Pindamisliin märkas, et tema elektritarbimine on kuue kuuga kasvanud ligi 12%, ilma et tootmismaht oleks muutunud. Paak oli saavutamas seadeväärtust ja küttekeha vool vastas andmesildile. Kommunaalarve rääkis hoopis teist juttu. Küttekeha kulutas rohkem energiat, et sama soojust vanni viia. Erinevus oli 1,8 mm katlakivi kiht kestal.
PTFE sukelsoojendi energiatõhusus ei ole kindel omadus. See muutub koos ümbrise pinna seisukorraga. Puhas kütteseade kannab soojust tõhusalt üle protsessivedelikule. Katlakiviga kütteseade edastab vähem soojust ja kaotab rohkem keskkonda-või kulutab sama vannitemperatuuri säilitamiseks rohkem energiat.
Küttekeha energiabilanss
Kütteseadmesse sisestatud elektrienergia võrdub protsessivedelikku edastatud soojusega pluss kaod. Puhtas kerises on kaod minimaalsed ja peaaegu kogu energia läheb vanni soojendamiseks. Katlakiviga küttekehas lisab katlakivi kiht soojustakistust, mis tõstab ümbrise temperatuuri. Kõrgem ümbrise temperatuur suurendab kadusid terminali korpuse, ääriku ja paagi seinte kaudu.
Energia, mis protsessivedelikku ei jõua, läheb raisku. Kommunaalarvesti mõõdab kogu energiasisendit, mitte tarnitud kasulikku soojust. Katlakiviga kütteseade võtab sama voolu, kuid annab vähem soojust, seega väheneb kasuteguri -kasuliku soojuse suhe kogu energiasisendisse-.
| Katla paksus | Mantli ΔT suurenemine | Soojus tarnitud | Energia sisend | Tõhusus | Energiajäätmed |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 mm (puhas) | Lähtejoon | 100% | 100% | 95–98% | 2–5% |
| 0,5 mm | 6-9 kraadi | 97% | 100% | 92–95% | 5–8% |
| 1,0 mm | 12-18 kraadi | 93% | 100% | 88–92% | 8–12% |
| 2,0 mm | 25-35 kraadi | 85% | 100% | 80–85% | 15–20% |
| 3,0 mm | 38-52 kraadi | 75% | 100% | 70–78% | 22–30% |
Energiatõhusus ja jäätmed katlakivi paksuse funktsioonina PTFE sukelsoojenditel
Miks skaala suurendab energiatarbimist
Katlakivi kiht toimib isoleeriva tekina kesta ja protsessivedeliku vahel. Et sama soojusvoog ületaks selle täiendava takistuse, peab ümbrise temperatuur tõusma. Kõrgem ümbrise temperatuur suurendab temperatuuride erinevust küttekeha ja keskkonna vahel, mis põhjustab suuremaid kadusid.
Kaod tekivad mitmel viisil. Klemmi korpus, mis on ühendatud kütteseadmega külma tsooni kaudu, juhib soojust ümbrisest eemale. Paagi seina külge poltidega kinnitatud äärik juhib soojust paagi konstruktsiooni. Paagi seinad ja pind kaotavad rohkem soojust, kuna vanni temperatuuri hoiab sättepunktis kuumemalt ja kauem töötav küttekeha.
Netomõju seisneb selles, et küttekeha peab kulutama rohkem energiat, et anda vanni sama kasulikku soojust. Tõhususe kadu on õhukeste katlakivikihtide puhul väike, kuid kasvab kiiresti katlakivi paksenemisel.
Pikema tööaja liitefekt
Skaalatud kütteseade ei kaota mitte ainult tõhusust,{0}}vaid töötab kauem. Kontroller näeb, et vanni temperatuur langeb või ei saavuta seadeväärtust ja hoiab küttekeha pinge all. Kütteseade töötab kõrgema töötsükliga, tarbides rohkem energiat rohkemate tundide jooksul.
Puhtas süsteemis võib kütteseade seadeväärtuse säilitamiseks töötada 40% ajast. 2 mm skaalakihiga võib see töötada 55–60% ajast. Madalama efektiivsuse ja pikema tööaja kombinatsioon suurendab kogu energiatarbimist 30–50%.
| Katla paksus | Küttekeha töötsükkel | Igapäevased tööajad | Päevane energiatarbimine | Puhta suhtes |
|---|---|---|---|---|
| 0 mm | 40% | 9,6 tundi | 48 kWh | 1.0× |
| 0,5 mm | 44% | 10,6 tundi | 53 kWh | 1.1× |
| 1,0 mm | 50% | 12,0 tundi | 60 kWh | 1.25× |
| 2,0 mm | 58% | 13,9 tundi | 70 kWh | 1.45× |
| 3,0 mm | 68% | 16,3 tundi | 82 kWh | 1.7× |
Energiatarve katlakivi paksuse funktsioonina pidevas kasutuses oleva 5 kW küttekeha puhul
Energiajäätmete maksumus
Energiajäätmete maksumus sõltub elektrienergia määrast, küttekeha võimsusest ja töötundidest. 5 kW küttekeha puhul, mis töötab 6000 tundi aastas hinnaga 0,10 dollarit kWh kohta, on puhta kütteseadme aastane energiakulu 3000 dollarit. 2 mm skaalaga kiht suurendab selle 4350 dollarini - lisaks 1350 dollarit aastas.
20 kütteseadmega tehases võib katlakivist tulenev energiajäätmete kogusumma aastas olla 27 000 dollarit. See on rohkem kui kulu ennetava hoolduse programmile, mis hoiab küttekehad puhtana.
| Küttekeha võimsus | Aastane tööaeg | Puhta energia maksumus | 1 mm skaala maksumus | 2 mm skaala maksumus | Iga-aastased jäätmed |
|---|---|---|---|---|---|
| 3 kW | 6,000 | $1,800 | $2,250 | $2,610 | $810 |
| 5 kW | 6,000 | $3,000 | $3,750 | $4,350 | $1,350 |
| 8 kW | 6,000 | $4,800 | $6,000 | $6,960 | $2,160 |
| 12 kW | 6,000 | $7,200 | $9,000 | $10,440 | $3,240 |
Aastane energiakulu ja raiskamine küttekeha võimsuse ja katlakivi paksuse järgi 0,10 dollarit kWh kohta
Katlakivi eemaldamine kui energiasäästu{0}}meede
Katlakivi eemaldamine taastab kerise soojusülekande efektiivsuse. Pärast katlakivi eemaldamist ümbrise temperatuur langeb, töötsükkel taastub normaalseks ja energiatarbimine langeb tagasi puhta baastasemeni. Katlakivieemaldusest tulenev energiasääst õigustab sageli puhastuskulusid mõne kuu jooksul.
Katlakivist eemaldatud 2 mm katlakiviga kütteseade säästab 5 kW võimsusega seadme puhul 1350 dollarit aastas. Kui katlakivi eemaldamine maksab 500 dollarit tööjõu ja materjalide osas, on tasuvus alla viie kuu. Pärast seda säästetakse seni, kuni katlakivi uuesti koguneb.
Energiatõhususe jälgimine
Lihtsaim viis tõhususe jälgimiseks on jälgida küttekeha töötsüklit või tööaega. Kütteseade, mis töötab kauem kui uuena, kaotab oma tõhususe. Praegune logi või töö-ajamõõtja pakub andmeid.
Otsesem meetod on mõõta ümbrise temperatuuri töökoormusel. Kesta temperatuur, mis on tõusnud 10–15 kraadi üle puhta baasjoone, näitab, et katlakivi koguneb ja efektiivsus väheneb.
Kui katlakivi{0}}energia raiskamine annab spetsifikatsiooniprobleemi
Korduv katlakivi kogunemine ja energiaraiskamine samas paagis näitavad, et kütteseade töötab vattihedusega, mis on keemia- ja voolutingimuste jaoks liiga kõrge. Madalama -vatt-tihedusega kütteseade töötab jahedamalt, kogub katlakivi aeglasemalt ja säilitab oma tõhususe kauem. Kohandatud PTFE sukelsoojendi konfiguratsioon väikese vattiheduse, suure pindala ja parema juurdepääsuga voolule vähendab katlakivi teket ja sellega seotud energiaraiskamist. Spetsifikatsiooniprotsess nõuab vanni keemiat, töötemperatuuri, vee karedust ja nõutavat võimsust.
