تأثير العزل على تصميم وتشغيل التتبع الحراري الكهربائي

كان الجو باردًا جدًا، حتى بالنسبة لمعايير الغرب الأوسط. في ذلك الصباح تلقيت مكالمة هاتفية من مدير مصنع في مصنع للديزل المتجدد، على بعد حوالي ساعتين من المنزل. أعلن مدير المصنع المتحمس أن لديه 5 ناقلات في انتظار التحميل و5 أخرى في الطريق. لم يكن قادرًا على التحميل على الشاحنات لأن وقود الديزل الحيوي تم إعداده بسبب البرودة الشديدة وكان يعيق التدفق. لقد حدد الأنبوب الذي كان يسبب المشكلة، وأراد مني أن أخرج للمساعدة في استكشاف الأخطاء وإصلاحها.

عندما وصلت، كان العمال يقومون بتركيب خطوط بخار مؤقتة لتغليف الأنابيب وإعادة تدفئتها. في نهاية المطاف، تم تسخين المنتج بدرجة كافية حتى يتمكنوا من إعادة تشغيل المضخات وتحميل الشاحنات.

عندما مشينا في خط المشكلة، كان السبب الجذري واضحًا للعيان، فقد حددنا أجزاء من الأنابيب حيث كان العزل إما مفقودًا أو متجمدًا تمامًا. في عدة مناطق، تمكنا من رؤية أثر الحرارة على الأنبوب. علمت لاحقًا أنه خلال فصل الصيف، قام أحد المقاولين باستبدال بعض الأنابيب في حامل الأنابيب دون إعادة تثبيت العزل والغلاف. مع تحول الخريف إلى الشتاء، دخلت الأمطار وذوبان الثلوج إلى نظام العزل على أقسام الأنابيب العمودية وامتصت جزءًا كبيرًا من العزل الليفي، مما أدى إلى تحوله إلى كتلة جليدية بمجرد أن يصبح باردًا بدرجة كافية.

في هذه الحالة، لم يكن على المصنع أن يدفع لسائقي الشاحنات مقابل الجلوس لساعات طويلة فحسب، بل كان عليه أيضًا دفع العمل الإضافي لجميع المشغلين الإضافيين الذين تم استدعاؤهم في اللحظة الأخيرة.

يعد فشل نظام إدارة الحرارة باهظ الثمن، ولكن غالبًا ما يكون من الممكن تجنبه عند عزله بمادة مناسبة.

خلال مسيرتي المهنية في مجال تتبع الحرارة، ساعدت عملائي في تشخيص المشكلات المتعلقة بأنظمة التدفئة الخاصة بهم. العلامات الأولى لنظام فاشل هي في كثير من الأحيان عندما يفقد الخط التدفق، أو يحدث تمزق. بعد التأكد من أن نظام التدفئة الكهربائية يعمل، تحول انتباهي إلى نظام العزل والتغليف.

لكي يعمل نظام تتبع الحرارة الكهربائية بشكل صحيح، يجب أن يتوافق أداء العزل مع احتياجات تصميم العملية، ليس فقط في اليوم الأول، ولكن طوال عمر النظام. يتطابق خرج كابل التسخين المعبر عنه بـ "الواط لكل قدم" مع فقدان الحرارة المسموح به من خلال العزل. إذا تعرض العزل للبلل أو التلف، فسيفقد النظام توازنه مما يؤدي إلى حدوث مشكلات.

عند تصميم نظام كامل لإدارة الحرارة، من المهم مراعاة الأداء طويل المدى للعزل الزائد عنه.

الحرارة والماء والأضرار الميكانيكية – الأعداء الثلاثة للعزل الحراري.

يمكن أن يتسبب العزل الرطب أو التالف في حدوث أعطال مكلفة للعملية، مما يؤدي إلى تجميد الخطوط أو توصيلها. إن إصلاح هذه الأعطال ليس مكلفًا فحسب، بل يمكن أن تتسبب أيضًا في خسارة الإنتاج وانقطاع التيار الكهربائي غير المخطط له. في بعض الحالات، يمكن أن يؤدي فشل نظام تتبع الحرارة أيضًا إلى خلق خطر على الصحة والسلامة في حالة تجميد محطات غسل العين أو معدات الحماية من الحرائق النشطة.

من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن الغلاف أو العزل العلوي سيمنع الماء من دخول نظام العزل. في تجربتي:

• يمشي المشغلون ويدوسون على الأنابيب لإجراء الصيانة أو الوصول إلى المناطق التي يصعب الوصول إليها، مما يتسبب في تلف النظام.
• تمت إزالة الغلاف ولكن لم يتم إعادة تثبيته بشكل صحيح.
• يمكن أن تتسبب عملية التدوير الحراري في تمدد وانكماش العزل والغلاف.

عندما يحدث هذا، يمكن أن يؤدي اختراق الغلاف إلى تدفق الماء إلى الداخل وملامسته للمادة العازلة. سيحتفظ العزل التقليدي الممتص للماء بالرطوبة بجوار الأنبوب، مما يؤدي إلى عدم التوازن بين الحرارة المتوفرة من نظام التتبع مقابل زيادة فقدان الحرارة من خلال العزل الرطب.

حتى أن امتصاص الرطوبة بنسبة 3% فقط سيؤدي إلى فقدان الطاقة بمقدار 3-4 مرات. سيؤدي هذا الخلل إلى فشل النظام. سيؤدي العزل المنقوع بالماء إلى فقدان أكبر للحرارة واحتمال تجميد الأنابيب أو انسدادها في حالة عدم حدوث أي تدفق. إذا استمر العزل الرطب، فقد يؤدي ذلك أيضًا إلى زيادة خطر حدوث ذلك تآكل تحت العزل.

Pyrogel^® تم تصميمه لمقاومة الأعداء التقليديين للعزل الميكانيكي؛ الحرارة والماء والأضرار الميكانيكية.

سماكة العزل

هناك اعتبار مهم آخر عند اختيار العزل لمشروع تتبع الحرارة وهو السُمك. قد يؤدي النظام المعزول جيدًا إلى تقليل عدد الدوائر المطلوبة للمشروع. يمكن لنظام تتبع الحرارة الذي يحتوي على دوائر أقل أن يقلل من تكاليف توزيع الطاقة. ولن يؤدي ذلك إلى انخفاض إجمالي تكلفة التركيب فحسب، بل سيؤدي أيضًا إلى انخفاض في تكلفة التشغيل.

حل أصعب تحديات العزل

منذ ما يقرب من عقدين من الزمن، شرعت شركة Aspen Aerogels في إعادة تصور العزل الحراري، وأصبحت نتيجة هذا الجهد معروفة باسم Pyrogel، مصمم بشكل فريد للحفاظ على الأداء حتى عند فشل نظام التغليف. Pyrogelالصورة يسمح النظام متعدد الطبقات بمفاصل محيطية وطولية متداخلة تجعل من المستحيل اختراق الماء. على عكس العزل التقليدي. Pyrogel يمكن أن يقاوم دخول الماء أو الثلج بمرونة، مما يحافظ على جفاف الأصول ويساعد نظام تتبع الحرارة على العمل حسب التصميم.

Pyrogelيساعد المظهر الجانبي الرفيع للغاية لـ s، والذي يصل إلى 50% أرق من العزل التقليدي أيضًا على حل مشكلات الخلوص، وهي مشكلة شائعة يمكن أن تحد من المقاومة الحرارية التي يمكن تطبيقها على نظام تتبع الحرارة.

أخيرًا، في حالة فشل كابل التتبع الحراري أو تلفه، يجب إزالة العزل لإجراء الإصلاح أو الفحص. Pyrogel عبارة عن بطانية ايروجيل مرنة مصممة لتكون قابلة للإزالة وإعادة الاستخدام. عند أحد عملائنا في الغرب الأوسط، Pyrogel تمت إزالته وتخزينه ثم إعادة تطبيقه لثلاثة أحداث صيانة منفصلة.

إذا نظرنا إلى الوراء في الوقت الذي أمضيته في دعم تتبع الحرارة الكهربائية، فلا يزال يذهلني عدد المشكلات التي نتجت عن العزل الرطب أو المتدهور، وكانت هذه المشكلات مكلفة لعملائي. الآن في Aspen Aerogels، أشعر أن لدينا الأدوات اللازمة للمساعدة في أداء تتبع الحرارة على النحو المنشود. إذا تعرفت على بعض المشكلات الموضحة أعلاه، فلا تتردد في القيام بذلك قم بالتواصل معي أو مع زميل، سنكون سعداء للمساعدة.