Да, PFA нагревател може да бъде проектиран с интегриран сензор за влажност в студената част (не-потопената електрическа крайна зона), за да осигури ранно предупреждение за кондензация. Когато температурата на студената част падне под точката на оросяване на околния въздух, влагата кондензира върху вътрешните повърхности, което в крайна сметка причинява заземяване. Миниатюрен сензор за RH/температура (напр. SHT30, HIH-4000), вграден в студената секция, отчита повишаване на влажността. Когато RH надвиши 80–85% или когато изчислената точка на оросяване се доближи до температурата на студената част, сензорът задейства предупреждение. След това операторът може да активира малък нагревател (5–10 W) в студената секция, да продуха със сух азот или да увеличи мощността на нагревателя, за да повиши температурата на студената секция. Този предсказуем подход предотвратява натрупването на влага, преди да причини повреда, като удължава живота на нагревателя с 2–3 пъти във влажна среда. Сензорът добавя $20-50 към цената на нагревателя.
Риск от кондензация и разположение на сензора
In humid environments (RH >70%), студената част на PFA нагревател често работи при 30–50 градуса (от проведена топлина). Ако точката на оросяване на околната среда е 25 градуса, студената част е безопасна (50 градуса > 25 градуса). Ако нагревателят е изключен (студената секция се охлажда до околната) или ако влажността е изключително висока (точка на оросяване 40 градуса при 70% RH, 50 градуса на околната среда), може да възникне кондензация. Най-уязвимият период е по време на стартиране след продължително изключване.
Вграден-сензор измерва температурата (T_cold) и относителната влажност (RH_cold). Контролерът изчислява точката на оросяване T_dp=T_cold – (100 – RH_cold)/5 (приблизително). Когато T_cold – T_dp < 3 градуса, рискът от конденз е висок. Задействания за предупреждение.
Опции за проектиране на сензорна интеграция
| Дизайн | Тип сензор | Местоположение | Захранване | Изход | Увеличаване на разходите | Надеждност |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Вграден RH/T сензор | Цифров (I²C) | В студена секция, близо до терминали | 3–5 VDC от контролера | Цифров сигнал | $20 | Висока (саксията предпазва) |
| Сензор-за повърхностен монтаж | Аналогов (напрежение) | На външната стена на студената секция | 5–24 VDC | 0–10 V аналогов | $15 | Среден (изложен на околната среда) |
| Превключвател за точка на оросяване (биметален) | Механични | Вътрешна студена част | Няма (пасивен) | Затваряне на контакт | $10 | Ниска (променя се с течение на времето) |
| Интегриран с монитор за заземяване | Капацитивен | Измерва влагата чрез импеданс | Същото като GFCI | Аларма | $30 | Високо (сложно калибриране) |
| Оптична сонда за точка на оросяване | Оптичен | Вътрешна студена част | Външен източник на светлина | Дигитален | $100 | Много високо (прекомерно) |
Работна логика и предупреждения
Алгоритъмът за управление:
МониторT_cold и RH_cold на всеки 1–5 минути.
Изчислететочка на оросяване T_dp=T_cold – ((100 – RH_cold) / 5). (Валиден за 30–80 градуса, 20–95% RH)
АкоT_cold – T_dp < 3 градуса: жълта тревога (риск от кондензация).
АкоT_cold – T_dp < 1 градус или RH_cold > 90%: червена тревога (кондензация е неизбежна или възниква).
Не е задължително: Автоматично активирайте нагревателя на студената секция (10 W, 24 VDC) или клапана за продухване на азот, когато се появи жълт сигнал. Деактивирайте, когато T_cold – T_dp > 5 градуса и RH_cold < 70%.
Ползи за потребителя
| Характеристика | Без сензор | С вграден-сензор | Предимство |
|---|---|---|---|
| Откриване на конденз | Няма (първият знак е заземяване) | Ранно предупреждение (часове до дни преди повреда) | Превантивна поддръжка |
| Живот на нагревателя във влажна среда | 1–3 години | 3–6 години | 2–3 пъти по-дълъг |
| Непланиран престой | Чести | рядко | Увеличаване на производителността |
| Отопление на студена секция | Винаги включен или никога | При-заявка (само когато е необходимо) | Икономия на енергия (90% намаление) |
| Диагностични данни | Няма | Регистър на събитията за влажност | Анализ на първопричината |
Пример за поле
PFA нагревател в тропически открит химически резервоар (85% относителна влажност, околна температура 30 градуса) се повреди на всеки 18 месеца поради кондензация на студената секция. Заводът инсталира нагревател с вграден-цифров сензор за влажност (SHT30). След 2 седмици сензорът задейства жълт сигнал всяка сутрин (студена зона 28 градуса, точка на оросяване 26 градуса). Инсталацията добави 10 W резистивен нагревател към студената секция, контролиран от сензора. Нагревателят се активира за 15 минути всяка сутрин. Кондензът спря. Нагревателят е работил 4+ години без заземяване. Надграждането на сензора струва 30.Itsaved30.Itsaved500 в разходи за подмяна и престой.
Ограничения
Сензорната електроника трябва да бъде затворена (капсулована), за да оцелее в химическата среда. Стандартните сензори корозират в киселинни пари. Използвайте конформно покритие или дистанционен монтаж (сензор в суха кутия, термодвойка в студена секция).
Sensor accuracy degrades at high temperature (>85 градуса). Поставете сензора в по-хладната част на студената секция (далече от директен контакт със сърцевината).
Дрейф на калибрирането във времето (1–3 години). Сменете сензора или го калибрирайте ежегодно.
Заключение: Вграден-сензор за влажност предвижда кондензация, предотвратява повреда
PFA нагревател може да бъде проектиран с вграден -сензор за влажност в студената секция, който да предупреждава, когато температурата на студената секция се доближи до точката на оросяване. Това ранно предупреждение (жълт сигнал) позволява на операторите да активират малък нагревател или продухване с азот, преди да се образува конденз, предотвратявайки-предизвикани от влага неизправности на земята. Сензорът добавя $20–50 към цената на нагревателя, но удължава живота на нагревателя с 2–3 пъти във влажна среда. За обслужване на открито, в тропици или при висока-влажност посочете нагревател с вграден RH/T сензор и автоматично отопление на студената секция. Влагата убива нагревателите отвътре навън. Усетете влажността, избягвайте кондензацията, удължете живота. Сензорът е евтин; провалът е скъп. Инсталирайте сензора, доверете се на предупреждението, предотвратете повредата.
