In den Wärmeübertragungsrohren von Kaltwasseranlagen wird Wasser als Arbeitsmedium verwendet. Bei langfristigem Betrieb scheiden sich Calciumionen und andere Salze im Wasser ab und bilden Kesselstein, was zu einer Verschlechterung der Wärmeübertragung führt; die Verwendung von Wärmeübertragungsrohren mit kleinem Durchmesser in Kaltwasseranlagen kann das Kesselsteinproblem verschärfen. Durch den Entwurf und Aufbau eines beschleunigten Kesselstein-Versuchsstands und die Auswahl typischer Testbedingungen wurde eine vergleichende Analyse der Kesselsteineigenschaften von Rohrleitungen in konventioneller Größe und kleinem Durchmesser durchgeführt. Für Rohre konventioneller Größe wurde ein glattes Rohr mit 7 mm gewählt, für Rohre mit kleinem Durchmesser ein glattes Rohr mit 5 mm. Die Kesselsteintestszenarien umfassen: Eintrittstemperatur des Umlaufwassers 60 ℃, Fließgeschwindigkeit 1 m/s, Massenkonzentration der Verkalkungslösung 800 mg/L, Testdauer 0 bis 400 Stunden. Im Vergleich zum 7-mm-Rohr stieg die gesamte Kesselsteinmasse beim 5-mm-Rohr um 39,5 %, die Zeit bis zum Erreichen der Stabilität der Kesselsteinbildung verkürzte sich um 17,6 %, was darauf hinweist, dass die Kesselsteinmenge und -rate in Rohren mit kleinem Durchmesser höher sind. Nach der Verkalkung sanken die Wärmeübergangskoeffizienten der 5-mm- und 7-mm-Rohre um 12,5 % bzw. 9,7 %, der Druckabfall stieg um 50,6 % bzw. 10,4 %, was auf eine stärkere Verschlechterung der Wärmeübertragungsleistung in Rohren mit kleinem Durchmesser hinweist. Die Analyse ergab, dass die Kesselsteinschicht im 5-mm-Rohr eine dichtere schichtartige Struktur aufweist, die schwerer zu entfernen ist als beim 7-mm-Rohr, weshalb bei der Förderung des Einsatzes von Rohren mit kleinem Durchmesser in Kaltwasseranlagen besonderes Augenmerk auf das Risiko der Kesselsteinbildung gelegt werden muss.

Kaltwasseranlagen;kleiner Durchmesser;beschleunigte Verkalkung;Kristallablagerungen;experimentelle Untersuchung