تاثیر رسوب مقیاس بر دقت ترموکوپل و راندمان لوله گرمایش خورشیدی

تاثیر رسوب مقیاس بر دقت ترموکوپل و راندمان لوله گرمایش خورشیدی

مناطق با کیفیت آب سخت همیشه پس از یک تا دو سال استفاده، با کاهش عملکرد سریع سیستم‌های گرمایش آب خورشیدی مواجه می‌شوند. دمای آب گرم ناپایدار می شود، زمان گرمایش کمکی به طور قابل توجهی طولانی می شود و مصرف برق ماهانه به طور مداوم افزایش می یابد. اکثر بازرسی‌های تعمیر و نگهداری نشان می‌دهند که لایه‌های مقیاس ضخیم سطح لوله‌های گرمایش و پروب‌های ترموکوپل را می‌پوشانند، که دلیل اصلی پنهان کاهش کارایی سیستم است.

لوله‌های گرمایش کمکی خورشیدی در محیط‌های غوطه‌وری طولانی‌مدت در آب کار می‌کنند. یون‌های کلسیم و منیزیم در آب سخت رسوب می‌کنند و تحت شرایط گرمایش مداوم به سطوح فلزی می‌چسبند و رسوبات متراکم و سخت را تشکیل می‌دهند. رسانایی حرارتی مقیاس تنها یک-بیستم مواد فولادی ضد زنگ و مسی است که برای گرم کردن ژاکت های لوله استفاده می شود. لایه‌های مقیاس ضخیم موانع مقاومت حرارتی را بر روی سطوح لوله گرمایش ایجاد می‌کنند که به طور جدی مانع انتقال حرارت به بدنه‌های آبی و کاهش راندمان گرمایش می‌شود.

تداخل مقیاس در دقت سنجش ترموکوپل به احتمال زیاد نادیده گرفته می شود. پروب های ترموکوپل پوشاننده مقیاس، تماس مستقیم بین سنسورها و بدنه های آبی را جدا می کند، که منجر به انتقال سیگنال دما آهسته و تاخیر جدی داده می شود. هنگامی که دمای واقعی آب به استاندارد تعیین شده می رسد، ترموکوپل نمی تواند سیگنال ها را به موقع بازگرداند و باعث می شود لوله های گرمایش با توان اضافی به کار خود ادامه دهند. هنگامی که سیستم گرمایش را متوقف می کند، انتشار گرمای باقیمانده مقیاس منجر به سیگنال های کاذب دمای بالا می شود و کل چرخه کنترل دما را مختل می کند.

با توجه به داده های تست گرمایش هیدرولیک حرفه ای، هر 0.1 میلی متر افزایش در ضخامت مقیاس، راندمان انتقال حرارت لوله های گرمایش خورشیدی را تا 7.2٪ کاهش می دهد و خطای تشخیص دمای ترموکوپل را 1.3 درجه افزایش می دهد. هنگامی که ضخامت مقیاس به 0.5 میلی متر جمع می شود، مصرف برق کمکی گرمایش سیستم بیش از 35٪ افزایش می یابد و سرعت پاسخ کنترل دما 60٪ کاهش می یابد.

روش‌های مختلف نصب ترموکوپل قابلیت‌های تداخل ضد مقیاس متفاوت- دارند. ترموکوپل‌های داخلی-در کارکرد طولانی‌مدت، با جدی‌ترین خطر خرابی حسگر، کاملاً با مقیاس پیچیده می‌شوند. ترموکوپل‌های دیواری{5} خارجی از تماس مستقیم آب جلوگیری می‌کنند و چسبندگی رسوب را کاهش می‌دهند و عملکرد حسی نسبتاً پایدار را در محیط‌های آب سخت حفظ می‌کنند.

جدول زیر کمیت همبستگی بین ضخامت مقیاس و کاهش عملکرد جامع سیستم را نشان می دهد:

نظافت منظم در مقیاس معیار اصلی نگهداری سیستم های گرمایش آب خورشیدی است. برای مناطق با کیفیت آب سخت، تمیز کردن شیمیایی منظم یا رسوب زدایی فیزیکی هر 6 ماه یکبار می تواند به طور موثر مقیاس سطح لوله های گرمایش و پروب های ترموکوپل را حذف کند. تعمیر و نگهداری به موقع راندمان انتقال حرارت و دقت حس را بازیابی می کند و از عملکرد-کم{4}} طولانی مدت سیستم جلوگیری می کند.

انتخاب مواد لوله گرمایش با مقاومت-در مقیاس{{1} بالا و ساختارهای نصب ترموکوپل بهینه در پیکربندی اولیه سیستم می‌تواند اساساً سرعت چسبندگی مقیاس را کاهش دهد. لوله‌های گرمایش ژاکت مسی نسبت به لوله‌های فولادی ضدزنگ معمولی سطح صاف‌تر و عملکرد ضد مقیاس بهتری دارند و با ترموکوپل‌های حسگر خارجی برای تشکیل یک سیستم گرمایشی با راندمان بالا{4}}مقاوم در برابر آب سخت-منطبق هستند.

پیکربندی ضد مقیاس حرفه‌ای و طرح‌های تعمیر و نگهداری منظم را می‌توان با توجه به پارامترهای کیفیت آب محلی برای حفظ عملکرد طولانی‌مدت کارآمد و پایدار سیستم‌های گرمایش کمکی خورشیدی و سنجش دما تنظیم کرد.