Vliv usazování vodního kamene na přesnost termočlánku a účinnost solárního ohřevu
Oblasti s kvalitou tvrdé vody vždy čelí zrychlené degradaci výkonu solárních systémů pro ohřev vody po jednom až dvou letech používání. Teplota teplé vody se stává nestabilní, doba pomocného ohřevu se výrazně prodlužuje a měsíční spotřeba energie se neustále zvyšuje. Většina kontrol údržby zjistila, že silné vrstvy okují pokrývají povrch topných trubek a termočlánkových sond, což je hlavní skrytá příčina útlumu účinnosti systému.
Solární přídavné topné trubice fungují v-dlouhodobém prostředí ponořením do vody. Ionty vápníku a hořčíku se v tvrdé vodě srážejí a ulpívají na kovových površích za podmínek nepřetržitého zahřívání a vytvářejí husté a tvrdé usazeniny. Tepelná vodivost vodního kamene je pouze jedna-dvacetina materiálů z nerezové oceli a mědi používaných k ohřevu plášťů trubek. Silné vrstvy okují tvoří tepelné odporové bariéry na površích topných trubek, vážně brání přenosu tepla do vodních těles a snižují účinnost vytápění.
Interference měřítka na přesnost snímání termočlánku bude pravděpodobněji ignorována. Termočlánkové sondy pokrývající měřítko izolují přímý kontakt mezi senzory a vodními útvary, což má za následek pomalé vedení teplotního signálu a vážné zpoždění dat. Když skutečná teplota vody dosáhne nastaveného standardu, termočlánek nemůže zpětně podávat signály včas, což způsobí, že topné trubice pokračují v práci s přebytečným výkonem. Když systém přestane zahřívat, uvolnění zbytkového tepla z vodního kamene vede k falešným signálům vysoké teploty-, což naruší celý cyklus regulace teploty.
Podle údajů z profesionálních testů hydraulického ohřevu každé zvýšení tloušťky vodního kamene o 0,1 mm sníží účinnost přenosu tepla solárních topných trubic o 7,2 % a zvýší chybu detekce teploty termočlánku o 1,3 stupně. Když se tloušťka vodního kamene nahromadí na 0,5 mm, spotřeba energie pomocného topení systému se zvýší o více než 35 % a rychlost odezvy regulace teploty klesne o 60 %.
Různé metody instalace termočlánků mají různé schopnosti proti rušení-usazování vodního kamene. Vestavěné-termočlánky sondy jsou v dlouhodobém-provozu zcela obaleny váhou s nejvážnějším rizikem selhání snímání. Termočlánky montované na vnější stěnu-zabraňují přímému kontaktu s vodou a snižují přilnavost vodního kamene, čímž zachovávají relativně stabilní výkon snímání v prostředí s tvrdou vodou.
Následující tabulka kvantifikuje korelaci mezi tloušťkou šupiny a celkovým útlumem výkonu systému:
|
Tloušťka měřítka |
Ztráta účinnosti topné trubky |
Chyba detekce termočlánku |
Poměr prodloužení doby ohřevu |
Zvýšení spotřeby energie systému |
|---|---|---|---|---|
|
0 mm (čistý stav) |
0% |
±0,5 stupně |
0% |
0% |
|
0,1 mm |
7.2% |
±1,8 stupně |
8.3% |
9.1% |
|
0,3 mm |
21.5% |
±3,2 stupně |
22.7% |
24.5% |
|
0,5 mm |
36.8% |
±5,1 stupně |
38.2% |
41.3% |
|
0,8 mm+ |
52.1% |
±7,6 stupně |
55.4% |
58.7% |
Pravidelné čištění vodního kamene je základním opatřením údržby solárních systémů pro ohřev vody. Pro oblasti s tvrdou vodou může pravidelné chemické čištění nebo fyzikální odstraňování vodního kamene každých 6 měsíců účinně odstranit povrchový kámen topných trubic a termočlánkových sond. Včasná údržba obnoví účinnost přenosu tepla a přesnost snímání, čímž se zabrání dlouhodobému-nízce{4}}účinnému provozu systému.
Výběr vysoce{0}}odporových{1}} materiálů topných trubek a optimalizovaných struktur instalace termočlánků v počáteční konfiguraci systému může zásadně snížit rychlost přilnutí vodního kamene. Topné trubice s měděným pláštěm mají hladší povrch a lepší -účinnost proti vodnímu kameni než obyčejné trubky z nerezové oceli, přičemž se shodují s termočlánky s externím snímáním a vytvářejí vysoce účinný topný systém-odolný proti tvrdé vodě-.
Profesionální konfigurace proti usazování vodního kamene a schémata pravidelné údržby mohou být sestaveny podle místních parametrů kvality vody, aby byl zachován dlouhodobý-účinný a stabilní provoz solárního přídavného vytápění a systémů snímání teploty.
