Ένα κατάστημα επιμετάλλωσης αντικατέστησε έναν θερμαντήρα εμβάπτισης PTFE σε μια μη μονωμένη χαλύβδινη δεξαμενή με μια θερμάστρα μεγέθους χρησιμοποιώντας τον ίδιο υπολογισμό όπως πριν. Ο νέος θερμαντήρας απέδωσε τη σωστή ισχύ, αλλά το ρεζερβουάρ χρειάστηκε περισσότερο χρόνο για να φτάσει στο σημείο ρύθμισης και ο θερμαντήρας λειτουργούσε συνεχώς κατά τη διάρκεια της παραγωγής. Η δεξαμενή είχε μονωθεί δύο χρόνια νωρίτερα, αλλά η μόνωση είχε αφαιρεθεί κατά τη διάρκεια ενός έργου συντήρησης και δεν επανατοποθετήθηκε ποτέ. Η απώλεια θερμότητας είχε αυξηθεί και ο θερμαντήρας ήταν πλέον μικρότερος για το πραγματικό φορτίο.
Η μόνωση της δεξαμενής έχει άμεση επίδραση στην απαιτούμενη ισχύ του θερμαντήρα εμβάπτισης PTFE. Μια μη μονωμένη δεξαμενή χάνει θερμότητα μέσω των τοιχωμάτων της με ρυθμό που μπορεί να είναι 5-10 φορές μεγαλύτερος από μια μονωμένη δεξαμενή. Ο θερμαντήρας πρέπει να αντικαταστήσει τη χαμένη θερμότητα για να διατηρήσει το σημείο ρύθμισης.
Πώς η μόνωση μειώνει την απώλεια θερμότητας
Η απώλεια θερμότητας μέσω ενός τοιχώματος δεξαμενής εξαρτάται από τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του λουτρού και του αέρα του περιβάλλοντος, την επιφάνεια του τοίχου και τη θερμική αντίσταση του τοίχου και τυχόν μόνωσης. Η μόνωση προσθέτει θερμική αντίσταση, η οποία μειώνει την απώλεια θερμότητας για μια δεδομένη διαφορά θερμοκρασίας.
Για έναν τοίχο δεξαμενής από χάλυβα στις 60 μοίρες σε δωμάτιο 20 μοιρών, η απώλεια θερμότητας χωρίς μόνωση είναι περίπου 200–300 W/m². Με μόνωση 50 mm, η απώλεια πέφτει στα 20–40 W/m². Με 100 mm πέφτει στα 10–20 W/m².
| Πάχος μόνωσης | Απώλεια θερμότητας τοίχου στους 60 βαθμούς | Σχετική Απώλεια | Ετήσιο κόστος ενέργειας (100 m²) |
|---|---|---|---|
| Κανένας | 200–300 W/m² | 1.0× | $12,000–18,000 |
| 25 χλστ | 50–80 W/m² | 0.25× | $3,000–4,800 |
| 50 χλστ | 20–40 W/m² | 0.12× | $1,200–2,400 |
| 75 χλστ | 12–25 W/m² | 0.08× | $720–1,500 |
| 100 χλστ | 8–15 W/m² | 0.05× | $480–900 |
Απώλεια θερμότητας τοίχου και κόστος ενέργειας ανά πάχος μόνωσης για λουτρό 60 μοιρών
Πώς η μόνωση αλλάζει την απαιτούμενη ισχύ
Ο θερμαντήρας πρέπει να παρέχει αρκετή ισχύ για να αντικαταστήσει τη θερμότητα που χάνεται μέσω των τοίχων και της επιφάνειας και να θερμάνει τα εισερχόμενα τεμάχια εργασίας. Εάν η δεξαμενή δεν είναι μονωμένη, οι απώλειες στον τοίχο είναι μεγαλύτερες και ο θερμαντήρας πρέπει να είναι μεγαλύτερος.
Για μια δεξαμενή 2.000 λίτρων στους 60 βαθμούς με 100 m² βρεγμένης επιφάνειας, η απώλεια τοίχου χωρίς μόνωση είναι 20–30 kW. Με μόνωση 50 mm, η απώλεια πέφτει στα 2–4 kW. Η διαφορά είναι 18–26 kW θερμαντικής ικανότητας που πρέπει να παρέχεται από τη θερμάστρα.
| Όγκος δεξαμενής | Βρεγμένη Επιφάνεια | Απώλεια χωρίς μόνωση τοίχου | Απώλεια μονωμένου τοίχου (50 mm) | Απαιτείται πρόσθετη χωρητικότητα θερμαντήρα |
|---|---|---|---|---|
| 1,000 L | 50 m² | 10–15 kW | 1–2 kW | 9–13 kW |
| 1,500 L | 75 m² | 15–23 kW | 1,5–3 kW | 13–20 kW |
| 2,000 L | 100 m² | 20–30 kW | 2–4 kW | 18–26 kW |
| 3,000 L | 150 m² | 30–45 kW | 3–6 kW | 27–39 kW |
Απώλεια θερμότητας τοίχου και πρόσθετη χωρητικότητα θερμαντήρα που απαιτείται για μη μονωμένες δεξαμενές
Η επίδραση στις επιφανειακές απώλειες
Οι επιφανειακές απώλειες συμβαίνουν μέσω της εξάτμισης και της ακτινοβολίας. Μια ανοιχτή επιφάνεια δεξαμενής στις 60 μοίρες χάνει 300–500 W/m². Μια πλωτή κουβέρτα με μπάλα ή ένα κάλυμμα δεξαμενής μειώνει αυτή την απώλεια κατά 60-70%.
Για μια δεξαμενή 2.000 λίτρων με επιφάνεια 1,5 m², η απώλεια ανοιχτής επιφάνειας είναι 450–750 W. Με ένα κάλυμμα, η απώλεια πέφτει στα 135–225 W. Η διαφορά είναι 315–525 W θερμαντικής ικανότητας.
Μόνωση και διαστασιολόγηση θερμαντήρα
Ο θερμαντήρας πρέπει να έχει μέγεθος για την πραγματική απώλεια θερμότητας της δεξαμενής. Εάν η δεξαμενή είναι μονωμένη, ο θερμαντήρας μπορεί να είναι μικρότερος. Εάν η δεξαμενή δεν είναι μονωμένη, η θερμάστρα πρέπει να είναι μεγαλύτερη.
Μια πρακτική προσέγγιση είναι ο υπολογισμός της απώλειας θερμότητας για την πραγματική κατάσταση μόνωσης και το μέγεθος του θερμαντήρα για αυτό το φορτίο συν ένα περιθώριο για το φορτίο παραγωγής. Ένας θερμαντήρας που έχει μέγεθος για μονωμένη δεξαμενή αλλά είναι εγκατεστημένος σε μη μονωμένη δεξαμενή θα είναι μικρότερου μεγέθους και θα λειτουργεί συνεχώς.
Όταν η μόνωση αλλάζει την απαίτηση πυκνότητας Watt
Η προσθήκη μόνωσης μειώνει την απώλεια θερμότητας, γεγονός που μειώνει την απαιτούμενη ισχύ. Αλλά η μόνωση επηρεάζει επίσης τη θερμοκρασία της επιφάνειας του θερμαντήρα. Ενδέχεται να χρειαστεί ένας μικρότερος θερμαντήρας που λειτουργεί με μεγαλύτερη πυκνότητα watt για την παροχή της μειωμένης ισχύος εντός του διαθέσιμου χώρου. Η υψηλότερη πυκνότητα watt αυξάνει τη θερμοκρασία της επιφάνειας και επιταχύνει την υποβάθμιση.
Το βέλτιστο είναι να μονώσετε τη δεξαμενή και να καθορίσετε έναν θερμαντήρα με μεγάλη επιφάνεια και χαμηλή πυκνότητα watt. Η μόνωση μειώνει την απαίτηση ισχύος και η μεγάλη επιφάνεια διατηρεί την πυκνότητα βατ χαμηλή.
Όταν οι τυπικοί θερμαντήρες δεν μπορούν να ταιριάζουν με την κατάσταση μόνωσης
Οι δεξαμενές με κατεστραμμένη ή ελλιπή μόνωση απαιτούν συχνά μεγαλύτερες θερμάστρες από τις αρχικές προδιαγραφές. Μια προσαρμοσμένη διαμόρφωση θερμαντήρα εμβάπτισης PTFE με μεγάλη επιφάνεια, χαμηλή πυκνότητα watt και βελτιστοποιημένη θέση ροής- αντιμετωπίζει τη βασική αιτία της υπομεγέθους. Η διαδικασία προδιαγραφής απαιτεί τις διαστάσεις της δεξαμενής, την κατάσταση μόνωσης, τη θερμοκρασία λειτουργίας και την απαιτούμενη ισχύ. Για εγκαταστάσεις με διαφορετικές συνθήκες μόνωσης, αυτή η συγκεκριμένη προσέγγιση-εφαρμογής διασφαλίζει ότι ο θερμαντήρας αντιστοιχεί στην πραγματική απώλεια θερμότητας.
