องค์ประกอบเครื่องทำน้ำร้อน: ประเภท ความหนาแน่นของวัตต์ และคำแนะนำในการเลือกสำหรับผู้ซื้อ

เครื่องทำน้ำอุ่นเชิงพาณิชย์ขนาด 50 แกลลอนที่ตัดการทำงานของเบรกเกอร์ทุกเช้าเวลา 6.00 น. มักจะมีผู้ร้ายคนหนึ่ง: ไฟดับ องค์ประกอบน้ำร้อน . หลังจากการผลิตเครื่องทำความร้อนแบบจุ่มที่ Xinghua Yading Electric Heating Element Co., Ltd. ในมณฑลเจียงซู ประเทศจีน เป็นเวลา 30 ปี วิศวกรของเราได้เฝ้าดูรูปแบบความล้มเหลวเดียวกันทั้ง 4 รูปแบบที่เกิดซ้ำในโรงแรม ร้านซักรีด และโรงงานแปรรูปอาหาร ไม่มีการสุ่มเลย แต่ละรายการได้รับการตัดสินใจเมื่อสัปดาห์ก่อนโดยข้อกำหนดที่ไม่สนใจเคมีของน้ำ ความหนาแน่นของวัตต์ หรือเงื่อนไขการติดตั้ง

คู่มือนี้ช่วยให้วิศวกรฝ่ายจัดซื้อและทีมบำรุงรักษามีเฟรมเวิร์กแบบเดียวกับที่เราใช้ในพื้นที่โรงงาน: วิธีสร้างส่วนประกอบทำน้ำร้อน เหตุใดจึงล้มเหลว ระดับใดที่ควบคุมอายุการใช้งานจริง และสิ่งที่ซัพพลายเออร์ต้องตรวจสอบก่อนจัดส่งคำสั่งซื้อ

องค์ประกอบการทำน้ำร้อนคืออะไร และเหตุใดจึงหยุดทำงาน

ส่วนประกอบทำน้ำร้อนคือขดลวดต้านทานที่ห่อหุ้มอยู่ในปลอกโลหะและอัดแน่นไปด้วยแมกนีเซียมออกไซด์ที่ถูกอัดแน่น โดยจะเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อนผ่านการทำความร้อนแบบจูล และถ่ายเทความร้อนนั้นไปยังน้ำโดยรอบโดยการนำ

โครงสร้างเป็นไปตามลำดับมาตรฐานสำหรับผู้ผลิตแทบทุกราย: ลวดนิกเกิล-โครเมียม 80/20 พันบนส่วนรองรับเซรามิกหรือไมก้า แล้วสอดเข้าไปในท่อทองแดง สเตนเลส หรืออินคอลอยย์ เติมผงแมกนีเซียมออกไซด์ และอัดแน่นเพื่อให้กลไกการตรึงเชิงกลของคอยล์และฉนวนไฟฟ้า บนวงจร 220 V องค์ประกอบ 3,000 W ดึงกระแสไฟ 13.6 A อุณหภูมิของปลอกต้องอยู่ต่ำกว่าประมาณ 350°C ที่จุดที่ร้อนที่สุดในการทำงานปกติ ซึ่งเป็นจุดที่ความหนาแน่นของวัตต์เข้าสู่การอภิปราย

สาเหตุทั่วไปสี่ประการของความล้มเหลวขององค์ประกอบทำน้ำร้อนคือ:

1. การยิงแบบแห้ง: เปิดสวิตช์โดยไม่มีน้ำอยู่ด้านบน อุณหภูมิปลอกจะเพิ่มขึ้นจาก 100°C เป็นมากกว่า 400°C ในเวลาไม่ถึงนาที แมกนีเซียมออกไซด์แตกและทำให้ขดลวดลัดวงจร
2. การสะสมของตะกรัน: คราบแคลเซียมคาร์บอเนตจะหุ้มฉนวน อุณหภูมิภายในจะเพิ่มขึ้น และลวดนิกเกิล-โครเมียมจะออกซิไดซ์ก่อนเวลาอันควร
3. การกัดกร่อน: การเกิดรูพรุนของคลอไรด์หรือปฏิกิริยากัลวานิกจะเปิดรูเข็มในฝัก น้ำเข้าไป และความต้านทานของฉนวนลดลง
4. ขั้วต่อหลวม: ความต้านทานสูงที่จุดเชื่อมต่อจะทำให้สตัดร้อน ทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์กับพิน และในที่สุดก็เกิดส่วนโค้งภายในกล่องหุ้มขั้วต่อ

สเกลเป็นสิ่งที่คาดเดาได้มากที่สุดในสี่ประการ ที่ความแข็งของแคลเซียม 300 ppm องค์ประกอบที่มีความหนาแน่นสูงมักจะสร้างเปลือกโลกที่มองเห็นได้ภายในสี่ถึงหกเดือน การลดความหนาแน่นของวัตต์ลงต่ำกว่า 8 วัตต์/ซม.2 ที่ความแข็งเท่ากัน ช่วยให้ปลอกสะอาดเพียงพอสำหรับการบำรุงรักษาตามปกติ

ความหนาแน่นของวัตต์สูงและความหนาแน่นของวัตต์ต่ำ: การแลกเปลี่ยนที่กำหนดชีวิตขององค์ประกอบ

ความหนาแน่นวัตต์ ซึ่งหมายถึงกำลังไฟฟ้าขององค์ประกอบหารด้วยพื้นที่ผิวของปลอกที่ใช้งานในหน่วย W/cm2 เป็นข้อกำหนดที่สำคัญที่สุดในเอกสารข้อมูลส่วนประกอบทำน้ำร้อน เนื่องจากจะกำหนดอุณหภูมิของปลอกและอัตราการก่อตัวของตะกรัน

พิจารณาองค์ประกอบ 3,000 วัตต์ที่มีพื้นที่ปลอกใช้งาน 400 ตร.ซม. ซึ่งก็คือ 7.5 วัตต์/ซม.2 ซึ่งเป็นการออกแบบที่มีความหนาแน่นต่ำ บีบอัด 3,000 W เดิมให้เป็น 200 cm2 แล้วคุณจะได้ 15 W/cm2 ซึ่งเป็นการออกแบบที่มีความหนาแน่นสูง องค์ประกอบที่มีความหนาแน่นสูงจะทำให้อุณหภูมิของถังเร็วขึ้นไม่กี่นาที แต่ปลอกของมันจะร้อนกว่ามาก เกล็ดที่สัมผัสพื้นผิวที่ร้อนกว่าจะอบเป็นเปลือกแข็งที่ยึดด้วยซีเมนต์ บนพื้นผิวที่เย็นกว่า มันจะนุ่มและหลุดออกในระหว่างการขยายและหดตัวตามปกติ

องค์ประกอบการทำน้ำร้อนแบบเกลียวเทียบกับแบบแปลน: รูปแบบการติดตั้งใดที่เหมาะกับถังของคุณ

องค์ประกอบแบบเกลียวช่วยให้ถังขนาดเล็กและขนาดกลางวิ่งผ่านช่องเปิดเกลียวมาตรฐาน ในขณะที่องค์ประกอบหน้าแปลนส่งกำลังวัตต์สูงไปยังเรือเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมผ่านแผ่นปิดเกลียว

ส่วนประกอบทำน้ำร้อนแบบเกลียวหรือที่เรียกว่าเกลียวหรือสกรูปลั๊ก ใช้เกลียว NPT หรือ BSP ตัวผู้ โดยปกติแล้วจะมีขนาด 1 นิ้วในเครื่องทำน้ำอุ่นในครัวเรือน และ 1.25 หรือ 2 นิ้วบนถังส่งออกขนาดใหญ่ องค์ประกอบเป็นรูปตัวยู โดยสอดผ่านช่องเกลียวในผนังถัง และช่างประปาที่ผ่านการรับรองสามารถเปลี่ยนชิ้นส่วนได้ภายในเวลาประมาณ 40 นาที โดยปกติพิกัดกำลังจะอยู่ที่ 1,500 W ถึง 6,000 W ปัจจุบัน Xinghua Yading ผลิตอุปกรณ์เหล่านี้ในเวอร์ชันทองแดง สเตนเลส และ Incoloy เพื่อให้ตรงกับคุณสมบัติทางเคมีของน้ำในตลาดปลายทาง

ส่วนประกอบเครื่องทำน้ำร้อนแบบสกรูเกลียวสำหรับถัง ส่วนประกอบแบบเกลียวหรือปลั๊กแบบสกรูนี้เหมาะกับเครื่องทำน้ำอุ่นในประเทศและส่งออกที่ต้องการการเปลี่ยนอย่างรวดเร็ว มีจำหน่ายในทองแดง สเตนเลส หรืออินคอลอย โดยตรงกับช่วง 1,500–6,000 W ก่อนหน้านี้ และช่วยให้ตรงตามขีดจำกัดความหนาแน่นของวัตต์ก่อนที่จะเปลี่ยนไปใช้ตัวเลือกหน้าแปลน ดูผลิตภัณฑ์ →

องค์ประกอบหน้าแปลนจะสลักเข้ากับหน้าแปลนที่เชื่อมเข้ากับผนังถัง หน้าแปลนขนาด 3 นิ้วถึง 8 นิ้วมีท่อกิ๊บหลายอันอยู่บนจานเดียว โดยกระจายกำลัง 6,000 W ถึงมากกว่า 60,000 W ทั่วทั้งบริเวณฝักที่ใหญ่กว่ามาก เครื่องทำความร้อนแบบหน้าแปลนเป็นมาตรฐานสำหรับหม้อไอน้ำ ถังกระบวนการ และภาชนะจัดเก็บขนาดใหญ่ที่องค์ประกอบแบบเกลียวเดี่ยวไม่สามารถจ่ายกำลังไฟฟ้าที่ต้องการได้โดยไม่เกินขีดจำกัดความหนาแน่นของวัตต์

เครื่องทำความร้อนแบบจุ่มหน้าแปลนสำหรับเรือขนาดใหญ่ หลังจากการอภิปรายแบบขันสกรู เครื่องทำความร้อนแบบแปลนนี้จะจัดการกำลัง 6,000 W ถึงมากกว่า 60,000 W บนท่อกิ๊บหลายอัน แผ่นยึดขนาด 3 ถึง 8 นิ้วเหมาะกับหม้อไอน้ำและถังกระบวนการ ในขณะที่การเลือกวัสดุเปลือกหุ้มส่งผลโดยตรงต่อความต้านทานการกัดกร่อนและความหนาแน่นของวัตต์ ดูผลิตภัณฑ์ →

วัสดุเปลือกหุ้ม: ทองแดง สเตนเลส หรืออินคอลอยย์

วัสดุเปลือกจะกำหนดความต้านทานการกัดกร่อนขององค์ประกอบทำน้ำร้อน ความหนาแน่นวัตต์ที่ปลอดภัยสูงสุด และราคา ดังนั้นตัวเลือกจะต้องเป็นไปตามเคมีของน้ำมากกว่าราคาในแคตตาล็อก

ทองแดงนำความร้อนที่ประมาณ 401 W/mK ซึ่งดีกว่าสแตนเลสประมาณ 25 เท่า ดังนั้นปลอกทองแดงจึงคงความเย็นได้ที่โหลดวัตต์เท่าเดิม และสามารถรับความหนาแน่นของวัตต์ที่สูงกว่าได้โดยไม่ต้องปรับขนาด ทองแดงจะไม่ทำงานเมื่อน้ำมีความเข้มข้น: ต่ำกว่า pH 6.5 จะถูกกัดกร่อน และความเร็วการไหลที่สูงจะกัดกร่อนโลหะอ่อน

สแตนเลส 304 เป็นสิ่งที่รอบด้าน ต้านทานน้ำดื่มได้ส่วนใหญ่ ครอบคลุมช่วง pH ประมาณ 6.5 ถึง 9.5 และทนคลอไรด์ได้สูงถึงประมาณ 200 ppm ค่าการนำความร้อนประมาณ 16 W/mK ต่ำกว่าทองแดงมาก ดังนั้นความหนาแน่นของวัตต์ที่ปลอดภัยจึงลดลงเหลือช่วง 8-12 W/cm2

สเตนเลส 316 เติมโมลิบดีนัมเพื่อเพิ่มความทนทานต่อคลอไรด์ และเหมาะสมกับวัสดุที่บำบัดด้วยคลอรามีนหรือดึงมาจากน้ำบาดาลชายฝั่งที่มีคลอไรด์ 500 ppm Incoloy 825 ผสมผสานนิกเกิล โครเมียม โมลิบดีนัม และทองแดงเข้าด้วยกันเพื่อให้มีความต้านทานตะกรันและความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีที่สุด และเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับเครื่องทำน้ำอุ่นเชิงพาณิชย์ในบริเวณที่มีน้ำกระด้างซึ่งมีความแข็งเกิน 300-400 ppm

• สำหรับน้ำกระด้างที่สูงกว่า 200 ppm แนะนำให้ใช้ Incoloy 825
• รักษาความหนาแน่นของวัตต์ให้อยู่ระหว่าง 8 ถึง 10 วัตต์/ซม.2 โดยไม่คำนึงถึงวัสดุของเปลือกหุ้ม
• ในกรณีที่ถังมีการกรีดสองครั้ง ให้ติดตั้งส่วนประกอบที่มีความหนาแน่นต่ำสองชิ้น แทนที่จะติดตั้งยูนิตที่มีความหนาแน่นสูงเพียงตัวเดียว
• สอบถามโรงงานเกี่ยวกับพิกัดอุณหภูมิปลอกสูงสุดขององค์ประกอบที่ความหนาแน่นวัตต์ที่คุณต้องการ

การตรวจสอบคุณภาพโรงงานที่ป้องกันความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร

ส่วนประกอบทำน้ำร้อนจะออกจากโรงงานที่เชื่อถือได้เฉพาะเมื่อผ่านการทดสอบความต้านทาน ไดอิเล็กทริก ฉนวน และความต่อเนื่องของกราวด์เท่านั้น เนื่องจากความล้มเหลวที่สำคัญในภาคสนามเกิดขึ้นจากไฟฟ้าก่อนจะผ่านกระบวนการทางกล

ขีดจำกัดการผ่านที่ใช้ในห้องปฏิบัติการทดสอบของ Xinghua Yading สะท้อนถึงแนวทางปฏิบัติทั่วไปในอุตสาหกรรม ได้แก่ ความต้านทานของคอยล์ภายใน 5 เปอร์เซ็นต์ของค่าพิกัด ความทนทานต่อไดอิเล็กทริกที่ 1,500 VAC เป็นเวลา 60 วินาทีโดยไม่มีการพังทลาย ความต้านทานของฉนวนที่สูงกว่า 100 เมกะโอห์ม วัดที่ 500 VDC และความต่อเนื่องของกราวด์ต่ำกว่า 0.1 โอห์มสำหรับชิ้นส่วนโลหะที่เปิดโล่ง องค์ประกอบการผลิตที่ไม่ผ่านการทดสอบข้อใดข้อหนึ่งเหล่านี้จะถูกทิ้งไป ไม่ได้รับการปรับปรุงใหม่

วิศวกรฝ่ายจัดซื้อควรขอเอกสารสามฉบับจากซัพพลายเออร์รายใหม่ ได้แก่ ค่าความต้านทานที่วัดได้จากชุดจริง รายงานการทดสอบไดอิเล็กทริก และรูปถ่ายตัวอย่างที่ตัดซึ่งแสดงการบดอัด MgO โรงงานที่จัดหาทั้งสามชนิดโดยไม่มีการต้านทานจะมีระบบคุณภาพการทำงาน โรงงานที่ไม่สามารถดิ้นรนเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องทำน้ำร้อนที่สม่ำเสมอ

การบริการแบบจุ่มเต็มต้องใช้หัวเทอร์มินัลแบบปิดผนึก สำหรับกลุ่มผลิตภัณฑ์เครื่องทำความร้อนแบบแปลนของเรา แผงขั้วต่อกันน้ำแบบหล่อจะช่วยป้องกันไม่ให้เกิดการควบแน่นจากขั้วต่อที่มีกระแสไฟอยู่

ฮีตเตอร์หน้าแปลนกันน้ำแบบจุ่มเต็ม เครื่องทำความร้อนแบบหน้าแปลนปิดผนึกนี้เพิ่มการกันน้ำระดับ IP68 สำหรับบริการของเหลวที่มีความชื้นหรือแบบจุ่มทั้งหมด แผงขั้วต่อแบบหล่อป้องกันการควบแน่นบนชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้า ทำให้เป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้เมื่อระบุการกำหนดค่าสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงควบคู่ไปกับขนาดและแรงดันไฟฟ้าของถัง ดูผลิตภัณฑ์ →

เมื่อคุณพร้อมที่จะระบุ ให้ส่งขนาดถัง การวิเคราะห์ความกระด้างของน้ำ แรงดันไฟฟ้า และเวลาฟื้นตัวที่ต้องการ ติดต่อทีมวิศวกรของเรา ด้วยรายละเอียดเหล่านั้น และเราจะยืนยันการกำหนดค่าแบบเกลียวหรือหน้าแปลน วัสดุเปลือก ความหนาแน่นของวัตต์ และประสิทธิภาพการให้ความร้อนที่คุณคาดหวังได้

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับองค์ประกอบน้ำร้อน

ฉันจะรู้ได้อย่างไรว่าองค์ประกอบทำน้ำร้อนถูกไฟไหม้?

วัดความต้านทานระหว่างขั้วต่อทั้งสองด้วยมัลติมิเตอร์ องค์ประกอบ 3,000 W ที่พิกัด 220 V อ่านได้ประมาณ 16 โอห์มเมื่ออยู่ในสภาพดี วงจรเปิดหมายความว่าคอยล์ขาด จากนั้นวัดจากแต่ละขั้วถึงปลอกโลหะ การอ่านใดๆ ที่ต่ำกว่า 2-3 megohms บ่งชี้ว่าฉนวนล้มเหลว และต้องเปลี่ยนองค์ประกอบ

ฉันควรเลือกความหนาแน่นวัตต์เท่าใดสำหรับน้ำกระด้าง

เมื่อความแข็งรวมสูงกว่า 200 ppm แคลเซียมคาร์บอเนต ให้เลือกองค์ประกอบที่มีความหนาแน่นต่ำต่ำกว่า 8-10 W/cm2 พร้อมปลอกอินคอลอยย์ ทองแดงที่มีความหนาแน่นวัตต์สูงจะเกิดเปลือกแข็งขึ้นภายในหกเดือน หากความแข็งเกิน 400 ppm ให้ใช้ชิ้นส่วนหน้าแปลนที่มีพื้นที่เปลือกขนาดใหญ่เกินไป หรือทำให้น้ำอ่อนตัวลงบริเวณต้นน้ำ

ฉันสามารถใช้องค์ประกอบทำน้ำร้อน 230 V กับแหล่งจ่ายไฟ 240 V ได้หรือไม่

ใช่. องค์ประกอบพิกัด 230 V บนแหล่งจ่ายไฟ 240 V ดึงกำลังไฟเพิ่มขึ้นประมาณ 8.8 เปอร์เซ็นต์ องค์ประกอบที่มีความหนาแน่นต่ำสามารถทนต่อสิ่งนี้ได้อย่างง่ายดาย องค์ประกอบที่มีความหนาแน่นสูงซึ่งทำงานใกล้ขีดจำกัดความหนาแน่นของวัตต์แล้วอาจมีอายุการใช้งานที่สั้นลงอย่างเห็นได้ชัด หากแหล่งจ่ายไฟถูกกำหนดไว้ที่ 240 V ให้จัดลำดับองค์ประกอบไว้ที่ 240 V

องค์ประกอบการทำน้ำร้อนควรมีอายุการใช้งานนานแค่ไหน?

ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้อง ความหนาแน่นของวัตต์ต่ำ และเคมีของน้ำที่เข้ากันได้ องค์ประกอบแบบเกลียวในบริการที่อยู่อาศัยโดยทั่วไปจะมีอายุการใช้งาน 6-10 ปี องค์ประกอบหน้าแปลนเชิงพาณิชย์ที่มีการขจัดตะกรันเป็นประจำใช้เวลา 3-5 ปี ไฟแห้งเพียงครั้งเดียวสามารถทำลายทั้งสองประเภทได้ภายในเวลาไม่ถึงนาที