivaju kamenac izoliraju izravan kontakt između senzora i vodenih tijela, što rezultira sporim provođenjem signala temperature i ozbiljnim kašnjenjem podataka. Kada stvarna temperatura vode dosegne postavljeni standard, termopar ne može na vrijeme vratiti signale, uzrokujući da cijevi za grijanje nastave raditi s prekomjernom snagom. Kada sustav prestane grijati, oslobađanje zaostale topline kamenca dovodi do lažnih signala visoke-temperature, prekidajući cijeli ciklus kontrole temperature.
Prema podacima o profesionalnom ispitivanju hidrauličkog grijanja, svako povećanje debljine kamenca od 0,1 mm smanjit će učinkovitost prijenosa topline solarnih cijevi za grijanje za 7,2% i povećati pogrešku detekcije temperature termoelementa za 1,3 stupnja. Kada se debljina kamenca nakupi na 0,5 mm, potrošnja energije pomoćnog grijanja sustava povećat će se za više od 35%, a brzina reakcije kontrole temperature opasti će za 60%.
Različite metode ugradnje termoelementa imaju različite mogućnosti protiv-ometanja kamenca. Ugrađeni-termoparovi sonde potpuno su omotani kamencem u dugotrajnom-radu s najozbiljnijim rizikom od kvara senzora. Vanjski zidni-termoelementi izbjegavaju izravan kontakt s vodom i smanjuju prianjanje kamenca, održavajući relativno stabilne performanse senzora u okruženjima s tvrdom vodom.
Sljedeća tablica kvantificira korelaciju između debljine kamenca i prigušenja opće performansi sustava:
|
Debljina ljestvice |
Gubitak učinkovitosti cijevi za grijanje |
Pogreška detekcije termopara |
Omjer produljenja vremena grijanja |
Povećanje potrošnje energije sustava |
|---|---|---|---|---|
|
0 mm (čisto stanje) |
0% |
±0,5 stupnjeva |
0% |
0% |
|
0,1 mm |
7.2% |
±1,8 stupnjeva |
8.3% |
9.1% |
|
0,3 mm |
21.5% |
±3,2 stupnja |
22.7% |
24.5% |
|
0,5 mm |
36.8% |
±5,1 stupanj |
38.2% |
41.3% |
|
0,8 mm+ |
52.1% |
±7,6 stupnjeva |
55.4% |
58.7% |
Redovito čišćenje kamenca osnovna je mjera održavanja solarnih sustava grijanja vode. Za područja kvalitete vode s tvrdom vodom, redovito kemijsko čišćenje ili fizičko uklanjanje kamenca svakih 6 mjeseci može učinkovito ukloniti kamenac s površine grijaćih cijevi i sondi termoparova. Pravodobno održavanje vraća učinkovitost prijenosa topline i preciznost senzora, izbjegavajući dugoročan-nisko-učinkovit rad sustava.
Odabir materijala za grijaće cijevi s visokim-otporom-na kamenca i optimiziranih instalacijskih struktura termoelemenata u početnoj konfiguraciji sustava može značajno smanjiti brzinu prianjanja kamenca. Grijaće cijevi s bakrenim omotačem imaju glađu površinu i bolju učinkovitost protiv-kamenca od običnih cijevi od nehrđajućeg čelika, usklađujući se s termoparovima s vanjskim senzorom da tvore sustav grijanja visoke -otpornosti na tvrdu vodu-.
Profesionalna konfiguracija protiv-kamenca i sheme redovitog održavanja mogu se formulirati u skladu s lokalnim parametrima kvalitete vode kako bi se održao-dugoročno učinkovit i stabilan rad pomoćnog solarnog grijanja i sustava za mjerenje temperature.
