Vpliv odlaganja vodnega kamna na natančnost termočlena in učinkovitost sončne grelne cevi
Območja kakovosti trde vode se vedno soočajo s pospešenim poslabšanjem delovanja solarnih sistemov za ogrevanje vode po enem do dveh letih uporabe. Temperatura tople vode postane nestabilna, čas pomožnega ogrevanja se bistveno podaljša, mesečna poraba energije pa nenehno narašča. Večina vzdrževalnih pregledov ugotovi, da debele plasti vodnega kamna pokrivajo površino grelnih cevi in sond termočlenov, kar je glavni skriti vzrok slabljenja učinkovitosti sistema.
Solarne cevi za pomožno ogrevanje delujejo v-okoljih, ki so dolgotrajno potopljena v vodo. Kalcijevi in magnezijevi ioni v trdi vodi se obarjajo in prilepijo na kovinske površine v pogojih neprekinjenega segrevanja ter tvorijo goste in trde usedline. Toplotna prevodnost vodnega kamna je le -dvajsetina nerjavnega jekla in bakrenih materialov, ki se uporabljajo za ogrevanje cevnih plaščev. Debele plasti vodnega kamna tvorijo ovire za toplotno odpornost na površinah grelnih cevi, kar resno ovira prenos toplote v vodna telesa in zmanjšuje učinkovitost ogrevanja.
Motnje lestvice pri natančnosti zaznavanja termoelementa bodo bolj verjetno prezrte. Termočlenske sonde, ki pokrivajo lestvico, izolirajo neposredni stik med senzorji in vodnimi telesi, kar povzroči počasno prevajanje temperaturnega signala in resen zamik podatkov. Ko dejanska temperatura vode doseže nastavljen standard, termočlen ne more pravočasno vrniti signalov, zaradi česar grelne cevi še naprej delujejo s presežno močjo. Ko sistem preneha segrevati, sproščanje preostale toplote vodnega kamna povzroči lažne signale visoke-temperature, kar prekine celoten cikel nadzora temperature.
Glede na podatke o profesionalnem preskusu hidravličnega ogrevanja bo vsako povečanje debeline luske za 0,1 mm zmanjšalo učinkovitost prenosa toplote solarnih grelnih cevi za 7,2 % in povečalo napako zaznavanja temperature termočlena za 1,3 stopinje. Ko se debelina lestvice nabere do 0,5 mm, se bo poraba energije pomožnega ogrevanja sistema povečala za več kot 35 %, odzivna hitrost nadzora temperature pa bo padla za 60 %.
Različni načini namestitve termočlenov imajo različne zmožnosti za-zmanjševanje motenj vodnega kamna. Vgrajeni-termočleni sonde so pri dolgotrajnem-delovanju popolnoma oviti z vodnim kamnom z najresnejšim tveganjem okvare zaznavanja. Zunanji stenski -termočleni preprečujejo neposreden stik z vodo in zmanjšujejo oprijem vodnega kamna, s čimer ohranjajo relativno stabilno zaznavanje v okoljih s trdo vodo.
Naslednja tabela kvantificira korelacijo med debelino luske in slabljenjem celovite zmogljivosti sistema:
|
Debelina lestvice |
Izguba učinkovitosti grelne cevi |
Napaka zaznavanja termočlena |
Razmerje podaljšanja časa ogrevanja |
Povečanje porabe energije sistema |
|---|---|---|---|---|
|
0 mm (čisto stanje) |
0% |
±0,5 stopinje |
0% |
0% |
|
0,1 mm |
7.2% |
±1,8 stopinje |
8.3% |
9.1% |
|
0,3 mm |
21.5% |
±3,2 stopinje |
22.7% |
24.5% |
|
0,5 mm |
36.8% |
±5,1 stopinje |
38.2% |
41.3% |
|
0,8 mm+ |
52.1% |
±7,6 stopinj |
55.4% |
58.7% |
Redno čiščenje vodnega kamna je temeljni vzdrževalni ukrep solarnih sistemov za ogrevanje vode. Na območjih s kakovostjo trde vode lahko redno kemično čiščenje ali fizično odstranjevanje vodnega kamna vsakih 6 mesecev učinkovito odstrani vodni kamen s površine grelnih cevi in sond termočlenov. Pravočasno vzdrževanje obnovi učinkovitost prenosa toplote in natančnost zaznavanja, s čimer se izognemo dolgoročnemu-nizko{4}}učinkovitemu delovanju sistema.
Izbira visoko{0}}odpornih-materialov grelnih cevi in optimiziranih namestitvenih struktur termoelementov v začetni konfiguraciji sistema lahko bistveno zmanjša hitrost adhezije vodnega kamna. Grelne cevi z bakrenim plaščem imajo bolj gladko površino in boljšo učinkovitost proti -vodnemu kamnu kot navadne cevi iz nerjavečega jekla, ki se ujemajo s termočleni z zunanjim zaznavanjem, da tvorijo-odporen na trdo vodo-visoko učinkovit ogrevalni sistem.
Profesionalno konfiguracijo proti-vodnega kamna in sheme rednega vzdrževanja je mogoče oblikovati v skladu z lokalnimi parametri kakovosti vode, da ohrani- dolgoročno učinkovito in stabilno delovanje pomožnega solarnega ogrevanja in sistemov za zaznavanje temperature.
