დახურული-გამაგრილებელი კოშკების შერჩევა

დახურული-წრეების გაგრილების კოშკების საერთო „3“ ხარვეზები

ხარვეზი 1: კოჭის მასალის არასწორი შერჩევა, რაც იწვევს ჟანგის შეღწევას და წყლის გაჟონვას დახურულ-წრეშის გაგრილების კოშკის ხვეულში;

პრობლემა 2: საშუალებებში ანტიფრიზის დაუმატებლობა, რაც იწვევს ზამთარში აღჭურვილობის გამორთვის შემდეგ გარემოს გაყინვას, რაც ასკდება ხვეულს;

პრობლემა 3: შესხურებული წყლის მოცულობის არასწორი გაანგარიშება, რაც იწვევს ენერგიის მოხმარების ხარჯების მნიშვნელოვან ზრდას.

დახურული გამაგრილებელი კოშკების-წრეების ძირითადი პრინციპები

დახურული-წრეების გამაგრილებელი კოშკები გაგრილებას აღწევენ არაპირდაპირი სითბოს გაცვლის გზით. მოცირკულირე გარემო (როგორიცაა წყალი ან ეთილენგლიკოლის ხსნარი) მიედინება დახურულ ხვეულში და სითბოს შთანთქავს შესხურებული წყლის აორთქლებისა და ჰაერის კონვექციის გზით. დახურული-წრეების გაგრილების კოშკების ძირითადი პრინციპი ეფუძნება სამ ძირითად პროცესს: სითბოს გაცვლას, წყლის აორთქლების გაგრილებას და ჰაერის ნაკადს.

სითბოს გაცვლის პროცესი

1.1 სითბოს გადაცემის საშუალება

დახურულ-წრეში გამაგრილებელ კოშკებში წყალი ჩვეულებრივ გამოიყენება სითბოს გადამცემად. გაცივებული აღჭურვილობის ან სისტემიდან (როგორიცაა სამრეწველო მოწყობილობა, კონდიცირების სისტემების კონდენსატორები და ა.შ.) სითბო პირველად გადადის მოცირკულირე წყალში.

მოცირკულირე წყალი მიედინება დახურულ სისტემაში გარე გარემოსთან პირდაპირი კონტაქტის გარეშე, რაც უზრუნველყოფს წყლის ხარისხის სტაბილურობას და ხელს უშლის მინარევების სისტემაში შეღწევას.

1.2 სითბოს გადამცვლელის როლი

სითბოს გადამცვლელის მთავარი ფუნქციაა სითბოს ეფექტურად გადატანა მოწყობილობიდან მოცირკულირე წყალში.

როდესაც აღჭურვილობიდან სითბოს მატარებელი მოცირკულირე წყალი შედის სითბოს გადამცვლელში, სითბო გადადის უფრო მაღალი ტემპერატურის მხრიდან (მიმოქცევის წყლის მხარე) ქვედა ტემპერატურის მხარეს (გამაგრილებელი სითხის მხარე). დახურულ-წრეში გამაგრილებელ კოშკებში გამაგრილებელი სითხე ჩვეულებრივ ჰაერია, მაგრამ ღია გამაგრილებელი კოშკებისგან განსხვავებით, ჰაერი პირდაპირ არ უკავშირდება მოცირკულირე წყალს.

წყლის აორთქლების გაგრილების პროცესი

2.1 გაგრილების სპირალი და სპრეის სისტემა

დახურულ-წრეში გამაგრილებელ კოშკში გამაგრილებელი კოჭა, როგორც წესი, დამზადებულია ლითონისგან, სპირალური ფორმის ან სხვა ფორმით, რომელიც მოთავსებულია გაგრილების კოშკის შიგნით. ცირკულირებადი წყალი მიედინება ხვეულში, ცვლის სითბოს ხვეულის გარეთ არსებულ ჰაერთან.

გამაგრილებელი კოშკი აღჭურვილია შესხურების სისტემით, რომელიც ასხურებს მოცირკულირე წყლის მცირე ნაწილს წყლის წვრილ წვეთებად. ეს წვეთები ქმნიან წყლის ფილას კოჭის ზედაპირზე. როდესაც ჰაერი გადის ხვეულში კოშკის ვენტილატორის მოქმედებით, წვეთები კონტაქტში შედის ჰაერთან.

2.2 აორთქლებადი სითბოს გაფრქვევის პრინციპი

როდესაც შესხურებული წვეთები შედის ჰაერთან, წყალი აორთქლდება და აორთქლების პროცესი შთანთქავს დიდი რაოდენობით სითბოს, რომელიც მოდის ხვეულში მოცირკულირე წყლის სითბოდან.

წყლის აორთქლებასთან ერთად, ხვეულში მოცირკულირე წყლის ტემპერატურა თანდათან იკლებს. გაცივებული წყალი ცირკულირებს დახურულ სისტემაში, უბრუნდება გასაცივებელ მოწყობილობას, ხელახლა შთანთქავს მოწყობილობას სითბოს და ეს ციკლი გრძელდება უწყვეტი გაგრილების მისაღწევად.

ჰაერის ნაკადის პროცესი

3.1 ფანის როლი

ვენტილატორი ძირითადად ხელს უწყობს ჰაერის ნაკადს გამაგრილებელ კოშკში. ვენტილატორი, როგორც წესი, დამონტაჟებულია გამაგრილებელი კოშკის თავზე ან მხარეს, რაც ქმნის უარყოფით წნევას ბრუნვის გზით, რათა გარე ჰაერი შეიყვანოს კოშკში.

გამაგრილებელ კოშკში შესვლის შემდეგ ჰაერი გადის გაგრილების ხვეულსა და შესხურების ზონაში. ვენტილატორის ბრუნვის სიჩქარე და ჰაერის მოცულობა შეიძლება დარეგულირდეს რეალური საჭიროებების მიხედვით, ჰაერსა და წყალს შორის სითბოს გაცვლის სიჩქარის გასაკონტროლებლად.

3.2 სითბოს გაცვლის მიმართულება ჰაერსა და წყალს შორის

გამაგრილებელ კოშკში ჰაერი და წყალი ასრულებენ სითბოს გაცვლას. ჰაერი მიედინება ქვემოდან ზევით, ხოლო წყალი მიედინება ზემოდან ქვემოდან (კოჭის შიგნით). ამ კონტრრეჟიმს შეუძლია შეინარჩუნოს ტემპერატურის სხვაობა ჰაერსა და წყალს შორის შედარებით სტაბილური, რითაც გააუმჯობესებს სითბოს გაცვლის ეფექტურობას.

დახურული-წრეების გაგრილების კოშკების სტრუქტურული შემადგენლობა

კოჭა: დამზადებულია კოროზიისადმი მდგრადი მასალებისგან (როგორიცაა 304 უჟანგავი ფოლადი ან სპილენძის მილები), გასაციებელი საშუალება შიგნით მიედინება;

შესხურების სისტემა: ერთნაირად ასხურებს გამაგრილებელ წყალს კოჭის ზედაპირზე;

ვენტილატორი: აიძულებს ჰაერის ნაკადს (ღერძული ან ცენტრიდანული ვენტილატორი);

წყლის ავზი: აგროვებს და ავრცელებს შესხურებულ წყალს;

შემავსებელი: ზრდის წყალსა და ჰაერს შორის კონტაქტურ ზონას;

დახურული გამაგრილებელი კოშკების-ჩართვა და მისი ფიზიკური თვისებების პარამეტრები

დახურული-წრეების გამაგრილებელი კოშკების გარემო: დახურული-წრეების გამაგრილებელ კოშკებში გამოყენებული საშუალო არის წყალი და ეთილენგლიკოლი. წყალი ჩვეულებრივ გამოიყენება სამხრეთში, ხოლო ეთილენ გლიკოლი გამოიყენება ჩრდილოეთში.

წყლის ფიზიკური თვისებების პარამეტრები

პარამეტრი	ღირებულება (20 გრადუსი)	ღირებულება (40 გრადუსი)	საინჟინრო მნიშვნელობა
სიმკვრივე (ρ)	998 კგ/მ³	992 კგ/მ³	გავლენას ახდენს ტუმბოს სიმძლავრისა და ნაკადის სიჩქარის გაანგარიშებაზე
სპეციფიკური თბოტევადობა (Cp)	4.18 კჯ/(კგ· ხარისხი)	4.18 კჯ/(კგ· ხარისხი)	ძირითადი პარამეტრი სითბოს დატვირთვის გაანგარიშებისთვის
თბოგამტარობა (λ)	0,598 ვტ/(მ· გრადუსი)	0,630 ვტ/(მ· გრადუსი)	გავლენას ახდენს კოჭის სითბოს გადაცემის ეფექტურობაზე
დინამიური სიბლანტე (μ)	1.002×10⁻³ პას	0,653×10⁻³ პას	განსაზღვრავს ნაკადის წინააღმდეგობას და წნევის ვარდნას
გაყინვის წერტილი	0 გრადუსი	-	გასაღები ზამთრის ანტიფრიზის დიზაინისთვის
დუღილის წერტილი	100 გრადუსი	-	-

შენიშვნა: წყლის ფიზიკური თვისებები მნიშვნელოვნად იცვლება ტემპერატურის მატებასთან ერთად. მაგალითად, სიბლანტე არის 1,787×10-3 Pa·s 0 გრადუსზე და 0,467×10-3 Pa·s 60 გრადუსზე; თბოგამტარობა ეცემა 0,68 ვტ/(მ· გრადუსი) 100 გრადუსზე.

ეთილენგლიკოლის ხსნარის ფიზიკური თვისებების პარამეტრები (20 გრადუსი)

პარამეტრი	ღირებულება	ცვლილება სუფთა წყალთან შედარებით	დიზაინის გავლენა
სიმკვრივე (ρ)	1070 კგ/მ³	+7%	ტუმბოს სიმძლავრე უნდა გაიზარდოს დაახლოებით 8%-ით
სპეციფიკური თბოტევადობა (Cp)	3.45 კჯ/(კგ· ხარისხი)	-17%	იგივე სითბოს დატვირთვისთვის საჭიროა უფრო დიდი ნაკადის სიჩქარე
თბოგამტარობა (λ)	0,39 ვტ/(მ· გრადუსი)	-35%	შემცირებული სითბოს გადაცემის ეფექტურობა
დინამიური სიბლანტე (μ)	3,5×10⁻³ პას	+450%	მნიშვნელოვნად გაიზარდა ნაკადის წინააღმდეგობა

კავშირი ტიპიური ეთილენგლიკოლის კონცენტრაციასა და გაყინვის წერტილს შორის

ეთილენ გლიკოლის კონცენტრაცია	გაყინვის წერტილი (ხარისხი)	დუღილის წერტილი (ხარისხი)	განაცხადის სცენარები
30%	-15	106	ანტიფრიზის ზოგადი მოთხოვნები
50%	-37	110	სასტიკი ცივი ადგილები ან დაბალი{0}}ტემპერატურული სამუშაო პირობები
60%	-55	113	უკიდურესად დაბალი-ტემპერატურული გარემო

შენიშვნა: რაც უფრო მაღალია ეთილენგლიკოლის კონცენტრაცია, მით უფრო დაბალია გაყინვის წერტილი, მაგრამ სიბლანტე მკვეთრად იზრდება (მოითხოვს მაღალი-სათაური ტუმბოს); ეთილენგლიკოლის ხსნარს აქვს უმნიშვნელო კოროზიულობა ლითონებზე, ამიტომ კოროზიის ინჰიბიტორები (როგორიცაა ბორატი) უნდა დაემატოს ან უჟანგავი ფოლადის ან სპილენძის-ნიკელის შენადნობის ხვეულები; გაყინვის წერტილის მოთხოვნები განსაზღვრავს ეთილენგლიკოლის კონცენტრაციას, მაგრამ მაღალი კონცენტრაცია მნიშვნელოვნად გაზრდის ტუმბოს ენერგიის მოხმარებას; რეკომენდებულია კონცენტრაციის ოპტიმიზაცია სიბლანტის-ტემპერატურული მრუდის მეშვეობით; ეთილენგლიკოლის ხსნარის სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი 30%-40%-ით დაბალია, ვიდრე სუფთა წყლისა, ამიტომ ხვეულის ფართობი ან ჰაერის მოცულობა უნდა გაიზარდოს.

დახურული გაგრილების კოშკების საერთო ტიპები, მასალები, უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები-

(1) სპილენძის მილები (წითელი სპილენძის მილები)

უპირატესობები:

შესანიშნავი თბოგამტარობა: წითელი სპილენძის მილები აქვთ მაღალი თბოგამტარობის (380 W/m·k), სითბოს გაცვლის მნიშვნელოვანი ეფექტურობით, შესაფერისია საშუალო და მაღალი ტემპერატურის განსხვავების სცენარისთვის.

ძლიერი კოროზიის წინააღმდეგობა: ბუნებრივად მდგრადია წყლის, სუსტი მჟავა/ტუტე გარემოს კოროზიის მიმართ, ხანგრძლივი მომსახურების ვადით (ჩვეულებრივ 20 წელზე მეტი).

სტაბილური მექანიკური თვისებები: თხელი-კედელი (8-10 მმ), მაგრამ მაღალი სიმტკიცე, მომწიფებული შედუღების ტექნოლოგიით (ვერცხლის დაფუძნებული შედუღების წნელები) და კარგი დალუქვის ხარისხით.

ნაკლოვანებები:

მაღალი ღირებულება: სპილენძი ძვირია, საწყისი ინვესტიციით დაახლოებით 1,5-ჯერ აღემატება უჟანგავი ფოლადის მილებს.

შედარებით მძიმე: უჟანგავი ფოლადის იმავე მოცულობის მილები უფრო მძიმეა, რაც საჭიროებს დამატებით დამხმარე კონსტრუქციებს ინსტალაციისთვის.

(2) უჟანგავი ფოლადის მილები (304/316ლ)

უპირატესობები:

შესანიშნავი კოროზიის წინააღმდეგობა: განსაკუთრებით 316 ლ უჟანგავი ფოლადი უძლებს მკაცრ გარემოს, როგორიცაა ძლიერი მჟავები და მარილის სპრეი, 15-20 წლის მომსახურების ვადით.

მაღალი წნევის-ტარების სიმტკიცე: შეუძლია გაუძლოს მაღალი-წნევის სამუშაო პირობებს და არ არის ადვილი დეფორმირება.

ნაკლოვანებები:

დაბალი თბოგამტარობა: თბოგამტარობა (16 W/m·k) მოითხოვს კოჭის ფართობის ან ჰაერის მოცულობის გაზრდას ეფექტურობის კომპენსაციისთვის.

რთული დამუშავება: შედუღება მოითხოვს არგონის რკალის შედუღების ტექნოლოგიას, მაღალი ტექნიკური მოთხოვნებით და მიდრეკილია სტრესული კოროზიის გატეხვისკენ.

(3) ნახშირბადოვანი ფოლადის მილები (გალავანიზებული)

უპირატესობები:

დაბალი ღირებულება: ფასი არის სპილენძის მილების მხოლოდ 1/3-დან 1/2-მდე, შესაფერისია შეზღუდული ბიუჯეტის მქონე პროექტებისთვის.

მარტივი დამუშავება: ადვილად შედუღება და ჭრა, შესაფერისია სწრაფი ინსტალაციისთვის.

ნაკლოვანებები:

ცუდი კოროზიის წინააღმდეგობა: მომსახურების ვადის გასაგრძელებლად საჭიროა გალვანიზაცია, მაგრამ კოროზია კვლავ მიდრეკილია გრძელვადიან პერსპექტივაში (მომსახურების ვადა დაახლოებით 5-8 წელია).

მაღალი სკალირების სიჩქარე: უხეში ზედაპირი მიდრეკილია სკალირებისკენ, საჭიროებს ხშირ გაწმენდას, რაც ამცირებს სითბოს გაცვლის ეფექტურობას.

(4) ტიტანის შენადნობის მილები

უპირატესობები: უკიდურესად ძლიერი კოროზიის წინააღმდეგობა (განსაკუთრებით ქლორიდის იონების მიმართ), მსუბუქი, შესაფერისი ზღვის წყლის გაგრილებისთვის და ბირთვული ინდუსტრიისთვის.

ნაკლოვანებები: უკიდურესად მაღალი ღირებულება (დაახლოებით 5-ჯერ მეტი უჟანგავი ფოლადის) და რთული დამუშავება.

(5) ალუმინის შენადნობის მილები

უპირატესობები: მსუბუქი და შედარებით კარგი თბოგამტარობა (დაახლოებით 200 W/m·k).

ნაკლოვანებები: დაბალი მექანიკური სიმტკიცე და მიდრეკილება კოროზიისკენ ტუტე მედიით.