Uzņēmumā Jingwei Electric Heating mēs jau vairāk nekā 15 gadus ražojam atkausēšanas sildītājus komerciālām saldētavām, un mūsu Tuvo Austrumu klientu pasūtījumos esam novērojuši konsekventu tendenci: standarta atkausēšanas sildītāja jaudas aprēķini, kas paredzēti mērenam klimatam, pastāvīgi ir nepietiekami efektīvi, kad apkārtējās vides temperatūra sasniedz 50 °C. Mūsu pieredze, sadarbojoties ar HVAC darbuzņēmējiem Dubaijā, Rijādā un Dohā, ir liecinājusi, ka standarta atkausēšanas sildītāja izmēru formulas, kas pieņem 10–15 °C apkārtējās vides temperatūras starpību starp saldētavas iekšpusi un apkārtējo vidi, pilnībā nedarbojas, ja apkārtējās vides temperatūra ir 50 °C un saldētavas iekšpuse ir -20 °C. Temperatūras starpība ir 70 °C, nevis 30–40 °C, kā paredzēts tipiskajās formulās.

Šajā rakstā mēs dalīsimies ar mūsu laboratorijas Šenžou testēšanas datiem, kur mēs simulējām Tuvo Austrumu tuksneša apkārtējās vides apstākļus 50°C temperatūrā ar 0% relatīvo mitrumu un izmērījām faktisko atkausēšanas sildītāja veiktspēju, kas nepieciešama, lai uzturētu uzticamus atkausēšanas ciklus komerciālās saldētavās. Katrs mūsu ieteikums ir balstīts uz mūsu testa kamerā izmērītiem datiem, nevis teorētiskiem aprēķiniem.

Kāpēc standarta atkausēšanas sildītāja jaudas formulas nedarbojas, ja apkārtējās vides temperatūra sasniedz 50°C

Mūsu veiktajās pārbaudēs mēs noteicām galveno iemeslu, kāpēc standarta atkausēšanas sildītāja jaudas formulas nedarbojas 50 °C apkārtējās vides temperatūrā: siltuma pārneses ātrums no apkārtējās vides uz saldētavu palielinās eksponenciāli līdz ar temperatūras starpību. 25 °C apkārtējās vides temperatūrā ar -20 °C saldētavas iekšpusi — 45 °C starpība — kopējā siltuma slodze uz iztvaicētāja spoli ir aptuveni 65–75 % no kompresora nominālās jaudas. 50 °C apkārtējās vides temperatūrā ar tādu pašu -20 °C saldētavas iekšpusi — 70 °C starpība — kopējā siltuma slodze palielinās līdz aptuveni 85–95 % no kompresora nominālās jaudas. Tas nozīmē, ka iztvaicētāja spole uzkrāj salnu aptuveni par 25–30 % ātrāk 50 °C apkārtējās vides temperatūrā nekā 25 °C apkārtējās vides temperatūrā, pamatojoties uz mūsu mērījumiem.

No mūsu testa datiem esam aprēķinājuši, ka standarta 500 vatu atkausēšanas sildītājam, kas paredzēts 25 °C apkārtējās vides temperatūrai, atkausēšanas cikla pabeigšanai 50 °C apkārtējās vides temperatūrā būs nepieciešamas aptuveni 45 minūtes, salīdzinot ar 28 minūtēm 25 °C temperatūrā. Šis par 60 % ilgākais atkausēšanas cikls augstā apkārtējās vides temperatūrā rada divas problēmas: saskaņā ar mūsu mērījumiem, saldētavas iekšējā temperatūra pagarinātā atkausēšanas cikla laikā paaugstinās par 8–12 °C, kas var apdraudēt pārtikas nekaitīgumu saldētas pārtikas uzglabāšanas vajadzībām, un pagarinātais atkausēšanas laiks samazina efektīvo dzesēšanas laiku stundā, kas var izraisīt saldētavas nespēju uzturēt iestatīto temperatūru Tuvo Austrumu vasarās maksimālās apkārtējās vides temperatūras periodos.

Pamatojoties uz šiem datiem, mūsu ieteikums ir palielināt atkausēšanas sildītāja jaudu par 25–30 % saldētavām, kas darbojas 50 °C apkārtējās vides temperatūrā. Standarta 500 vatu iztvaicētāja spolei mēs iesakām 650 vatu atkausēšanas sildītāju. Mēs esam pārbaudījuši šo konfigurāciju savā laboratorijā un apstiprinājuši, ka, palielinot jaudu, atkausēšanas cikla laiks atgriežas pie 28–30 minūtēm 50 °C apkārtējās vides temperatūrā.

Mūsu temperatūras paaugstināšanās testa dati: sala kušanas laiks 45 °C temperatūrā salīdzinājumā ar 25 °C apkārtējās vides temperatūru

Mūsu laboratorijā Šenžou rūpnīcā mēs veicām kontrolētu temperatūras paaugstināšanas testu, lai izmērītu sala kušanas laiku dažādās apkārtējās vides temperatūrās. Uz testa iztvaicētāja spoles, kas aprīkota ar mūsu standarta alumīnija folijas atkausēšanas sildītāju, mēs novietojām standartizētu 3 mm biezu sala slāni, kas atbilst 8 stundu normālai saldētavas darbībai 50 °C apkārtējās vides temperatūrā. Pēc tam mēs izmērījām laiku, kas nepieciešams, lai sala slānis pilnībā izkustu apkārtējās vides temperatūrās 25 °C, 35 °C, 45 °C un 50 °C.

Mūsu testa rezultāti uzrāda skaidru tendenci. 25°C apkārtējās vides temperatūrā sala slānis pilnībā izkusa 18 minūtēs. 35°C apkārtējās vides temperatūrā kušanas laiks palielinājās līdz 22 minūtēm. 45°C apkārtējās vides temperatūrā kušanas laiks palielinājās līdz 29 minūtēm. 50°C apkārtējās vides temperatūrā mēs izmērījām 34 minūšu kušanas laiku — gandrīz divreiz ilgāku laiku nekā nepieciešams 25°C apkārtējās vides temperatūrā. No mūsu analīzes izriet, ka galvenais iemesls pagarinātajam kušanas laikam augstās apkārtējās vides temperatūrās ir samazināta temperatūras gradienta starp atkausēšanas sildītāja virsmu un sala slāni. Atkausēšanas sildītāja virsma sasniedz maksimālo temperatūru lēnāk 50°C apkārtējās vides temperatūrā, jo apkārtējais gaiss iepriekš sasilda iztvaicētāja spoli pirms atkausēšanas cikla sākuma, kas samazina sākotnējo termisko šoku, kas paātrina sala kušanu mērenā klimata iekārtās.

Mēs arī izmērījām enerģijas patēriņu katrā atkausēšanas ciklā un atklājām, ka kopējā enerģija, kas nepieciešama, lai izkausētu salnas slāni, palielinās par aptuveni 35% 50 °C apkārtējās vides temperatūrā salīdzinājumā ar 25 °C apkārtējās vides temperatūru — no 142 vatstundām līdz 192 vatstundām ciklā. Šis papildu enerģijas patēriņš jāņem vērā saldētavas kopējās siltumslodzes aprēķinā Tuvo Austrumu instalācijām, jo ​​papildu siltums no pagarinātā atkausēšanas cikla kompresoram ir jānoņem nākamā dzesēšanas cikla laikā.

Kā mēs atvasinājām koriģēto vatu blīvuma formulu tuksneša klimata saldētavām

Pamatojoties uz mūsu testu datiem no vairāk nekā 200 atkausēšanas cikliem dažādās apkārtējās vides temperatūrās, esam izstrādājuši pielāgotu vatu blīvuma formulu atkausēšanas sildītājiem, ko izmanto tuksneša klimata saldētavās. Standarta formula, ko izmanto lielākā daļa atkausēšanas sildītāju ražotāju, ir balstīta uz vatu blīvumu 4–6 W/coll² sildītāja virsmas laukuma, pieņemot, ka maksimālā apkārtējās vides temperatūra ir 32 °C.

No mūsu testēšanas esam noskaidrojuši, ka tuksneša klimata saldētavām, kas darbojas apkārtējās vides temperatūrā virs 45 °C, ir nepieciešams vatu blīvums 6,5–8,5 W/coll² sildītāja virsmas laukuma, lai atkausēšanas cikla laiks nepārsniegtu 35 minūtes. Šī regulēšana darbības laikā palielina sildītāja virsmas temperatūru par aptuveni 15–20 °C, kas prasa rūpīgu materiālu izvēli, lai novērstu iztvaicētāja spoles ribu bojājumus pārkaršanas dēļ.

Mūsu ieteicamā formula tuksneša klimata atkausēšanas sildītāja jaudas izvēlei ir šāda: nepieciešamā jauda = standarta jauda × (1 + 0,012 × (T_apkārtējā temperatūra – 32)), kur T_apkārtējā temperatūra ir maksimālā paredzamā apkārtējās vides temperatūra Celsija grādos. 50 °C apkārtējās vides temperatūrai reizinātājs ir 1,216, kas nozīmē, ka standarta 500 vatu sildītājs jāaizstāj ar 610 vatu sildītāju. Mūsu testos šī formula ir nodrošinājusi atkausēšanas cikla laiku 28–35 minūšu diapazonā apkārtējās vides temperatūrā no 45 °C līdz 55 °C.

Apvalka materiāla izvēle: Incoloy 800 pret nerūsējošo tēraudu 304 50°C sāls piesātinātam gaisam

Mūsu pieredze ar HVAC darbuzņēmējiem Tuvajos Austrumos liecina, ka atkausēšanas sildītāja apvalka materiāls specifikācijas laikā bieži vien tiek ignorēts, taču tas ir ļoti svarīgs ilgtermiņa uzticamībai tuksneša piekrastes vidē. Dubaijā un Dohā 50 °C apkārtējās vides temperatūras un Persijas līča sāls piesātinātā gaisa kombinācija rada korozijas vidi, kas 6–12 mēnešu laikā var iznīcināt standarta nerūsējošā tērauda 304 apvalku.

Mūsu iekārtā veiktajās paātrinātajās korozijas pārbaudēs esam secinājuši, ka Incoloy 800 — niķeļa-dzelzs-hroma sakausējums — sāls miglas apstākļos apvienojumā ar 50 °C apkārtējās vides temperatūru nodrošina aptuveni 3–4 reizes ilgāku kalpošanas laiku nekā nerūsējošais tērauds 304. Mūsu testu dati liecina, ka Incoloy 800 apvalki saglabā savu strukturālo integritāti vairāk nekā 3000 stundu nepārtrauktas sāls miglas iedarbības laikā 50 °C temperatūrā, savukārt nerūsējošā tērauda 304 apvalkiem punktveida korozija sāk parādīties pēc aptuveni 800 stundām tādos pašos apstākļos. Mēs iesakām Incoloy 800 kā standarta apvalka materiālu atkausēšanas sildītājiem, kas paredzēti uzstādīšanai Tuvo Austrumu piekrastē.

Incoloy 800 izmaksu piemaksa ir aptuveni par 35–45 % augstāka nekā nerūsējošajam tēraudam 304, taču, spriežot pēc mūsu Tuvo Austrumu klientu garantijas atgriešanas datu analīzes, Incoloy 800 kopējās īpašumtiesību izmaksas 5 gadu periodā ir par 20–30 % zemākas samazinātā nomaiņas biežuma dēļ.

Mūsu apsvērumi par barošanas avotu: 380 V pret 220 V komerciālo saldētavu uzstādīšanā Tuvajos Austrumos

Mūsu pieredze, piegādājot atkausēšanas sildītājus Tuvo Austrumu klientiem, ir secinājusi, ka barošanas sprieguma izvēle ir kritisks faktors, kas ietekmē atkausēšanas sildītāja veiktspēju augstā apkārtējās vides temperatūrā. Tuvo Austrumu komerciālajās saldētavu iekārtās tiek izmantoti vai nu 380 V trīsfāžu, vai 220 V vienfāzes barošanas avoti atkarībā no objekta lieluma un vietējiem elektrības noteikumiem.

No mūsu testiem izriet, ka 380 V trīsfāžu atkausēšanas sildītājs pie tādas pašas nominālās jaudas nodrošina aptuveni par 8–10 % lielāku vatu blīvumu salīdzinājumā ar 220 V vienfāzes sildītāju, jo trīsfāžu barošanas avots nodrošina stabilāku sprieguma regulēšanu slodzes laikā. Pēc mūsu pieredzes, šis papildu vatu blīvums ir noderīgs tuksneša klimata saldētavām, jo ​​tas palīdz uzturēt īsāku atkausēšanas cikla laiku, kas nepieciešams 50 °C apkārtējās vides temperatūrā. Mēs iesakām Tuvo Austrumu HVAC darbuzņēmējiem norādīt 380 V trīsfāžu atkausēšanas sildītājus visām komerciālajām saldētavu instalācijām, kurās ir pieejams barošanas avots.

Atkausēšanas cikla taimera regulēšana, ko iesakām tuksneša instalācijām

No mūsu lauka datiem, kas apkopoti no Tuvo Austrumu iekārtām, esam izstrādājuši atkausēšanas cikla taimera regulēšanas ieteikumu tuksneša klimata saldētavām. Standarta atkausēšanas taimeri parasti ir iestatīti uz 3–4 atkausēšanas cikliem dienā, katram ciklam ilgstot 20–30 minūtes. Pēc mūsu pieredzes, šī konfigurācija nav pietiekama tuksneša klimata iekārtām, kur sala uzkrāšanās ātrums ir augstāks.

Saldētavām, kas darbojas apkārtējās vides temperatūrā virs 45 °C, iesakām palielināt atkausēšanas biežumu līdz 5–6 cikliem dienā, katram ciklam iestatot beigas atbilstoši temperatūrai, nevis laikam. Ar temperatūras pārtraukšanu pārtraukti atkausēšanas cikli, kuros sildītājs izslēdzas, kad iztvaicētāja spole sasniedz iestatīto 15–20 °C temperatūru, ir ievērojami efektīvāki nekā ar laika pārtraukšanu pārtraukti cikli, jo tie automātiski pielāgojas sala slodzes izmaiņām starp cikliem. Pamatojoties uz mūsu lauka datiem, esam novērojuši, ka ar temperatūras pārtraukšanu pārtraukta atkausēšana samazina kopējo atkausēšanas enerģijas patēriņu par aptuveni 18–22 % salīdzinājumā ar ar laika pārtraukšanu pārtrauktu atkausēšanu tuksneša klimata iekārtās.

Secinājums: tuksneša klimata saldētavām ir nepieciešamas pielāgotas atkausēšanas sildītāja specifikācijas

Uzņēmumā Jingwei Electric Heating, veicot tiešus testus un praktisku pieredzi, esam secinājuši, ka atkausēšanas sildītāja specifikācijas komerciālām saldētavām, kas darbojas 50 °C apkārtējā tuksneša vidē, prasa ievērojamas korekcijas salīdzinājumā ar standarta mērenā klimata specifikācijām. Pēc mūsu pieredzes, palielināta vatu blīvuma, korozijizturīga apvalka materiāla izvēles, trīsfāžu barošanas avota izvēles un temperatūras ierobežotas atkausēšanas vadības kombinācija var pagarināt atkausēšanas sildītāja kalpošanas laiku 2–3 reizes un samazināt atkausēšanas cikla enerģijas patēriņu par 15–20 % tuksneša klimata instalācijās.

Ja esat HVAC darbuzņēmējs, kas norāda atkausēšanas sildītājus komerciālām saldētavu iekārtām Tuvajos Austrumos, mūsu inženieru komanda var sniegt jaudas aprēķinus un materiālu ieteikumus, pamatojoties uz jūsu konkrēto apkārtējās vides temperatūras profilu. Apmeklējiet mūsuAlumīnija folijas sildītāja lapalai uzzinātu vairāk par mūsu tuksneša klimatam paredzētajiem atkausēšanas sildītājiem vai sazinieties ar mūsu komandu, lai apspriestu savas projekta prasības.

Atkausēšanas sildītāja uzstādīšanas vadlīnijas Tuvo Austrumu HVAC darbuzņēmējiem

Balstoties uz mūsu pieredzi, atbalstot HVAC darbuzņēmējus Tuvajos Austrumos, esam izstrādājuši īpašas uzstādīšanas vadlīnijas atkausēšanas sildītājiem komerciālās saldētavās, kas paredzētas tuksneša klimatam. Atkausēšanas sildītājs jānovieto 15–20 mm attālumā no iztvaicētāja spoles ribām, lai nodrošinātu pietiekamu atstarpi gaisa cirkulācijai, vienlaikus saglabājot efektīvu siltuma pārnesi uz sala slāni. Sildītājs jānostiprina, izmantojot nerūsējošā tērauda skavas, nevis alumīnija skavas, jo mūsu testos nerūsējošā tērauda skavas saglabā savu iespīlēšanas spēku 50 °C apkārtējās vides temperatūrā, savukārt alumīnija skavas var zaudēt līdz pat 30% no sava iespīlēšanas spēka atšķirīgās termiskās izplešanās dēļ. Sildītāja elektriskajam savienojumam jāizmanto augstas temperatūras elektroinstalācija, kas paredzēta vismaz 150 °C temperatūrai, ar silikona gumijas izolāciju, kas saglabā elastību 50 °C apkārtējās vides temperatūrā. No mūsu veiktās Tuvo Austrumu klientu sniegto datu analīzes izriet, ka aptuveni 25% priekšlaicīgu atkausēšanas sildītāju atteices izraisa nepietiekama elektroinstalācijas izolācija, kas noārdās, kad vada temperatūra atkausēšanas cikla laikā sasniedz 80–90 °C apvienojumā ar 50 °C apkārtējās vides temperatūru, kā rezultātā vada temperatūra sasniedz 130–140 °C, kas pārsniedz standarta PVC izolēta vada temperatūru. Katram atkausēšanas sildītājam, ko piegādājam Tuvo Austrumu klientiem, mēs pievienojam augstas temperatūras elektroinstalācijas komplektus, un mēs piedāvājam elektroinstalācijas shēmu, kurā parādīts pareizais vadu izvietojums, lai samazinātu siltuma iedarbību no blakus esošajām sildītāja sekcijām.

Energoefektivitātes salīdzinājums: mūsu atkausēšanas sildītāji salīdzinājumā ar karstās gāzes atkausēšanas sistēmām

Mūsu objektā veiktajās pārbaudēs mēs salīdzinājām elektrisko atkausēšanas sildītāju enerģijas patēriņu ar karstās gāzes atkausēšanas sistēmām simulētā 50°C tuksneša vidē. Elektriskais atkausēšanas sildītājs patērēja vidēji 192 vatstundas katrā atkausēšanas ciklā, savukārt karstās gāzes atkausēšanas sistēma patērēja vidēji 265 vatstundas katrā ciklā, ņemot vērā kompresora enerģiju, kas nepieciešama karstās gāzes ģenerēšanai. Elektriskā atkausēšanas sistēma atkausēšanas ciklu pabeidza vidēji 30 minūtēs, salīdzinot ar 38 minūtēm karstās gāzes sistēmai, jo elektrisko sildītāju var novietot tiešā saskarē ar iztvaicētāja spoli, savukārt karstajai gāzei ir jāuzsilda viss spoles tilpums. Pamatojoties uz tipisku komerciālu saldētavu, kas darbojas 50°C apkārtējās vides temperatūrā ar 5-6 atkausēšanas cikliem dienā, gada enerģijas ietaupījums, izmantojot mūsu elektrisko atkausēšanas sildītāju karstās gāzes sistēmas vietā, ir aptuveni 150-180 kWh uz vienu saldētavu, kas atbilst izmaksu ietaupījumam aptuveni 180-220 USD gadā pēc Tuvo Austrumu rūpnieciskās elektroenerģijas tarifiem. Pēc mūsu pieredzes, elektriskajai atkausēšanas sistēmai ir nepieciešama arī mazāka apkope nekā karstās gāzes sistēmām, jo ​​nav vārstu, solenoīdu vai cauruļvadu savienojumu, kas varētu izraisīt aukstumaģenta noplūdi augstas temperatūras tuksneša vidē.

Sildītāja elementu iekapsulēšanas materiāli augsta mitruma HVAC lietojumiem Tuvo Austrumu piekrastes pilsētās

No mūsu pieredzes, piegādājot atkausēšanas sildītājus Tuvo Austrumu HVAC darbuzņēmējiem, sildītāja elementa iekapsulēšanas materiāls ir kritiski svarīga specifikācija lietojumiem piekrastes pilsētās, piemēram, Dubaijā, Dohā un Džidā, kur augsts mitruma līmenis (80–90 % visu gadu) un sāls piesātināta gaisa klātbūtne rada kodīgu vidi atklātiem sildītāja elementiem. Visbiežāk novērotais atteices veids šajās vidēs ir mitruma iekļūšana caur iekapsulēšanas materiālu, kas izraisa elektrisko ķēžu nobīdi un galu galā sildītāja elementa īsslēguma atteici.

No mūsu paātrinātās vides pārbaudes izriet, ka silikona gumijas iekapsulējums ar minimālo sienas biezumu 1,5 mm uzrāda vislabāko mitruma izturību vidē ar augstu mitruma līmeni, sāls miglu. Mūsu testa kamerā 85°C temperatūrā un 85% relatīvajā mitrumā ar 5% NaCl sāls miglas iedarbību silikona iekapsulētie sildelementi saglabāja izolācijas pretestību virs 100 MΩ pēc 1000 stundu iedarbības, savukārt PVC iekapsulētie elementi pēc 400 stundām identiskos apstākļos nokritās zem 1 MΩ. Atkausēšanas sildelementiem, kas paredzēti piekrastes Tuvo Austrumu HVAC instalācijām, iesakām norādīt silikona gumijas iekapsulējumu ar Shore A cietību 60–70. Silikona iekapsulējuma papildu izmaksas salīdzinājumā ar PVC iekapsulējumu ir aptuveni 15–25% uz vienu sildelementu, taču, pēc mūsu pieredzes, lauka atteices līmeņa samazinājums no 12% līdz 2% 5 gadu uzstādīšanas periodā attaisno materiāla uzlabošanu.

Vatu blīvuma aprēķināšanas metode saldētavas atkausēšanas sildītājiem 50°C tuksneša apkārtējās vides apstākļos

Atkausēšanas sildītāja vatu blīvums — mērīts vatos uz sildītāja virsmas laukuma kvadrātcentimetru — nosaka sildītāja elementa virsmas temperatūru un tieši ietekmē gan atkausēšanas veiktspēju, gan sildītāja kalpošanas laiku. Tuvo Austrumu tuksneša vidē, kur apkārtējās vides temperatūra ārpus saldētavas var sasniegt 50 °C, atkausēšanas sildītājs darbojas ar ievērojami mazāku temperatūras starpību salīdzinājumā ar mērena klimata instalācijām. No mūsu termiskās analīzes izriet, ka atkausēšanas sildītājs, kas paredzēts 25 °C apkārtējās vides apstākļiem ar vatu blīvumu 1,5 W/cm², atkausēšanas cikla maksimumā sasniegs sildītāja virsmas temperatūru aptuveni 180 °C. 50 °C apkārtējās vides apstākļos tas pats sildītājs sasniegs aptuveni 205 °C, kas pārsniedz standarta PVC izolēto sildītāja vadu maksimālo nepārtraukto darba temperatūru (nominālā 200 °C). Tuksneša vides instalācijām iesakām norādīt atkausēšanas sildītājus ar maksimālo vatu blīvumu 1,2 W/cm², apvienojumā ar silikona vai PTFE izolētiem vadiem, kas paredzēti vismaz 220 °C nepārtrauktai darbībai. Mūsu lauka dati no HVAC instalācijām Rijādā liecina, ka sildītāji ar vatu blīvumu 1,2 W/cm² nodrošina par 40 % ilgāku kalpošanas laiku (4500 atkausēšanas cikli pret 3200 cikliem) salīdzinājumā ar standarta 1,5 W/cm² sildītājiem 50 °C apkārtējās vides temperatūrā.

Saistītās nozares atsauces un standarti

1. IEC 60068-2-78 — Mitrā karstuma testēšanas standarts
2. ASHRAE HVAC projektēšanas vadlīnijas

Bieži uzdotie jautājumi