Une ligne de placage a constaté que sa consommation électrique avait augmenté de près de 12 % sur six mois sans aucune modification du volume de production. Le réservoir atteignait le point de consigne et le courant du chauffage correspondait à la plaque signalétique. La facture des services publics raconte une autre histoire. Le radiateur consommait plus d’énergie pour fournir la même chaleur au bain. La différence était une couche de tartre de 1,8 mm sur la gaine.
L'efficacité énergétique d'un thermoplongeur en PTFE n'est pas une propriété fixe. Cela change avec l’état de la surface de la gaine. Un réchauffeur propre transfère efficacement la chaleur au fluide de procédé. Un radiateur calcaire transfère moins de chaleur et en perd davantage dans l'environnement-ou consomme plus d'énergie pour maintenir la même température du bain.
Le bilan énergétique d’un radiateur
L'apport d'énergie électrique à un appareil de chauffage est égal à la chaleur délivrée au fluide de procédé plus les pertes. Dans un appareil de chauffage propre, les pertes sont minimes et presque toute l’énergie est consacrée au chauffage du bain. Dans un appareil de chauffage entartré, la couche de tartre ajoute une résistance thermique, ce qui augmente la température de la gaine. La température plus élevée de la gaine augmente les pertes à travers l'enceinte du terminal, la bride et les parois du réservoir.
L’énergie qui n’atteint pas le fluide du procédé est gaspillée. Le compteur de services publics mesure l’apport d’énergie total, et non la chaleur utile fournie. Un radiateur entartré consomme le même courant mais fournit moins de chaleur, de sorte que l'efficacité -le rapport entre la chaleur utile et l'apport d'énergie total-diminue.
| Épaisseur de l'échelle | Augmentation du ΔT de la gaine | Chaleur délivrée | Apport d'énergie | Efficacité | Gaspillage d'énergie |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 mm (propre) | Référence | 100% | 100% | 95–98% | 2–5% |
| 0,5 mm | 6 à 9 degrés | 97% | 100% | 92–95% | 5–8% |
| 1,0 mm | 12-18 degrés | 93% | 100% | 88–92% | 8–12% |
| 2,0 mm | 25-35 degrés | 85% | 100% | 80–85% | 15–20% |
| 3,0 mm | 38-52 degrés | 75% | 100% | 70–78% | 22–30% |
Efficacité énergétique et gaspillage en fonction de l'épaisseur du tartre sur les thermoplongeurs en PTFE
Pourquoi l'échelle augmente la consommation d'énergie
La couche de tartre agit comme une couverture isolante entre la gaine et le fluide de procédé. Pour que le même flux thermique traverse cette résistance supplémentaire, la température de la gaine doit augmenter. La température plus élevée de la gaine augmente la différence de température entre le réchauffeur et l’environnement, ce qui entraîne des pertes plus élevées.
Les pertes se produisent de plusieurs manières. L'enceinte terminale, qui est reliée au radiateur par la zone froide, évacue la chaleur de la gaine. La bride, boulonnée à la paroi du réservoir, conduit la chaleur dans la structure du réservoir. Les parois et la surface du réservoir perdent plus de chaleur car la température du bain est maintenue au point de consigne par un chauffage qui fonctionne plus chaud et plus longtemps.
L’effet net est que le radiateur doit consommer plus d’énergie pour fournir la même chaleur utile au bain. La perte d'efficacité est faible pour les couches minces de tartre, mais augmente rapidement à mesure que le tartre s'épaissit.
L’effet cumulatif des temps d’exécution plus longs
Un radiateur calcaire ne perd pas seulement en efficacité -il fonctionne plus longtemps. Le contrôleur voit la température du bain baisser ou ne pas atteindre le point de consigne et maintient le chauffage sous tension. Le chauffage fonctionne selon un cycle de service plus élevé, consommant plus d'énergie sur plus d'heures.
Dans un système propre, le chauffage peut fonctionner 40 % du temps pour maintenir le point de consigne. Avec une couche de tartre de 2 mm, elle peut fonctionner 55 à 60 % du temps. La combinaison d’une efficacité moindre et d’une durée de fonctionnement plus longue augmente la consommation totale d’énergie de 30 à 50 %.
| Épaisseur de l'échelle | Cycle de service du chauffage | Heures de fonctionnement quotidiennes | Consommation d'énergie quotidienne | Par rapport au nettoyage |
|---|---|---|---|---|
| 0 mm | 40% | 9,6 heures | 48 kWh | 1.0× |
| 0,5 mm | 44% | 10,6 heures | 53 kWh | 1.1× |
| 1,0 mm | 50% | 12,0 heures | 60 kWh | 1.25× |
| 2,0 mm | 58% | 13,9 heures | 70 kWh | 1.45× |
| 3,0 mm | 68% | 16,3 heures | 82 kWh | 1.7× |
Consommation d'énergie en fonction de l'épaisseur du tartre pour un réchauffeur de 5 kW en service continu
Le coût du gaspillage énergétique
Le coût du gaspillage d’énergie dépend du tarif de l’électricité, de la puissance du chauffage et des heures de fonctionnement. Pour un appareil de chauffage de 5 kW fonctionnant 6 000 heures par an à 0,10 $ le kWh, le coût énergétique annuel est de 3 000 $ pour un appareil de chauffage propre. Une couche de 2 mm augmente ce montant à 4 350 $, soit 1 350 $ de plus par an.
Dans une usine équipée de 20 appareils de chauffage, le gaspillage d'énergie dû au tartre pourrait totaliser 27 000 $ par an. C’est plus que le coût d’un programme d’entretien préventif qui maintient les radiateurs propres.
| Puissance du chauffage | Heures annuelles | Coût de l'énergie propre | Coût à l'échelle de 1 mm | Coût de l'échelle de 2 mm | Déchets annuels |
|---|---|---|---|---|---|
| 3 kW | 6,000 | $1,800 | $2,250 | $2,610 | $810 |
| 5 kW | 6,000 | $3,000 | $3,750 | $4,350 | $1,350 |
| 8 kW | 6,000 | $4,800 | $6,000 | $6,960 | $2,160 |
| 12 kW | 6,000 | $7,200 | $9,000 | $10,440 | $3,240 |
Coût énergétique annuel et gaspillage selon la puissance du radiateur et l'épaisseur du tartre à 0,10 $ par kWh
Le détartrage comme mesure d'économie d'énergie
Le détartrage rétablit l'efficacité du transfert de chaleur du radiateur. Après le détartrage, la température de la gaine baisse, le cycle de service revient à la normale et la consommation d'énergie retombe à la base propre. Les économies d'énergie réalisées grâce au détartrage justifient souvent le coût du nettoyage en quelques mois.
Un radiateur avec 2 mm de tartre détartré permet d'économiser 1 350 $ par an en énergie pour une unité de 5 kW. Si le détartrage coûte 500 $ en main d’œuvre et en matériaux, le retour sur investissement est inférieur à cinq mois. Après cela, les économies se poursuivent jusqu'à ce que le tartre se reconstitue.
Surveillance de l'efficacité énergétique
Le moyen le plus simple de surveiller l’efficacité consiste à suivre le cycle de service ou la durée de fonctionnement du radiateur. Un appareil de chauffage qui fonctionne plus longtemps que lorsqu’il était neuf perd en efficacité. Un journal actuel ou un -compteur de temps d'exécution fournit les données.
Une méthode plus directe consiste à mesurer la température de la gaine à la charge de fonctionnement. Une température de gaine qui a augmenté de 10 à 15 degrés au-dessus de la ligne de base propre indique que le tartre s'accumule et que l'efficacité diminue.
Lorsque le gaspillage d'énergie lié à l'échelle-signale un problème de spécification
Une accumulation répétée de tartre et un gaspillage d'énergie dans le même réservoir indiquent que le réchauffeur fonctionne à une densité en watts trop élevée pour les conditions chimiques et d'écoulement. Un appareil de chauffage à faible densité-watt- chauffe moins, accumule le tartre plus lentement et maintient son efficacité plus longtemps. Une configuration personnalisée de thermoplongeur en PTFE avec une faible densité de watts, une grande surface et un accès au flux amélioré réduit la formation de tartre et le gaspillage d'énergie associé. Le processus de spécification nécessite la chimie du bain, la température de fonctionnement, la dureté de l'eau et la puissance requise.
