מחממים לוחות עם חתימה לעומת מחממים לוחות מוצמדים: מה ההבדל?

לשימוש ימי או תעשייתי הדורש פתרון לניהול חום, אחת ההחלטות החשובות ביותר שהמהנדס חייב לקבל היא בין מחליפים חומים עם אטם לבין מחליפים חומים לוחיות מחוברות בלחיצה. שתי הטכנולוגיות פועלות על פי עקרונות העברת חום זהים: סדרה של לוחות מתכת מקוממים שביניהם זורמים שני נוזלים בכיוונים הפוכים, מה שמאפשר העברת חום ביניהם. עם זאת, הבנייה, פילוסופיית העיצוב והגבלות הפעולה שלהם שונות. ב־SME, עם יותר מ־500 פרויקטים מדי שנה ותמיכה במעל ל־1,000 כלי שיט באספקת חלקי חילוף ושירות, התמודדנו עם התוצאות של בחירה לא נכונה בסוג המחליף החום הלוחי. מדריך זה יעזור לפשט את האפשרויות כדי שהטכנולוגיה תתאים למציאות של כלי השיט שלכם.

בנייה ויציבות פיזית

מחליפים חומים לוחיות עם אטם: אלה מורכבים מסגרת (לוחות קצה קבועים וניידים) שבה מונח ערימת לוחות מקופלים אשר נלחצים על ידי ברגי לחיצה. כל לוח מצויד באختם אלסטומרי המפריד בין תעלות הזרימה, ומכוון את הנוזלים דרך מעברים מתחלפים. ניתן להוסיף או להסיר לוחות בקלות. הלוחות והאחים מוצמדים ומתוחים באמצעות מומנט גבוה.

מחממים מסוג לוחות מלובשים: אלו מגיעים ללא סגרה, ללא ברגים, ללא אחים ניתנים להסרה. במקום זאת, סדרה של לוחות מאורגנת ונלובשת בריק, תוך שימוש בחומר רך שכולו נחושת או ניקל, אשר מתקשה לאורך המגע בין הלוחות. התוצאה הסופית היא בלוק מוצק ללא אחים אלסטומריים, סגור היטב ומאטום כלפי האטמוספירה החיצונית, ולכן תופס פחות מקום ומשקל בהשוואה לעיצוב עם אחים.

גבולות הפעלה: לחץ וטמפרטורה

יחידות מוגזמות יכולות בדרך כלל לספוג לחצים גדולים בהרבה, בטווח של 30–45 בר וטמפרטורות של 200° צלזיוס ומעלה; בדגם עם גיזום ניקל אין חומר אטם אלסטומרי שעשוי להתנתק או לשבור במערכת כגון מעגלי קירור, שמן הידראולי בלחץ גבוה ושיבוץ חום ממנוע על כלי שיט חדשים.

המגבלות של יחידות עם אטמים תלויות בחומר האטם: צוות המהנדסים המומחים שלנו מספק לעתים קרובות אטמים מסוג NBR, EPDM ו-FKM, שטווח הטמפרטורות בהם הם פועלים הוא בין 15-°C ועד למעלה מ-150° צלזיוס, והלחץ המרבי המומלץ לאטמים ימיים הוא כ-25 בר ומעלה. דרגה זו מתאימה לכל משימת קירור סטנדרטית של מים ימיים ולרוב המקרים גם למחוללי מים מתוקים סטנדרטיים ולמערכות שמן טרי על רוב הספינות, אך לא ניתן לעבור את הלחץ המרבי הזה ביחידות ימיות עם אטמים.

תחזוקה, ניקוי וזמינות לשירות

כאן שתי הגישות מתפצלות זו מזו באופן חדים ביותר, ולעיתים קרובות הנקודה המכרעת לבעל הספינה.

מחממים עם אטם ניתנים לשירות על פי העיצוב. בכל פעם שמתפתחת הצטברות (ובתחום הימי, הצטברות מתרחשת כאשר מים ימיים, סלע או שאריות שמן כבד מצטברות על המשטחים – לא אם, אלא מתי) היחידיה נפתחת, הלוחות נפרשים והאטם מוסר. כל לוח ננקה באופן מכני או כימי, והאטם מוחלף. מסיבה זו יש ל-SME מפעל וצוות באתר, כדי לבצע החלפת אטמים, ניקוי לוחות והתקנה מחדש מלאה כדי להחזיר יחידה עם אטם ל-95% ויותר מהדרוג העיצוב המקורי שלה. בנוסף, ניתן לשנות את סוג האטם אם תנאי הפעלה או התווך משתנים.

מחליף חום מְחֻבָּר בְּחִבּוּר מְטַלִּי אֵינוֹ נִתָּן לְהַשְׁתָּמֵשׁ מְחַדֵּשׁ. אֵין אֶפְשָׁר לְפַרְקְוֹ כְּדֵי לְנַקֵּת אֶת הַמַּעֲבָרִים בֵּין הַלֻּוחוֹת. יְחִידוֹת מַחֲלֵף חום מְחֻבָּרוֹת בְּחִבּוּר מְטַלִּי אֵינָן נִתָּנוֹת לְפִרּוּק, וְאֶפְשָׁר לְנַסּוֹת נִקּוּי פְּנִימִי עַל־יְדֵי כִּימוֹכִילִים לְנִקּוּי שֶׁעוֹבְרִים בְּתוֹךְ הַיְּחִידָה, אֲבָל זֶה לֹא יִתְרָאֶה לְהָסִיר בְּצֵלָע אוֹ צִפְחוֹן בְּאוֹרְכָּה. הַחֲסָרוֹן הָרִאשׁוֹנִי שֶׁל יְחִידוֹת מַחֲלֵף חום מְחֻבָּרוֹת בְּחִבּוּר מְטַלִּי הוּא שֶׁאִם הַיְּחִידָה נִסְתַּכֶּמֶת מִסִּיבַּת צִפְחוֹן אוֹ זָבִיל, אוֹ אִם מַעֲבָר אֶחָד נִזּוֹק מִסִּיבַּת חוּלְפוֹת הַחִמּוּם אוֹ מִסִּיבַּת נִגּוּן בְּאוֹרְכָּה, הַפִּתְרוֹן הַיִּחוּדִי הוּא קְנִיַּת יְחִידָה חֲדָשָׁה. זֶה יָכוֹל לִהְיוֹת יָקָר מְאוֹד בְּמִקְרֶה שֶׁל יְחִידָה גְּדוֹלָה מְחֻבֶּרֶת בְּחִבּוּר מְטַלִּי, אוֹ מִסִּיבַּת זְמַנִּי תְּלוּיִם עַל־יְדֵי הַמַּחֲלִיף הַחָדָשׁ אִם אֵין אֶפְשָׁר לְשַׁמֵּשׁ אֶת הַמַּחֲלִיף בְּמִהֵרָה.

סַכָּנַת דְּלִיפָה וְהַעֲבָרַת חֹמֶר

עבור מַחֲלֵף חום עִם אֶטְמוֹן, לכל דליפה מוקדמת יש לרוב תופעה של דליפה קטנה החוצה – רואים נוזל שטיפס מהמסגרת, לפני שזרמים נוזליים שניים מתערבבים באופן הרסני. עיצוב עם שני חותמים הוא אפשרות נוספת ליישומים קריטיים שבהם שני הנוזלים חייבים להישאר מופרדים לחלוטין (שמן, מים ימיים). יש להודות כי כדי שהחותם השני יפעל באמת, לא כדאי לחכות עד שהחותם יתפוצץ לחלוטין. אם חותם נכשל, ניתן להחליפו במקום.

ב pHE מחובר דליפה פנימית מהתווך הפנימי של אחד הערוצים לתוך ערוץ אחר (חור קטן בשל תהליך קורוזיה או סדק) תזהם את זרם התהליך האחד על ידי השני ללא שמתבונן במערכת יבחין בדליפה בלוח החזית החיצוני. ביישומים של שמן או מים, אחד או שני הזרמים עלולים להזדהם כמעט מיד עם הפעלת המערכת; ביישומים של קירור, ייתכן שלא יבחינו בכך עד שיעולף הביצועים בצורה דרמטית. יש להוציא את המערכת משימוש ולהחליף אותה.

התקינות ליישום והעלויות לאורך מחזור החיים

בחר PHEs מחוברים למחזורים סגורים של נוזלים נקיים, כמו גזים מקררים, נוזלי הידראוליקה ומים דיאיוניזיים. הם מתאימים גם ליישומים עם מגבלות מקום, כגון חדרי מנוע בספינות קטנות, שבהן גישה להתקנה ולתחזוקה עשויה להיות מוגבלת. יש להבין שמשך חייהם הכולל יהיה קצר יותר, אך עלות ההשקעה הראשונית תהיה נמוכה יותר.

למה לבחור במעברי חום לוחתיים עם אטם? למחזור פתוח של מים ימיים, ליישומים מלוכלכים, לשמני דלק כבדים או לתווכים תהליכים אחרים מסוג זה, בהם משך חיים ותחזוקה הם קריטיים ביותר, יש להשתמש במעברי חום לוחתיים עם אטם. עלות ההשקעה הראשונית גבוהה יותר, אך עלות החלפת האטמים והלוחות שלהם תהיה נמוכה בהרבה לאורך תקופת שירות של 15–20 שנה.

באלפי הפעמים שבהם נפגשנו עם ספינות ב-SME, נהיה זה למנהג שלנו שבחירת הלקוח של מחליף חום מסורתי עם אטם יזכה תמיד בשל השקיפות שלו וקלות התיקון שלו בשירות היומיומי בשוק הסטנדרטי. האחריות שלנו על השירות ל-12 חודשים על פרויקטים אלו, יחד עם הליכים המאושרים על ידי ISO 9001, 14001 ו-45001, מעמידים את צוות ה-100+ אנשי מקצוע של SME בדיוק במקום שבו הם יכולים לסייע לעשיות הספנות ברחבי העולם בקבלת החלטות חשובות בכל מה שקשור למערכת הקירור. אם אתם צריכים להחליף אטם בסין או לבצע הערכה טכנית מלאה – אנו יכולים, בעזרת הצוות הרחב של SME, לעזור להעניק למחללי החום לא רק פתרון לבעיות הנוכחיות אלא גם אחריות לכך שהמחליף שנקבע היום ימשיך לפעול כראוי גם מחר.