Koksning av termoolja är i grunden krackning och polymerisering av oljan vid hög temperatur. Krackning ger lättflyktiga föreningar; polymerisering ger tungflyktiga föreningar och koks. För varje 10 °C höjning fördubblas krackningshastigheten ungefär — så ”bara lite över specifikationen” blir dyrt vid lång drift.

Filmtemperaturen är nyckeltalet

I ett cirkulationssystem kan oljans bulktemperatur vara 280 °C, medan gränsskiktet nära rörväggen är betydligt hetare. Denna gränsskiktstemperatur är filmtemperaturen, lika med bulktemperaturen plus värmeflödet gånger gränsskiktets termiska motstånd.

När filmtemperaturen överskrider oljans tillåtna gräns börjar oljeskiktet mot väggen koksa. Koksskiktet leder värme dåligt, vilket höjer väggtemperaturen ytterligare — en positiv återkoppling. Många system går från ”långsammare uppvärmning” till ”helt igensatt” på bara några månader.

Därför spelar flödeshastigheten roll

Högre hastighet tunnar ut gränsskiktet och sänker filmtemperaturen. Rekommenderad hastighet för termooljesystem är 1,5–2,5 m/s; under 1 m/s förtjockas gränsskiktet markant.

I praktiken finns flera vanliga orsaker till låg hastighet: en för liten pump, för många krökar, ett igensatt filter och en för öppen bypassventil. Den sistnämnda är den mest subtila — för att justera utloppstemperaturen öppnar man ofta bypassen halvvägs på anläggningen, så att huvudkretsen bara får hälften av det dimensionerade flödet.

Yteffekten sätter värmeflödet

Ju högre elementets yteffekt är, desto högre blir filmtemperaturen vid samma hastighet. För termoolja hålls yteffekten vid 2–3 W/cm² — använd inte varmvattensystemets 6–8 W/cm².

Effektstarka enheter bör använda många utspridda element, inte några få högeffektselement samlade i en klunga. Det förra ger lågt värmeflöde och god oljeturbulens; det senare skapar en lokal het zon nära elementen.

Oljan håller inte för evigt

Mineralisk termoolja har en normal livslängd på 3–5 år; syntetisk olja kan nå 8–10 år, förutsatt att driftförhållandena är normala. Bedöm oljans tillstånd med tre indikatorer: kolrest, syratal och kinematisk viskositet. När kolresten överstiger 1,5 % eller syratalet 0,5 mgKOH/g bör man överväga oljebyte eller delvis påfyllning.

Att fylla på färsk olja är ingen universallösning. Peroxider i den gamla oljan påskyndar åldrandet hos den nya; om kolresten redan är hög är det bäst att byta hela fyllningen och rengöra systemet.

Några systemdesignvanor

  • Dimensionera expansionskärlet till 1,2× systemets oljeinnehåll och placera det ovanför systemets högsta punkt
  • Håll expansionskärlet under 70 °C så att het olja inte oxiderar vid kontakt med luft
  • Förse värmarens utlopp med en temperaturmätpunkt och returledningen med flödes- eller differentialtrycksövervakning
  • Vid avstängning: stoppa först uppvärmningen och låt cirkulationspumpen gå 15–30 minuter till för att föra bort restvärmen
  • Före idrifttagning av ett nytt system: koka ur och avlufta oljan, stegvis upp till 120 °C, för att avlägsna fukt

Koksning är inte enbart värmarens problem, och den kan inte heller lösas helt genom att byta utrustning. Har man kontroll på hastighet, filmtemperatur och oljekvalitet följer livslängden av sig själv.