חנות ציפוי החליפה תנור טבילה PTFE במיכל פלדה לא מבודד בתנור בגודל לפי אותו חישוב כמו קודם. המחמם החדש סיפק את ההספק הנכון, אך למיכל לקח יותר זמן להגיע לנקודת ההגדרה והמחמם פעל ברציפות במהלך הייצור. המיכל מבודד שנתיים קודם לכן, אך הבידוד הוסר במהלך פרויקט תחזוקה ומעולם לא הותקן מחדש. אובדן החום גדל, והמחמם היה כעת נמוך יותר עבור העומס בפועל.
לבידוד טנק יש השפעה ישירה על הספק תנור הטבילה PTFE הנדרש. מיכל לא מבודד מאבד חום דרך הקירות שלו בקצב שיכול להיות גבוה פי 5-10 ממיכל מבודד. המחמם חייב להחליף את החום שאבד כדי לשמור על נקודת ההגדרה.
כיצד בידוד מפחית איבוד חום
איבוד חום דרך קיר מיכל תלוי בהפרש הטמפרטורה בין האמבט לאוויר הסביבה, שטח הפנים של הקיר, וההתנגדות התרמית של הקיר וכל בידוד. בידוד מוסיף התנגדות תרמית, אשר מפחית את איבוד החום עבור הפרש טמפרטורה נתון.
עבור קיר מיכל פלדה ב-60 מעלות בחדר של 20 מעלות, איבוד החום ללא בידוד הוא כ-200-300 W/m². עם 50 מ"מ של בידוד, ההפסד יורד ל-20-40 W/m². עם 100 מ"מ, הוא יורד ל-10-20 W/m².
| עובי בידוד | איבוד חום קיר ב-60 מעלות | הפסד יחסי | עלות אנרגיה שנתית (100 מ"ר) |
|---|---|---|---|
| אַף לֹא אֶחָד | 200–300 W/m² | 1.0× | $12,000–18,000 |
| 25 מ"מ | 50–80 W/m² | 0.25× | $3,000–4,800 |
| 50 מ"מ | 20–40 W/m² | 0.12× | $1,200–2,400 |
| 75 מ"מ | 12–25 W/m² | 0.08× | $720–1,500 |
| 100 מ"מ | 8–15 W/m² | 0.05× | $480–900 |
איבוד חום קיר ועלות אנרגיה לפי עובי בידוד לאמבטיה של 60 מעלות
כיצד הבידוד משנה את ההספק הנדרש
המחמם חייב לספק מספיק כוח כדי להחליף את החום שאבד דרך הקירות והמשטח ולחמם את חלקי העבודה הנכנסים. אם המיכל אינו מבודד, הפסדי הקיר גבוהים יותר, והמחמם חייב להיות גדול יותר.
עבור מיכל של 2,000 ליטר ב-60 מעלות עם 100 מ"ר של משטח רטוב, אובדן הקיר ללא בידוד הוא 20-30 קילוואט. עם 50 מ"מ של בידוד, ההפסד יורד ל-2-4 קילוואט. ההפרש הוא 18–26 קילוואט של קיבולת חימום שחייבת לספק על ידי המחמם.
| נפח מיכל | משטח רטוב | אובדן קיר לא מבודד | אובדן קיר מבודד (50 מ"מ) | דרושה קיבולת מחמם נוספת |
|---|---|---|---|---|
| 1,000 L | 50 m² | 10-15 קילוואט | 1-2 קילוואט | 9-13 קילוואט |
| 1,500 L | 75 m² | 15–23 קילוואט | 1.5-3 קילוואט | 13–20 קילוואט |
| 2,000 L | 100 m² | 20-30 קילוואט | 2-4 קילוואט | 18–26 קילוואט |
| 3,000 L | 150 m² | 30–45 קילוואט | 3-6 קילוואט | 27–39 קילוואט |
אובדן חום קיר וקיבולת מחמם נוספת הנדרשת עבור מיכלים לא מבודדים
ההשפעה על הפסדי פני השטח
הפסדי פני השטח מתרחשים באמצעות אידוי וקרינה. משטח מיכל פתוח ב-60 מעלות מאבד 300-500 W/m². שמיכת כדור צף או כיסוי טנק מפחיתים את ההפסד הזה ב-60-70%.
עבור מיכל של 2,000 ליטר עם משטח של 1.5 מ"ר, הפסד המשטח הפתוח הוא 450-750 ואט. עם מכסה, ההפסד יורד ל-135-225 ואט. ההבדל הוא 315-525 ואט של כושר חימום.
גודל בידוד וחימום
תנור החימום צריך להיות בגודל לאובדן החום בפועל של המיכל. אם המיכל מבודד, המחמם יכול להיות קטן יותר. אם המיכל אינו מבודד, המחמם חייב להיות גדול יותר.
גישה מעשית היא לחשב את אובדן החום עבור מצב הבידוד בפועל וגודל המחמם עבור עומס זה בתוספת מרווח לעומס ייצור. תנור חימום המותאם למיכל מבודד אך מותקן במיכל לא מבודד יהיה בגודל נמוך ויפעל ברציפות.
כאשר בידוד משנה את דרישת צפיפות הוואט
הוספת בידוד מפחיתה את איבוד החום, מה שמפחית את ההספק הנדרש. אבל הבידוד משפיע גם על טמפרטורת פני החימום. ייתכן שיהיה צורך במחמם קטן יותר הפועל בצפיפות וואט גבוהה יותר כדי לספק את ההספק המופחת בתוך השטח הפנוי. צפיפות הוואטים הגבוהה מעלה את טמפרטורת פני השטח ומאיצה את השפלה.
האופטימלי הוא לבודד את המיכל ולציין תנור חימום עם שטח פנים גדול וצפיפות וואט נמוכה. הבידוד מפחית את דרישת ההספק, ושטח הפנים הגדול שומר על צפיפות הוואטים נמוכה.
כאשר תנורי חימום סטנדרטיים אינם יכולים להתאים לתנאי הבידוד
טנקים עם בידוד פגום או חסר לרוב דורשים מחממים גדולים יותר מהמפרט המקורי. תצורת מחמם טבילה מותאם אישית מסוג PTFE עם שטח פנים גדול, צפיפות וואט נמוכה ומיקום מותאם- של זרימה מטפלת בגורם השורש של גודל נמוך. תהליך המפרט דורש את מידות המיכל, מצב הבידוד, טמפרטורת הפעולה והספק הנדרש. עבור מתקנים עם תנאי בידוד משתנים, גישה ספציפית ליישום-מבטיחה שהמחמם מתאים לאובדן החום בפועל.
