نشانه های رسوب گرفتگی مبدل حرارتی در شروع فصل سرما چیست؟

نشانه های رسوب گرفتگی مبدل حرارتی در شروع فصل سرما چیست؟

با روشن شدن سیستم های گرمایشی در ابتدای پاییز، بعضی مشکلاتی که طی ماه های گرم پنهان مانده اند خود را نشان می دهند. دیگ و مشعل روشن هستند، پمپ سیرکولاتور کار می کند و دمای آب ورودی هم مناسب به نظر می رسد؛ اما ساختمان دیر گرم می شود، آب گرم مصرفی نوسان دارد یا دمای استخر به مقدار تنظیم شده نمی رسد. در بیشتر این موارد، باید وضعیت مبدل حرارتی بررسی شود. رسوب گرفتگی مبدل حرارتی باعث ایجاد یک لایه عایق میان سیال گرم و سرد می شود. این لایه انتقال حرارت را کاهش می دهد و با محدود کردن مسیر عبور آب، افت فشار را افزایش می دهد. نتیجه آن پایین آمدن راندمان سیستم، افزایش مصرف سوخت و وارد شدن فشار بیشتر به پمپ است.
تشخیص رسوب مبدل حرارتی قبل از شروع سرمای شدید اهمیت زیادی دارد. اگر شست و شو یا تعمیر دستگاه به روز های سرد موکول شود، خارج کردن مبدل از مدار می تواند گرمایش ساختمان، استخر یا خط تولید را متوقف کند. شناخت علائم رسوب گرفتگی کمک می کند پیش از ایجاد نشتی و خوردگی جدی برای سرویس تجهیز اقدام کنید.

چرا رسوب گرفتگی مبدل حرارتی در فصل سرما بیشتر مشخص می شود؟

مبدل حرارتی که در دسته تهویه مطبوع قرار دارد، ممکن است در تمام طول سال رسوب بگیرد، اما نشانه های آن معمولاً هنگام افزایش بار گرمایشی آشکار می شوند. در تابستان، سیستم با ظرفیت پایین تری کار می کند یا بخشی از مدار گرمایش خاموش است. با سرد شدن هوا، مبدل باید گرمای بیشتری را در مدت کوتاه تری انتقال دهد. در این وضعیت، کاهش سطح مؤثر انتقال حرارت کاملاً محسوس خواهد بود. املاح موجود در آب، زنگ زدگی لوله ها، ذرات معلق و لجن مدار از عوامل اصلی گرفتگی مبدل هستند. کلسیم و منیزیم محلول در آب با افزایش دما روی صفحات یا لوله ها ته نشین می شوند. اگر آب مدار سختی بالایی داشته باشد یا سیستم تصفیه و سختی گیر به درستی کار نکند، سرعت تشکیل رسوب افزایش پیدا می کند.
در مدار های بسته هم احتمال گرفتگی وجود دارد. محصولات خوردگی، براده های باقی مانده از نصب، مواد آب بندی و آلودگی داخل لوله ها ممکن است وارد مبدل شوند. فاصله کم کانال ها در مبدل صفحه ای باعث می شود حتی مقدار محدودی آلودگی روی دبی و فشار دستگاه اثر بگذارد.

مهم ترین علائم رسوب گرفتگی مبدل حرارتی

یک علامت به تنهایی برای تأیید رسوب کافی نیست. خرابی پمپ، کثیفی صافی، تنظیم نادرست مشعل یا هوا گرفتگی مدار هم می توانند علائم مشابهی ایجاد کنند. مشاهده هم زمان چند نشانه، احتمال رسوب گرفتگی مبدل حرارتی را بیشتر می کند.

• کاهش دمای آب خروجی مبدل حرارتی

واضح ترین نشانه رسوب مبدل، کاهش دمای آب خروجی است. ممکن است آب گرم تولید شده توسط دیگ با دمای مناسب وارد مبدل شود، اما سیال مدار دوم گرمای کافی دریافت نکند. این اختلاف نشان می دهد انرژی حرارتی به صورت مؤثر میان دو مدار منتقل نمی شود. رسوب مثل عایق روی سطح فلزی عمل می کند. هر چه ضخامت آن بیشتر باشد، انتقال حرارت سخت تر می شود. بعضی اپراتور ها برای جبران این مشکل، دمای دیگ را بالا می برند. این اقدام مصرف سوخت را افزایش می دهد و به علت بالاتر رفتن دمای سطح، می تواند تشکیل رسوب را سریع تر کند.

• دیر گرم شدن آب، ساختمان یا استخر

اگر زمان رسیدن سیستم به دمای تنظیم شده نسبت به فصل قبل افزایش پیدا کرده است، باید راندمان مبدل را بررسی کرد. در ساختمان ممکن است رادیاتور ها دیر گرم شوند یا واحد های انتهایی دمای کمتری داشته باشند. در استخر، آب با وجود کارکرد طولانی موتورخانه همچنان سرد می ماند. در کاربرد صنعتی هم گرم شدن مخزن یا سیال فرایندی بیشتر از زمان معمول طول می کشد. این مشکل گاهی به اشتباه به کم بودن ظرفیت دیگ نسبت داده می شود. پیش از تعویض دیگ یا نصب مشعل بزرگ تر، باید دبی، دمای ورودی و خروجی و وضعیت مبدل حرارتی کنترل شود. مبدلی که در زمان طراحی ظرفیت مناسبی داشته، ممکن است به خاطر رسوب تنها بخشی از توان واقعی خود را ارائه دهد.

• افزایش مصرف سوخت سیستم گرمایشی

افزایش غیرعادی مصرف گاز یا گازوئیل در شروع فصل سرما می تواند با رسوب گرفتگی مبدل ارتباط داشته باشد. وقتی انتقال حرارت ضعیف می شود، مشعل مدت بیشتری روشن می ماند تا سیستم به دمای تعیین شده برسد. پمپ سیرکولاتور هم ساعات بیشتری کار می کند و مصرف برق افزایش پیدا می کند. برای ارزیابی دقیق، مصرف انرژی باید با دوره ای مقایسه شود که شرایط آب وهوایی و میزان استفاده تقریباً مشابه بوده است. افزایش مصرف همراه با دیر گرم شدن آب و پایین بودن دمای خروجی، نشانه قوی تری از افت راندمان مبدل محسوب می شود.

• افزایش اختلاف فشار ورودی و خروجی مبدل

رسوب و ذرات معلق، سطح عبور سیال را محدود می کنند. با تنگ شدن کانال ها، اختلاف فشار میان ورودی و خروجی مبدل بالا می رود. این وضعیت در مبدل های صفحه ای به خاطر فاصله محدود میان صفحات سریع تر ظاهر می شود. نصب فشارسنج در دو سمت مبدل، تشخیص گرفتگی را ساده تر می کند. اختلاف فشار اندازه گیری شده باید با مقدار طراحی یا اطلاعات ثبت شده در زمان راه اندازی مقایسه شود. اگر وضعیت شیر ها و سرعت پمپ تغییر نکرده اما افت فشار بیشتر شده است، احتمال گرفتگی داخلی وجود دارد. افت فشار بالا فقط هزینه انرژی را افزایش نمی دهد. پمپ برای عبور دادن آب باید در شرایط سخت تری کار کند و احتمال بروز کاویتاسیون، خرابی آب بند یا کاهش عمر یاتاقان ها بیشتر می شود.

• کاهش دبی آب در مدار گرمایش

گرفتگی مسیر های داخلی مبدل باعث کاهش دبی می شود. در موتورخانه ساختمان، این مشکل به شکل سرد ماندن بخش هایی از شبکه دیده می شود. در مبدل استخر هم سرعت افزایش دمای آب کاهش پیدا می کند. اگر فلومتر وجود داشته باشد، مقایسه دبی فعلی با مقدار طراحی می تواند وضعیت را مشخص کند.
پیش از نسبت دادن کاهش دبی به رسوب، صافی، پمپ، شیر های کنترلی، بای پس و هواگیری مدار را کنترل کنید. اگر این بخش ها سالم هستند و همچنان جریان کافی از مبدل عبور نمی کند، بازدید داخلی یا شست و شوی آزمایشی ضرورت پیدا می کند. نصب پمپ قوی تر راه حل مناسبی برای مبدل مسدود شده نمی باشد . این تصمیم ممکن است برای مدت کوتاهی دبی را افزایش دهد، اما فشار بیشتری به صفحات، گسکت ها و اتصالات وارد می کند.

چگونه رسوب گرفتگی مبدل حرارتی را تشخیص دهیم؟

تشخیص حرفه ای با بررسی مجموعه ای از پارامتر ها انجام می شود. اول باید دمای ورودی و خروجی هر دو مدار، دبی و اختلاف فشار اندازه گیری شود. سپس عملکرد دیگ، مشعل، پمپ، صافی، شیر کنترل و سنسور های دما بررسی گردد. اگر منبع گرمایی ظرفیت کافی دارد، پمپ دبی مناسب ایجاد می کند و شیر ها در موقعیت درست قرار دارند، اما انتقال حرارت همچنان ضعیف است، احتمال رسوب مبدل افزایش پیدا می کند. در مبدل های صفحه ای باز شونده می توانیم صفحات را جدا و سطح آن ها را مشاهده کنیم. مبدل پوسته و لوله هم با باز کردن هد و بررسی داخل تیوب ها ارزیابی می شود. در پروژه های حساس، تست فشار، بازرسی با دوربین، نمونه برداری از رسوب و آنالیز آب اطلاعات دقیق تری ارائه می دهد. مقایسه شرایط فعلی با اطلاعات زمان راه اندازی اهمیت زیادی دارد. اگر اختلاف فشار افزایش پیدا کرده و هم زمان ظرفیت انتقال حرارت کاهش پیدا کرده باشد، وجود رسوب یا گرفتگی داخلی محتمل است.

تفاوت علائم رسوب در انواع مبدل حرارتی 

مبدل صفحه ای کانال های باریکی دارد و نسبت به ورود ذرات درشت یا لجن حساس تر است. افزایش افت فشار، کاهش دبی و نوسان دمای خروجی در این مدل ها معمولاً زود تر دیده می شود. اگر مبدل حرارتی از نوع صفحه ای باز شونده باشد، امکان جداسازی، شست و شو و تعویض گسکت ها وجود دارد. در مبدل پوسته و لوله، رسوب می تواند داخل تیوب ها یا در سمت پوسته تشکیل شود. کاهش ظرفیت حرارتی معمولاً تدریجی است و ممکن است مدت زیادی تشخیص داده نشود. دسترسی به تیوب ها امکان شست و شوی مکانیکی را فراهم می کند، اما رسوب سمت پوسته همیشه به آسانی قابل مشاهده نیست. نوع مبدل به تنهایی روش سرویس را تعیین نمی کند. جنس صفحات یا لوله ها، نوع سیال، سختی رسوب و امکان باز کردن دستگاه باید قبل از انتخاب روش تمیزکاری بررسی شوند.

چه زمانی مبدل حرارتی به رسوب زدایی نیاز دارد؟

کاهش محسوس ظرفیت گرمایشی، افزایش اختلاف فشار، پایین آمدن دبی یا بالا رفتن مصرف انرژی نشان می دهد زمان بررسی و احتمالاً رسوب زدایی فرا رسیده است. برنامه شست و شو نباید فقط براساس یک بازه زمانی ثابت تنظیم شود؛ چون کیفیت آب و شرایط بهره برداری در هر پروژه متفاوت است. مبدلی که با آب سخت، سیال آلوده یا دمای سطح بالا کار می کند ممکن است به سرویس کوتاه مدت تری نیاز داشته باشد. در مقابل، استفاده از سختی گیر مناسب، فیلتر و کنترل شیمی آب فاصله میان شست و شو ها را افزایش می دهد.
رسوب زدایی شیمیایی باید با محلولی انجام شود که به متریال مبدل، اتصالات لحیمی و گسکت ها آسیب نزند. غلظت ماده، دمای محلول، زمان گردش و نحوه خنثی سازی باید کنترل شود. استفاده بدون بررسی از اسید های قوی می تواند رسوب را حذف کند، اما هم زمان باعث خوردگی و سوراخ شدن مبدل شود.

اشتباهات رایج در رسوب زدایی مبدل حرارتی

بالا بردن دمای دیگ برای جبران افت گرمایش، اولین اشتباه رایج است. این کار علت اصلی را برطرف نمی کند و مصرف سوخت را افزایش می دهد. نصب پمپ بزرگ تر هم ممکن است فشار وارد بر مبدل و اتصالات را بالا ببرد. اشتباه جدی تر، انتخاب ماده رسوب زدا بدون توجه به جنس مبدل است. محلولی که برای تیوب مسی مناسب است، الزاماً برای صفحات استیل، لحیم مس یا گسکت های لاستیکی انتخاب درستی نیست. در مبدل صفحه ای هم سفت کردن بیش از حد پیچ ها برای متوقف کردن نشتی می تواند صفحات و گسکت ها را آسیب بزند. پک صفحات باید مطابق اندازه مجاز سازنده جمع شود. اگر گسکت فرسوده یا سطح صفحه خورده شده باشد، فشار بیشتر مشکل را حل نمی کند. برای مثال، در مبدل حرارتی رویال تهویه استفاده از اسید نامناسب یا افزایش بیش از حد زمان رسوب‌ زدایی می‌ تواند به سطوح انتقال حرارت آسیب زده و احتمال خوردگی مبدل را افزایش دهد.

چگونه از رسوب گرفتگی دوباره مبدل حرارتی جلوگیری کنیم؟

کنترل کیفیت آب مؤثر ترین اقدام پیشگیرانه است. سختی آب، pH، هدایت الکتریکی و مقدار ذرات معلق باید با شرایط کاری مبدل سازگار باشد. استفاده از سختی گیر، فیلتر یا مواد بازدارنده خوردگی باید بر مبنای آنالیز آب انجام شود. نصب صافی مناسب در ورودی مبدل از ورود زنگ لوله، براده و ذرات درشت جلوگیری می کند. صافی هم باید به صورت دوره ای تمیز شود؛ چون گرفتگی آن علائمی شبیه رسوب مبدل ایجاد می کند. ثبت دوره ای دما، فشار و دبی، تغییرات عملکرد را پیش از شدید شدن مشکل مشخص می کند. این اطلاعات برای واحد نگهداری و تعمیرات ارزش زیادی دارد و زمان مناسب شست و شو را قابل پیش بینی می کند.

چه زمانی مبدل حرارتی رسوب گرفته را تعمیر یا تعویض کنیم؟

اگر افت عملکرد فقط به رسوب سطحی مربوط باشد و صفحات، تیوب ها و گسکت ها سالم باشند، شست و شو معمولاً انتخاب اقتصادی تری است. اما در صورت خوردگی عمیق، سوراخ شدن تیوب، تغییر شکل صفحات یا نشتی داخلی، تعمیر همیشه قابل اعتماد نیست. هزینه رسوب زدایی، تعویض گسکت، تست فشار و مدت توقف سیستم باید با قیمت مبدل جدید مقایسه شود. اگر مبدل قبلی از اول با ظرفیت کم انتخاب شده باشد، تمیزکاری مشکل اصلی را حل نمی کند. در چنین شرایطی باید ظرفیت مورد نیاز براساس دبی، دمای ورود و خروج، نوع سیال و بار واقعی گرمایش دوباره محاسبه شود. برای تشخیص رسوب گرفتگی، انتخاب روش شست و شو یا خرید مبدل حرارتی جدید، بررسی شرایط واقعی پروژه ضروری است. کارشناسان ما در دلکو صنعت با دریافت اطلاعاتی مثل نوع مبدل، ظرفیت سیستم، دبی، دمای کاری، جنس سیال و کیفیت آب می توانند گزینه مناسب را پیشنهاد دهند. انجام این بررسی پیش از رسیدن سرمای شدید، ریسک توقف سیستم گرمایش و هزینه تعمیرات اضطراری را کاهش می دهد.