سیستم هیت تریسینک (Heat Tracing) چیست ؟

زمانیکه لازم است دمای سیال (فرایند) از دمای محیط بیشتر باشد براساس قوانین ترمودینامیک سیال به عنوان یک منبع گرمایی شروع به ازدست دادن انرژی گرمایی نموده تا زمانیکه با دمای محیط هم دما گردد میزان انرژی ازدست رفته در واحد طول / سطح، به عنوان HEAT LOSS محاسبه میگردد. در این شرایط جهت جبران HEAT LOSS از سیستمهای گرمایشی و به خصوص سیستمهای گرمایش الکتریکی به همراه عایق استفاده می گردد.

از لحاظ تاریخی، Steam Tracing بیشتر از سایر انواع روش های گرمایشی برای حفاظت از یخ زدن و فرایند حرارت دادن استفاده شده است. داشتن ظرفیت گرمایی بالا همراه با ضریب انتقال حرارت مناسب از مزایای بخار محسوب می شود. . این ورودی حرارت بالا در گذشته مفید بوده است چرا که سیستم های عایق حرارتی در خطوط لوله، اغلب برای سالها بدون تعمیر و نگهداری باقی مانده بودند. فارغ از شرایط سخت و هزینه بالای پروسه نگهداری سیستم گرمایش بخار، هنگامی که هزینه های انرژی ناچیز بود، این یک روش قابل قبول عملیاتی بود، زیرا بخار به عنوان یک گزینه “بدون هزینه” تلقی می شد .
هنگامی که از طریق یک لوله، بخار جریان می یابد، بخار حرارت آن را به لوله فرآیند منتقل می کند تا کمبود گرما را جبران کند. در طول این فرآیند دمای بخار ثابت باقی می ماند. با این حال زمانی که تمام بخارها فشرده می شوند، لوله با مایع پر می شود که ظرفیت گرمایی و ضریب انتقال حرارت را به طور قابل توجهی کاهش می دهد. این فرایند به تدریج و در طول کل تیوب گرمایشی رخ می دهد. بنابراین لازم است که یک تله بخار در پایان مدار گرمایش نصب گردد که میعانات بتوانند با حدقل کاهش بخار خارج شوند. از آنجایی که میعانات گازی در لوله گرمایش باید به تله بخار (اغلب به سمت بالا) فشرده شوند، سیستم بخار باید فشار کافی داشته باشد که حداکثر طول مدارهای گرمایش را محدود می کند. مدارهایی که بیش از حد بلند می شوند اصطلاحاً در غلطک غرق می شوند و انتقال حرارت بسیار غیر قابل پیش بینی و ناپایدار است که این موضوع پیچیدگی سیستم Steam Tracing را افزایش داده است. در نتیجه استفاده از مدارهای حرارتی کوتاه موجب شده که فضای با ارزشی در منطقه فرایند به وجود آید که برای توزیع بخار و زیرساخت های مجموعه میعانات استفاده می شود. تله های بخار مهمترین و در عین حال حساس ترین بخش سیستم Steam Tracing هستند. با توجه به ماهیت مکانیکی سیستم بخار با قطعات دائما در حال حرکت، اغلب به دلیل کیفیت پایین بخار، باعث سایش بخار و انسداد می شود. تله های بخار به بازرسی های مکرر (حداقل یک بار به صورت غیرمستقیم) برای اطمینان از عملکرد مداوم نیاز دارند که تعداد قابل توجهی از تله ها (تقریبا ۶٪) باید هر ساله جایگزین شوند.
پسماند انرژی اغلب در سیستم های Steam Tracing بالا هستند. بخار یک منبع با دمای ثابت است، در طول یک دوره زمانی، هر خط لوله که از آن سیالی عبور نمی کند، دمای Steam Tracingافزایش می یابد. در جریان خطوط لوله جریان بخار به طور مداوم انتقال انرژی به مایع را با مقدار بالاتر، به دلیل ثابت نگه داشتن تفاوت دما بین بخار و سیال انجام می دهد. هر دو شرایط انرژی گرمایی بیشتری را برای سیستم فراهم می کنند تا اینکه برای حفظ شرایط طراحی مورد نیاز باشد. تا به امروز هیچ روش قابل اعتمادی برای کنترل دمای خط لوله و مصرف انرژی در سیستم گرمایش بخار وجود ندارد. بسته به نوع استفاده از تله بخار؛ حتی در شرایط کاری کامل، همیشه بخشی از بخار از دست خواهد رفت. اگر تله ها از سرویس خارج شوند، مقدار قابل توجهی کمبود بخار به وجود خواهد آمد، به خصوص اگر این سیستم ها به طور ۲۴ ساعته کار کنند.
تفاوت هایی بین بخار و خطوط لوله انتقال الکتریکی (مواد معدنی عایق) است که در جدول زیر ارائه شده است.

به طور معمول، کل هزینه استقرار سیستم Heat-Tracing Electrical حدود ۷۵٪ سیستم Steam Tracing است، با وجود سیستم ردیابی، کنترل و نظارت و سیستم توزیع برق.

هزینه کل نصب شده براساس موقعیت و شرایط خاص گرمای ورودی متغیر است، اما به عنوان یک میانگین در صنعت، با تقریب مناسبی این نسبت ثابت باقی می ماند. راه حل های Heat-Tracing صنعتی می تواند برپایه تجزیه و تحلیل دقیق فنی به طور کامل سیستم گرمایشی مورد نظر مشتری را آنالیز کند و بهترین و اقتصادی ترین روش و متریال را برای آن مورد خاص تعیین و انتخاب نماید.

در سیستم Steam Tracing (گرمایش بخار) به علت دریچه­ها و تله های معلق که در اطراف آنها وجود دارد از دیدگاه ایمنی، این احتمال وجود دارد که پرسنل تعمیر و نگهداری در معرض سوختگی قرار بگیرند، در حالی که، سیستم Heat-Tracing از لحاظ ذاتی ایمن است زیرا دارای مدارهای معلق نیست و همچنین دارای حفاظت های استاندارد مدارات الکتریکی همچون کلیدهای تشخیص نشت جریان و ….می باشد.

سیستم های گرمایش الکتریکی می توانند طیف گسترده ای از محصولات کنترل و نظارت، از ترموستات های مکانیکی ساده و چراغ های سیگنال را به کنترلرهای پیچیده دیجیتال چند منظوره اضافه کنند. این محصولات کنترل، خروجی منبع حرارت را برای جلوگیری از انجماد لوله ها یا حفظ لوله های فرایند در دمای بالا تنظیم می کنند. از منظر نگهداری سیستم Heat-Tracing، تعمیر و نگهداری بر اساس نتایج حاصل از کنترل و نظارت بر سیستم و دستور العمل های طراحی سیستم انجام می گردد.

از سوی دیگر، سیستم های Steam Tracing، هیچ شکل معقولی از کنترل و نظارت را ارائه نمی دهند. بزرگترین مورد نگهداری در یک سیستم Steam Tracing تله بخار است، زیرا معمولا مواردی هستند که احتمالا طی عملیات خراب می شوند. عمر ثبت شده ی یک تله بخار معمولی، سه سال است و حداقل هزینه جایگزینی آن تقریبا ۹۵ دلار است. در نتیجه، همچنین مشخص شده است که هزینه نگهداری بازگشت مایعات همیشه بالاتر از مقدار بخار است، زیرا مایع و بخار موجب فرسایش زانویی ها در سیستم می شود. به همین دلیل است که بسیاری از سیستم های بازگشت مایعات از فولاد ضد زنگ ساخته شده اند.

نمودار زیر مقایسه هزینه های تعمیر و نگهداری سیستم های Steam Tracing، و سیستم های Heat-Tracing برای یک برنامه گرمایش نگهداری را نشان می دهد.