Vplyv usadzovania vodného kameňa na presnosť termočlánku a účinnosť solárneho ohrevu
Oblasti s kvalitou tvrdej vody vždy čelia zrýchlenej degradácii výkonu solárnych systémov na ohrev vody po jednom až dvoch rokoch používania. Teplota teplej vody sa stáva nestabilnou, čas pomocného ohrevu sa výrazne predlžuje a mesačná spotreba energie sa neustále zvyšuje. Väčšina kontrol údržby zistila, že hrubé vrstvy vodného kameňa pokrývajú povrch vykurovacích rúrok a termočlánkových sond, čo je hlavná skrytá príčina útlmu účinnosti systému.
Solárne prídavné vykurovacie trubice fungujú v-dlhodobom prostredí s ponorením do vody. Vápnikové a horčíkové ióny v tvrdej vode sa pri nepretržitom zahrievaní vyzrážajú a priľnú na kovové povrchy a vytvárajú husté a tvrdé usadeniny. Tepelná vodivosť vodného kameňa je iba jedna-dvadsatina materiálov z nehrdzavejúcej ocele a medi používaných na ohrev plášťov rúrok. Hrubé vrstvy vodného kameňa vytvárajú na povrchu vykurovacích rúr bariéry tepelného odporu, čím vážne bránia prenosu tepla do vodných telies a znižujú účinnosť vykurovania.
Interferencia mierky na presnosť snímania termočlánku bude pravdepodobnejšie ignorovaná. Termočlánkové sondy zakrývajúce vodný kameň izolujú priamy kontakt medzi snímačmi a vodnými útvarmi, čo vedie k pomalému prenosu signálu teploty a značnému oneskoreniu údajov. Keď skutočná teplota vody dosiahne nastavenú normu, termočlánok nemôže včas spätne vysielať signály, čo spôsobí, že vykurovacie rúrky budú pokračovať v práci s nadmerným výkonom. Keď systém prestane ohrievať, uvoľnenie zvyškového tepla z vodného kameňa vedie k falošným signálom vysokej-teploty, čím sa naruší celý cyklus regulácie teploty.
Podľa údajov profesionálneho testu hydraulického vykurovania každé zvýšenie hrúbky šupiny o 0,1 mm zníži účinnosť prenosu tepla solárnych vykurovacích rúr o 7,2% a zvýši chybu detekcie teploty termočlánku o 1,3 stupňa. Keď sa hrúbka vodného kameňa nahromadí na 0,5 mm, spotreba energie prídavného vykurovania systému sa zvýši o viac ako 35 % a rýchlosť odozvy regulácie teploty klesne o 60 %.
Rôzne spôsoby inštalácie termočlánkov majú rôzne schopnosti proti rušeniu-váhy. Vstavané-termočlánky sondy sú úplne zabalené do váhy v dlhodobej-prevádzke s najvážnejším rizikom zlyhania snímania. Termočlánky namontované na vonkajšej stene-zabraňujú priamemu kontaktu s vodou a znižujú priľnavosť vodného kameňa, čím si zachovávajú relatívne stabilný výkon snímania v prostredí s tvrdou vodou.
Nasledujúca tabuľka kvantifikuje koreláciu medzi hrúbkou stupnice a celkovým útlmom výkonu systému:
|
Hrúbka stupnice |
Strata účinnosti vykurovacej rúrky |
Chyba detekcie termočlánku |
Pomer predĺženia doby ohrevu |
Zvýšenie spotreby energie systému |
|---|---|---|---|---|
|
0 mm (čistý stav) |
0% |
±0,5 stupňa |
0% |
0% |
|
0,1 mm |
7.2% |
±1,8 stupňa |
8.3% |
9.1% |
|
0,3 mm |
21.5% |
±3,2 stupňa |
22.7% |
24.5% |
|
0,5 mm |
36.8% |
±5,1 stupňa |
38.2% |
41.3% |
|
0,8 mm+ |
52.1% |
±7,6 stupňa |
55.4% |
58.7% |
Pravidelné čistenie vodného kameňa je základným opatrením údržby solárnych systémov na ohrev vody. V oblastiach s kvalitou tvrdej vody môže pravidelné chemické čistenie alebo fyzické odstraňovanie vodného kameňa každých 6 mesiacov účinne odstrániť povrchový kameň vykurovacích rúr a termočlánkových sond. Včasná údržba obnoví účinnosť prenosu tepla a presnosť snímania, čím sa zabráni dlhodobej -neúčinnej prevádzke systému-.
Výberom-odporových{1}} materiálov vykurovacích rúrok a optimalizovaných štruktúr inštalácie termočlánkov v počiatočnej konfigurácii systému možno zásadne znížiť rýchlosť priľnavosti vodného kameňa. Ohrievacie rúrky s medeným plášťom majú hladší povrch a lepšiu-účinnosť proti usadzovaniu vodného kameňa ako obyčajné rúrky z nehrdzavejúcej ocele, pričom sa zhodujú s termočlánkami s vonkajším snímaním a vytvárajú tak vysokoúčinný vykurovací systém-odolný proti tvrdej vode-.
Profesionálnu konfiguráciu-zabraňovania vodného kameňa a schémy pravidelnej údržby možno zostaviť podľa miestnych parametrov kvality vody, aby sa zachovala-dlhodobá efektívna a stabilná prevádzka solárneho pomocného ohrevu a systémov snímania teploty.
