Aukšto efektyvumo vamzdinis šilumokaitis

Kompanija UAB "Gandras Energoefektas" organizavo aukšto efektyvumo vamzdinių šilumokaičių, kuriuos esame pasiruošę pasiūlyti mūsų užsakovams, gamybą. Visi skaičiavimai yra atliekami Rusijos mokslinės gamybos instituto. Produkcija atitinkas Europos normas ir paženklinta CE ženklu.

Projektuodami objektą susidurėme su sunkia problema:

1. buvo reikalingas kompaktiškas aukšto efektyvumo šilumokaitis
2. turintis žemą hidraulinį pasipriešinimą
3. šio šilumokaičio konstrukcija turėjo leisti pumpuoti užterštus skysčius, nesudarant nuosėdų šilumokaičio viduje
4. šilumokaitis turėjo būti pagamintas iš plieno, ne žemesnės kaip AISI 316 markės (juo buvo perduodamas silpnos koncentracijos rūgšties tirpalas).
   
   

Atliekant pateiktų rinkoje šilumokaičių analizę mes susidurėme su šiomis problemomis:

Vamzdiniai šilumokaičiai:

1. egzistuojantys rinkoje dideliame kiekyje vamzdiniai šilumokaičiai neturėjo pakankamai aukšto NVK
2. buvo didelių gabaritų ir atitinkamai - brangiai kainavoь
   
   

Plokštiniai šilumokaičiai:

1. 1. plokštinių šilumokaičių konstrukcija, net gi skirta praleisti dalelėms iki 20mm stambumo, neapsaugojo nuo nuosėdų. Dėl to šilumokaitis aplipdavo dalelėmis, esančiomis tirpale. Reikėjo pastatyti atbulinio šilumokaičio praplovimo sistemą, kuri turėjo kartą per savaitę 4-ioms valandoms išvesti šilumokaitį iš darbo režimo ir praplauti jį, dėl ko reikėjo: antro šilumokaičio ir papildomų siurblių.
2. 2. standartinės komplektacijos šilumokaitis užima daug vietos, o įskaitant rezervinį šilumokaitį ir praplovimo sistemą, jis tiesiog netilpo esamajame objekte.
   
   

Išsudijavę visus esančius rinkoje šilumokaičius mes priėjome išvados, kad mums reikalingas kaž-koks „stebuklingas“ varijantas, turintis:

1. aukštą NVK
2. mažus gabaritus ir leidžiantis atlikti bet kokį įrangos komponavimą (horizontalų, vertikalų, kampu), būdamas standartinės komplektacijos
3. standartinės komplektacijos, atliekomis iš AISI 316 markės plieno
4. neleidžiantis kauptis nuosėdoms veikimo metu ir nereikalaujantis praplovimo
   
   

Mes supratome, kad tokios klasės įrenginiai gali būti naudojami jūros, aviacijos ir kosminėje pramonėje. Dėja, išanalizavę Europos Sąjungos ir Amerikos rinkas nes supratome, kad šių įrenginių kainos taip pat yra „kosminės“, ir kreipėmės į „gimtąjį“ SSRS karinį jūros laivyną.

Ką mes sužinojome:

Atlikta analizė parodė, kad gebantis konkuruoti vamzdinis šilumokaičio įrenginys turi būti aprūpintas gafruotais vamzdžiais, todėl veliau šilumokaičių su lygiais vamzdžiais mes neapžiūrinėdavome.

Bet vamzdžiai turėjo būti perforuoto tokiu būdu, kad hidraulinio pasipriešinimo didėjimas nedaug viršytų šilumos perdavimo augimo dėl srovės turbuliatorių pritaikymo. Šito pasiekiama išorinio vazdžio paviršiaus rifliavimu žiediniais arba spiraliniais grioveliais, dėl kurių ant vidinio vamzdžio paviršiaus susidaro tolygiai apibrėžti nedidelio aukščio išskišimai, kurie suintensivina šilumokaičio šilumos perdavimą vamzdžiuose. Rifliavimas žiediniais turbuliatoriais šilumos perdavimo atžvilgiu yra efektyvesnis nei rifliavimas srieginiaias grioveliais, nes šilumos perdavimo koeficientas vamzdžiuose gali būti padidintas 2,1-2,5 kartus, vietoj 1,4-1,9 kartų, esant vamzdžių pluošto hidraulinio pasipriešinimo augimui 5,0-7,0 kartus, vietoj 4,0-6,0 kartų, palyginti su lygiu vamdžiu (jeigu, naudojant lygius vamzdžius, vamzdžių pluošto įnašas į vamzdžių trakto slėgio praradimą yra apie 70%, tai taikant žiedinį rifliavimą jis padidės iki 95%). Palyginimui nurodysim, kad įterpimų, užsulančių srovę vamdžiuose, taikymas, padidina šilumos perdavimą 30-40%, padidinant slėgio praradimą 3,5-5,5 kartus.

Plokštiniuose šilumokaičiuose sienos storis siekia 0,5mm ir net 0,4mm ribose.Visiems yra žinoma, kad cilindrinis apvalkalas yra atsparesnis slėgio pertekliui nei plokšti siena. Todėl galima gaminti vamzdinius šilumokaičius, numatytus 16 bar slėgiui su vamzdžiais, kurių sienų storis yra 0,3mm (vidinis šilumą perduodančių vamzdžių diametras 7,6mm). Akyvaizdu, kad tai yra mažiau nei 0,5mm ir net nei 0,4mm.

Jeigu lyginti plokštinių ir vamzdinių šilumokaičių svorį, tai mes pateiksime pavyzdį iš mūsų praktikos: reikia pašildyti tinklo vandenį su sąnaudom 48t/val nuo 45C iki 63C (leistinas slėgio praradimas 0,7 bar) naudojant kondensatą, kurio sudėtyje yra nesudegusiu dalelių ir pelenų, su sąnaudom 48t/val ir 65C temperatūra prieš šilumokaitį (leistinas slėgio praardimas 0,5 bar). Pasiūlytas šios uždoties sprendimui plokštinis šilumokaitis turėjo sausą svorį, lygų 2982kg, o vamzdinis šilumokaitis svėrė 405kg.

Susumavus viską, kartu su Rusijos mokslininkais mes privalėjome organizuoti aukšto efektyvumo vamzdinių šilumokaičių, kuriuos esame pasiruošę pasiūlyti mūsų užsakovams, gamybą. Visi skaičiavimai yra atliekami Rusijos mokslinės gamybos instituto. Produkcija atitinkas Europos normas ir paženklinta CE ženklu.