Útreikningaáskorunin
PTFE varmaskiptir uppsettur utandyra upplifir umhverfishita sem sveiflast 15-20 gráður á milli dags og nætur og 30-40 gráður á milli sumars og vetrar. Hitatapið frá skiptinum og samtengdum leiðslum hans út í umhverfið er hlutfallslega mismunandi. Hönnun sem tekur aðeins mið af meðalhita vetrar getur verið undirstærð í kuldakasti. Hönnun fyrir mjög lágmarkshitastig eyðir getu við venjulega notkun.
Hitatapsútreikningurinn verður að taka tillit til bæði meðalhitamunar sem knýr varmatapið og hámarkstapi sem ákvarðar hámarks afkastagetu skiptis sem þarf. Það verður einnig að taka á hættunni á frjósi við lokun, þegar enginn hiti kemur inn og skiptibúnaðurinn kólnar niður í umhverfishita.
Ólíkt málmskiptum hefur PTFE öryggismörk gegn frostskemmdum. Sveigjanlega flúorfjölliðan tekur við stækkun frostvatns án þess að brotna-eiginleika sem hefur áhrif á frostvarnarstefnuna.
Hitatapshlutirnir
Varmatap frá PTFE varmaskiptauppsetningu utandyra hefur þrjá þætti. Tap á tanki eða skiptum á sér stað frá óvarnum yfirborði tanksins eða skiptaskeljarins yfir í andrúmsloftið. Taphlutfallið fer eftir yfirborðsflatarmáli, hitamun á milli vinnsluvökvans og umhverfislofts og heildarvarmaflutningsstuðlinum í gegnum hvaða einangrun sem er auk ytri loftfilmunnar.
Tap á samtengdum leiðslum á sér stað frá-leiðslu ofan á jörðu á milli skiptis og ferlis. Jafnvel með einangrun stuðlar hver metri af pípu til mælanlegu hitatapi. Heildartap lagna fer eftir lengd óvarins rörs og hitamun.
Vindaukið-tap eykur ytri varmaflutningsstuðulinn. 5 m/s vindur getur tvöfaldað hitatapið miðað við kyrrt loft. Vindgögn fyrir uppsetningarstað ættu að vera með í hitatapisútreikningi.
Tafla 1: Útreikningar á hitatapi eftir umhverfisaðstæðum (50 gráðu vinnsluvökvi, 10m² óvarinn yfirborð, 25mm steinullar einangrun)
| Umhverfisástand | Hitastigsmunur (gráða) | Vindhraði (m/s) | Ytri filmustuðull (W/m²·K) | Hitatap (kW) | Hlutfall af hönnunarskyldu (75 kW) |
|---|---|---|---|---|---|
| Sumarsíðdegi (35 gráður, enn) | 15 | 0.5 | 5 | 1.2 | 1.6% |
| Sumarnótt (22 gráður, enn) | 28 | 0.5 | 5 | 2.2 | 2.9% |
| Vetrarsíðdegi (10 gráður, gola) | 40 | 3 | 12 | 4.8 | 6.4% |
| Vetrarnótt (-5 gráður, gola) | 55 | 3 | 12 | 6.6 | 8.8% |
| Kuldakast (-20 gráður, rok) | 70 | 8 | 22 | 12.3 | 16.4% |
| Mjög lágmark (-30 gráður, rok) | 80 | 8 | 22 | 14.1 | 18.8% |
Hitatapsgildi fyrir óeinangrað tankyfirborð yrðu 4-6 sinnum hærri. Einangrun er nauðsynleg fyrir utanhússuppsetningar.
Bestun einangrunar
Hitatapsútreikningar leiðbeina vali á þykkt einangrunar. Efnahagslega ákjósanlegast jafnvægi kostnaðar við þykkari einangrun á móti verðmæti orku sem sparast á líftíma búnaðarins. Fyrir utanhússuppsetningar í köldu loftslagi leiðir útreikningurinn oft til 50-75mm einangrunarþykktar.
Einangrun verður að vera veðurheld. Úti einangrun sem verður fyrir rigningu, snjó og UV brotnar hratt niður án hlífðarklæðningar. Ál eða ryðfrítt stál jakki verndar einangrunina og gefur endingargott, hreinsanlegt yfirborð. Öll samskeyti verða að vera lokuð til að koma í veg fyrir að vatn komist inn, sem eyðileggur einangrun.
PTFE skiptarar bjóða upp á sérstaka einangrunaráskorun við flanstengingar og hausaðgangsstaði. Einangrunarkerfið verður að leyfa reglulega aðgang til skoðunar og viðhalds án þess að skemmast við að fjarlægja og skipta út. Laust einangrunarteppi á þessum stöðum veita nauðsynlegan aðgang.
Frostvarnarstefna
Þegar úti PTFE varmaskipti slokknar á veturna getur vinnsluvökvinn sem er fastur inni í rörunum frjósa. Vatn þenst út um það bil 9% við frystingu og myndar þrýsting sem getur klofið stíf rör og ílát.
PTFE rör taka við ísþenslu án þess að brotna. Lenging efnisins við brot fer yfir 200% og sveigjanleiki þess við lágt hitastig-PTFE er sveigjanlegt í -200 gráður - gerir rörinu kleift að þenjast út með frostvatninu. Hins vegar deila hausar, flansar og samtengdir leiðslur sem tengdar eru við PTFE skipti ekki þessu frostþoli.
Frostvarnarstefnan beinist því að málmíhlutunum. Hitamæling á óvarnum málmrörum, hausum og lokum kemur í veg fyrir að frjósi meðan á lokun stendur. PTFE slöngurnar sjálfar þurfa enga frostvörn, þó ætti að tæma vökva inni í slöngunum eða leyfa því að dreifast hægt ef frost er viðvarandi.
Samantekt
Sveiflur umhverfishita hafa áhrif á uppsetningar PTFE varmaskipta utandyra með breytilegu varmatapi sem þarf að mæta með stærð skiptis. Einangrunarþykkt er fínstillt fyrir staðbundið loftslag, með veðurheldri klæðningu sem er nauðsynleg fyrir endingu. Vindáhrif á hitatap eru umtalsverð og ber að taka með í útreikninga.
PTFE rör þola frostþenslu án þess að skemma, sem veitir innbyggða vörn gegn alvarlegustu afleiðingum vetrarstöðvunar. Frostvörn beinast að málmkerfisíhlutum tengdum PTFE skipti.
Verkfræðiráðleggingar um einangrun utanhúss PTFE varmaskipta og hönnun fyrir frostvörn eru fáanlegar við framlagningu veðurfræðilegra gagna á staðnum, eiginleika vinnsluvökva, rekstrar- og lokunarhitastigs og lagnaskipulags.
