Linia fosforanowania zauważyła, że osiągnięcie wartości zadanej w zbiorniku z każdym miesiącem trwało dłużej. Prąd grzejnika był zgodny z tabliczką znamionową, sterownik żądał ciepła, a powierzchnia grzejnika nad cieczą wydawała się czysta. Kiedy grzejnik został wyciągnięty do kontroli, dolna jedna trzecia osłony została zakopana pod 25-milimetrową warstwą zagęszczonego osadu-szlamu z fosforanu żelaza, zgorzeliny i piasku pozostałościowego, które osiadły i skonsolidowały się na dnie zbiornika.
Osad jest częstą, ale często pomijaną przyczyną utraty mocy grzałki zanurzeniowej PTFE. Warstwa osadu izoluje dolną część grzejnika, zatrzymując ciepło i zmuszając grzejnik do wyższej temperatury, aby zapewnić tę samą moc. Wyższa temperatura powierzchni przyspiesza degradację PTFE i zwiększa zużycie energii.
Jak osad gromadzi się w dolnej części podgrzewacza
Osad osiada grawitacyjnie. W zbiorniku o niskim przepływie blisko dna osad gromadzi się na podłodze i przy dolnej części grzejnika. Warstwa osadu rośnie w górę w miarę osiadania większej ilości ciał stałych.
Warstwa osadu jest zwykle gęstsza i bardziej skonsolidowana niż kamień na powierzchni grzejnika. Jest to mieszanina wytrąconych cząstek stałych, produktów korozji i cząstek przeniesionych. Przewodność cieplna osadu zależy od jego składu i porowatości, ale na ogół jest niższa niż w przypadku osłony PTFE.
| Typ osadu | Typowe źródło | Przewodność cieplna | Szybkość osadzania | Czas pokrycia |
|---|---|---|---|---|
| Fosforan żelaza | Reakcja fosforanowania | 0.5–1.0 W/m·K | Wysoki | 2–6 miesięcy |
| Wodorotlenek metalu | Wyciągnij kąpiel galwaniczną- | 0.2–0.5 W/m·K | Umiarkowany | 4–10 miesięcy |
| Węglan wapnia | Twarda woda | 1.0–2.0 W/m·K | Niski – umiarkowany | 6–18 miesięcy |
| Mieszany osad | Wiele źródeł | 0.3–0.8 W/m·K | Wysoki | 2–6 miesięcy |
Rodzaje osadów i charakterystyka ich osadzania
Dlaczego dolna trzecia część jest najbardziej dotknięta
Dolna jedna trzecia grzejnika znajduje się najbliżej dna zbiornika, gdzie osadza się osad. Jest to również obszar o najniższej prędkości przepływu w większości zbiorników. Przepływ jest najsilniejszy na powierzchni, gdzie powstaje mieszanie, a najsłabszy na dnie, gdzie gromadzi się osad.
Warstwa osadu w dolnej jednej trzeciej tworzy barierę termiczną. Ciepło wytwarzane przez grzejnik musi przejść przez warstwę osadu, zanim dotrze do płynu. Osad zwiększa opór cieplny, co podnosi temperaturę powierzchni grzejnika.
W przypadku grzejnika pracującego przy mocy 1,2 W/cm², warstwa osadu o grubości 25 mm i przewodności cieplnej 0,5 W/m·K powoduje spadek temperatury o około 60 stopni. Temperatura powierzchni grzejnika wzrasta o tę wartość, co może spowodować, że PTFE zacznie ulegać degradacji.
Wpływ na wydajność grzejnika
Osad-pokryty w dolnej jednej trzeciej części grzejnika dostarcza mniej ciepła do kąpieli. Efektywna powierzchnia grzejnika jest zmniejszona. Aby zapewnić tę samą całkowitą moc cieplną, grzejnik musi pracować cieplej, a co za tym idzie, wzrasta zużycie energii.
Osad zmienia również wzór przepływu wokół grzejnika. Warstwa osadu może blokować kanały przepływowe na dnie grzejnika, ograniczając ogólną cyrkulację i tworząc martwe strefy.
Zapobieganie pokrywaniu się osadów
Najskuteczniejszą profilaktyką jest usuwanie osadu zanim się on zgromadzi. Regularne czyszczenie zbiornika-co 3–6 miesięcy w kąpielach-o wysokiej zawartości cząstek stałych-zapobiega osiągnięciu przez warstwę osadu grubości, która wpływa na działanie grzejnika.
Poprawa przepływu na dnie zbiornika ogranicza gromadzenie się osadów. Rura bełkotkowa lub eduktor skierowany wzdłuż dna zbiornika utrzymuje osad w stanie zawieszonym i umożliwia jego usunięcie poprzez filtrację.
Grzejnik zamontowany nad dnem zbiornika-na wspornikach lub wspornikach-zmniejsza powierzchnię grzejnika narażoną na kontakt z warstwą osadu. Osad gromadzi się na podłodze, ale grzejnik znajduje się nad nim.
| Środek zapobiegawczy | Wpływ na osad | Realizacja | Koszt |
|---|---|---|---|
| Regularne czyszczenie zbiornika | Usuwa osad | Harmonogram konserwacji | Umiarkowany |
| Dolny błotnik lub eduktor | Utrzymuje osad w zawieszeniu | Instalacja sprzętu | Umiarkowany |
| Podwyższone mocowanie grzejnika | Unika kontaktu z osadami | Projekt montażu | Niski |
| Łapacz osadu | Zbiera osad | Projekt zbiornika | Wyższy |
Środki zapobiegawcze dotyczące osadzania się osadów w grzałkach zanurzeniowych z PTFE
Gdy pokrycie osadem wskazuje na problem projektowy
Grzejnik, który pomimo regularnego czyszczenia traci moc z powodu osadzania się osadu, oznacza, że konstrukcja zbiornika lub sposób montażu grzejnika nie są dostosowane do danego zastosowania. Niestandardowa konfiguracja grzałki zanurzeniowej z PTFE z podwyższonym mocowaniem, ulepszonym przepływem dolnym i niższą gęstością watów rozwiązuje pierwotną przyczynę pokrycia osadem. Proces specyfikacji wymaga składu chemicznego kąpieli, szybkości wytwarzania substancji stałych, wymiarów zbiornika i wymaganej mocy. W przypadku obiektów wyposażonych w kąpiele procesowe o wysokiej- zawartości części stałych to-podejście specyficzne dla danego zastosowania zmniejsza-straty wyjściowe związane z osadami i wydłuża żywotność grzejnika.
