Huurteen/jäätymisen esto

Neulalämmönsiirtimen huurteen- ja umpeenjäätymisen esto


Neulalämmönsiirtimellä on suuri huurteenkeräyskyky, ilman että lämmönsiirtokyky oleellisesti heikentyy tai ilmapuolen painehäviö oleellisesti kasvaa.

Lämmön talteenotto vaatii automatiikkaa huurtumisen ja jäätymisen ehkäisemiseksi äärioloissa. Liuoskytkentöjä havainnollistavat alla olevat kuvat. Kuvista käy ilmi tehonsäädön ja huurteeneston periaate. Huurteeneston toteuttamiseen on useita vaihtoehtoisia tapoja, alla olevat ovat vain esimerkkejä. Muun muassa lämpötila-, paine-ero, – ja aikaohjaus sekä kolmitieventtiili- ja kaksitieventtiiliratkaisut ovat kaikki mahdollisia. Kuvat havainnollistavat myös vain esimerkinomaisesti paisuntasäiliön ja pumpun sijoittamisen. Tarvittavat apulaitteet (venttiilit, ilmaus- ja poistoyhteet yms putkistovarusteet) ovat myös esitetty vain esimerkinomaisesti, eli kytkentäkaaviot eivät ole tältä osin täydellisiä.

Neulalämmönsiirtimellä on suuri huurteenkeräyskyky, ilman että lämmönsiirtokyky oleellisesti heikentyy tai ilmapuolen painehäviö oleellisesti kasvaa. Neulojen pinnoille kerääntyvä huurre ja jää eivät myöskään riko lämmönsiirrintä. Täten neulalämmönsiirtimen rakenne mahdollistaa LTO- järjestelmän, tai alhaisella lämpötilatasolla toimivan jäähdytysjärjestelmän, umpeenjäätymisen eston huurteeneston sijaan. Tämä parantaa LTO- järjestelmän vuosihyötysuhdetta ja toimintavarmuutta sekä vähentää alhaisella lämpötilatasolla toimivan jäähdytyslaitteiston huurteenesto/sulatusjaksojen tarvetta.

Paras / oikea säätötapa riippuu kohteesta. Huurteen- tai umpeen jäätymisen eston säätötavan valintaan vaikuttavia tekijöitä ovat mm. LTO- piirin tulo- ja poistopattereiden lukumäärä ja käyntiaikojen suhde, poistoilman lämpötila ja kosteus, eri poistopattereiden keskinäinen koko, mitoittava ulkoilman lämpötila, tulo- ja poistopattereiden ilmavirtojen suhde, lämmönsiirtimien mitoitus sekä käytetty lämmönsiirtoneste. Paras lopputulos saattaa tulla yhdistelemällä useita edellä mainittuja säätötapoja.

Kotisivuillamme esitetyt kytkentäkaaviot eivät sisällä toimintaselostusta. Toimintaselostuksella varustetun kytkentäkaavion saa pyydettäessä Retermialta.


 

Vaihtoehto 1) 3-tie venttiili sekoitus, vakio poistopuolen virtaama

Poistopatterin huurteenesto toteutetaan siten, että säätötilanteessa poistopatterilla on vakio liuosvirtaama ja tulopuolella muuttuva liuosvirtaama.

Huurteenesto kolmitieventtiilillä. Poistopuolen vakio liuosvirtaamalla – keskitetty tulo ja poisto (pdf) >>

 

Edellä mainittu säätötapa toimii parhaiten, kun liuospiirissä on keskitetty poisto tai keskenään samankaltaisia poistopattereita joilla on samankaltainen käyntiaika sekä samankaltainen poistoilman lämpötila ja kosteus.

Huurteen-/ umpeenjäätymisenestoa ohjataan joko poistopatterilta palaavan lämpimän liuoksen lämpötilan mittauksen perusteella, joka on suositus (kuvassa ALTT 1) tai poistopatterille tulevan kylmimmän liuoksen lämpötilan mittauksen perusteella (kuvassa ALTT 2). Huurteenesto voidaan suorittaa haluttaessa myös kylmän ja lämpimän liuoksen lämpötilaeron mittauksen perusteella.

Liuosverkoston painehäviön ollessa suuri, voidaan 3-tie venttiili korvata kahdella, toisiinsa nähden käänteisesti toimivalla, kaksitieventtiilillä, joissa liuosvirtaama pienenee lineaarisesti venttiilin karan sulkeutuessa. Näin vältytään 3-tie venttiilin vaatiman 20 – 30 prosentin auktoriteetin aiheuttamalta lisäpainehäviöltä.

Vaihtoehto 2) 3-tie venttiili sekoitus, vakio tulopuolen virtaama

Poistopatterin huurteenesto toteutetaan siten, että säätötilanteessa tulopatterilla on vakio liuosvirtaama ja poistopuolella muuttuva liuosvirtaama.

Huurteenesto kolmitieventtiilillä. Tulopuolen vakio liuosvirtaamalla – keskitetty tulo ja poisto (pdf) >>

 

Kyseinen säätötapa toimii parhaiten kun LTO- piirissä on keskitetty tulopuoli ja keskitetty poisto tai muutama keskenään samankaltaisia (sama käyntiaika, poistoilman lämpötila ja kosteus) poistopattereita.

Tätä säätötapaa käytetään mitoituksesta riippuen useimmiten kun lämmönsiirtonesteenä on propyleeniglykoli. Kytkennällä halutaan välttyä glykolin hyhmettymisongelmilta tulopatterissa alhaisilla ulkoilman lämpötiloilla IV- konetta käynnistettäessä.

Liuosverkoston painehäviön ollessa suuri, voidaan 3-tie venttiili korvata kahdella, toisiinsa nähden käänteisesti toimivalla, kaksitieventtiilillä, joissa liuosvirtaama pienenee lineaarisesti venttiilin karan sulkeutuessa. Näin vältytään 3-tie venttiilin vaatiman 20 – 30 prosentin auktoriteetin aiheuttamalta lisäpainehäviöltä.

Vaihtoehto 3) Pysäytyssulatus / poistopatterin liuovirtaaman kuristus

Tässä säätötavassa poistoilmavirta sulattaa patterin pinnalle kerääntyneen huurteen tai jään, eli kyseessä on huurteeneston sijaan, neulalämmönsiirtimen umpeenjäätymisen estäminen. Tässä säätötavassa liuosvirtaama pysäytetään tai kuristetaan poistopatterikohtaisesti määräajaksi.

Umpeenjäätymisen esto pysäytyssulatuksella – keskitetty tulo ja hajautettu poisto (pdf) >>

 

Tämä säätötapa soveltuu käytettäväksi parhaiten, kun LTO- piirissä on riittävä määrä poistopattereita (mieluiten 3 kpl tai enemmän) ja riittävän moni poistopatteri on kooltaan samaa suuruusluokkaa. LTO- piirin eri poistopattereilla ei tässä säätötavassa tarvitse kaikilla olla sama käyntiaika (etenkin jos tehonsäätö toteutetaan ilmapuolen paine-eromittauksen perusteella). Kyseinen säätötapa on paras vaihtoehto kun huurteen- tai jäätymisenesto halutaan suorittaa neulalämmönsiirtimen ilmapuolen paine-eron mittauksen perusteella.

Vaihtoehto 3.1

Poistopatterin umpeenjäätymisenesto toteutetaan pysäyttämällä liuosvirtaama määräajaksi poistopatterikohtaisesti poistopatterilta palaavan lämpimän liuoksen mittauksen perusteella.

LTO- verkoston eri poistopattereille voidaan asettaa eri huurteeneston. Täten kyseisellä säätötavalla saadaan maksimaalinen hyöty laajoista LTO- verkostoista, joissa on useita eri poistopuolen lämmönsiirtimiä. Esimerkiksi keittiöstä syntyvää lämpöä voidaan hyödyntää mahdollisimman pitkään ulkoilman lämpötilan laskiessa.

Umpeenjäätymisen esto pysäytyssulatuksella – keskitetty tulo ja hajautettu poisto (pdf) >>

Vaihtoehto 4)

Mikäli LTO- piirissä on vain muutama poistopatteri (esimerkiksi 2 kpl) ja toinen poistopattereista on merkittävästi toista suurempi, voidaan yhdistää säätötavat 1 ja 3. Tyypillinen tällainen tapaus on LTO- piiri, jossa on yhteinen tulopuolen neulalämmönsiirrin kahdelle tuloilmakoneelle ja erilliset LTO- huippuimurit yleisilmanvaihdolle ja keittiön poistolle.

Huurteenesto kolmitieventtiilillä ja pysäytyssulatuksella – keskitetty tulo ja hajautettu poisto (pdf) >>

 

Tällöin ilmamäärältään merkittävästi pienemmän (keittiön)poiston huurteen-/umpeenjäätymisenesto voidaan toteuttaa patterikohtaisena pysäytyssulatuksena poistopatterilta palaavan lämpimän liuoksen lämpötila- tai ilmapuolen painehäviömittauksen perusteella (katso vaihtoehto 3). Ilmamäärältään, ja täten myös nestevirraltaan, merkittävästi suuremman (yleis)poiston huurteenesto toteutetaan kolmitieventtiilillä pitäen vakio nestekierto ilmavirraltaan suuremmalla poistopatterilla.

 

© Retermia Oy 2007