Η ερώτηση διαμόρφωσης
Οι δεξαμενές βαθιάς επινικελίωσης-συνήθως βάθους 2,5 έως 4 μέτρων-παρουσιάζουν πρόκληση διανομής θερμότητας. Το ζεστό διάλυμα ανεβαίνει. Νεροχύτες ψυχρού διαλύματος. Χωρίς σκόπιμη τοποθέτηση εναλλάκτη θερμότητας, η δεξαμενή αναπτύσσει θερμική διαστρωμάτωση: 60 μοίρες στην επιφάνεια, 52 μοίρες στο κάτω μέρος. Οι ιδιότητες εναπόθεσης νικελίου ποικίλλουν ανάλογα με τη θερμοκρασία, παράγοντας ασυνεπής φωτεινότητα και ισοπέδωση σε όλο το τμήμα.
Τρεις διαμορφώσεις εναλλάκτη θερμότητας PTFE κυριαρχούν στις εφαρμογές βαθιάς δεξαμενής: -πηνία σχήματος L κατά μήκος των τοιχωμάτων της δεξαμενής, πλήρεις-συστοιχίες πλέγματος κάλυψης στο πάτωμα της δεξαμενής και δεσμίδες φουρκέτας αναρτημένες κάθετα. Το καθένα κατανέμει τη θερμότητα διαφορετικά. Η επιλογή μεταξύ αυτών καθορίζει εάν η δεξαμενή λειτουργεί με ομοιομορφία ±1 βαθμό ή διαστρωμάτωση ±5 μοίρες.
Διαμόρφωση Θερμική Συμπεριφορά
Τα πηνία σε σχήμα L{0}} τοποθετούν την επιφάνεια θέρμανσης κατά μήκος του πυθμένα της δεξαμενής και ενός τοίχου. Η θερμότητα ανεβαίνει από το κάτω πόδι και το κάθετο πόδι. Αυτό δημιουργεί ένα θερμικό λοφίο στη μία πλευρά της δεξαμενής. Το διάλυμα κυκλοφορεί με αργό ρολό: επάνω στον θερμαινόμενο τοίχο, σε όλη την επιφάνεια, κάτω στον απέναντι τοίχο. Η ανάμειξη είναι μέτρια. Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ θερμαινόμενων και μη θερμαινόμενων πλευρών συνήθως φτάνει τους 3-4 βαθμούς.
Οι συστοιχίες πλέγματος τοποθετούν την επιφάνεια θέρμανσης ομοιόμορφα σε ολόκληρο το δάπεδο της δεξαμενής. Η θερμότητα ανεβαίνει ομοιόμορφα. Τα θερμικά νέφη καλύπτουν τη διατομή- της γεμάτη δεξαμενή. Αυτό εξαλείφει την κλίση θερμοκρασίας από την πλευρά-προς-από πλευρά. Η κατακόρυφη διαστρωμάτωση παραμένει ελάχιστη επειδή ολόκληρη η στήλη του διαλύματος λαμβάνει εισροή θερμότητας στη βάση της. Είναι εφικτή η ομοιομορφία θερμοκρασίας ±1 βαθμού.
Οι δεσμίδες φουρκέτας αιωρούνται κατακόρυφα από την κορυφή της δεξαμενής, με τους σωλήνες U-να εκτείνονται κοντά στο κάτω μέρος της δεξαμενής. Η εισροή θερμότητας συγκεντρώνεται σε κάθετες στήλες. Το διάλυμα ανεβαίνει κατά μήκος κάθε δέσμης. Πολλαπλές δέσμες κατανεμημένες σε όλη τη δεξαμενή δημιουργούν πολλαπλές κυψέλες μεταφοράς. Η ομοιομορφία εξαρτάται από το διάστημα των δεσμίδων-το πιο κοντινό διάστημα παράγει καλύτερη κατανομή.
Πίνακας 1: Απόδοση διαμόρφωσης εναλλάκτη θερμότητας PTFE σε βαθιά δεξαμενή νικελίου (βάθος 3 m, 8.000 λίτρα)
| Διαμόρφωση | Ομοιομορφία θερμοκρασίας | Μοτίβο κατανομής θερμότητας | Μετατοπισμένος όγκος δεξαμενής | Πρόσβαση στη συντήρηση | Καλύτερη εφαρμογή |
|---|---|---|---|---|---|
| -Σχήμα L (τοποθετημένο σε τοίχο-) | ±3-4 βαθμοί | Ασύμμετρη,-μονόπλευρη | Χαμηλή (περίμετρος) | Καλός | Στενές δεξαμενές, περιορισμένος προϋπολογισμός |
| Πλέγμα (στο δάπεδο-τοποθετημένο) | ±1 βαθμός | Ομοιόμορφο κατά μήκος του αποτυπώματος | Μέτρια (οροφή) | Απαιτεί αποστράγγιση δεξαμενής | Φαρδιές δεξαμενές, αυστηρές προδιαγραφές θερμοκρασίας |
| Φουρκέτα (κάθετη δέσμη) | ±1,5-2 βαθμοί | Στήλη πολλών-σημείων | Χαμηλό (διακριτές στήλες) | Καλό (αφαίρεση μεμονωμένου πακέτου) | Βαθιές δεξαμενές, συχνή συντήρηση |
Κριτήρια επιλογής διαμόρφωσης
Οι συστοιχίες πλέγματος παρέχουν την καλύτερη θερμική ομοιομορφία, αλλά απαιτούν την αποστράγγιση της δεξαμενής για πρόσβαση. Σε γραμμές επινικελίωσης όπου η παραγωγή λειτουργεί συνεχώς για μήνες, η συντήρηση του δικτύου απαιτεί προγραμματισμένη διακοπή λειτουργίας. Το θερμικό όφελος πρέπει να σταθμίζεται έναντι των περιορισμών πρόσβασης.
Τα πακέτα φουρκέτας προσφέρουν σχεδόν-ομοιομορφία πλέγματος με ανώτερη δυνατότητα συντήρησης. Οι μεμονωμένες δέσμες μπορούν να ανυψωθούν από τη δεξαμενή χωρίς αποστράγγιση. Ένας σωλήνας με διαρροή επηρεάζει μια δέσμη, όχι ολόκληρη τη συστοιχία. Για βαθιές δεξαμενές όπου ο χρόνος διακοπής λειτουργίας είναι ακριβός, οι διαμορφώσεις φουρκέτας παρέχουν την καλύτερη ισορροπία απόδοσης και δυνατότητας συντήρησης.
Τα πηνία σε σχήμα L{0}}είναι η απλούστερη διαμόρφωση και η φθηνότερη κατασκευή. Ταιριάζουν σε δεξαμενές όπου οι προδιαγραφές θερμοκρασίας είναι λιγότερο απαιτητικές ή όπου άλλες μέθοδοι ανάμειξης-σπαραγμός αέρα, κυκλοφορία εξαγωγέα-αντισταθμίζουν την ασύμμετρη εισροή θερμότητας.
Ειδικά ζητήματα επινικελίωσης
Τα λουτρά επινικελίωσης περιέχουν παράγοντες διαβροχής που αφρίζουν υπό υπερβολική ανάδευση αέρα. Οι δεξαμενές που βασίζονται στον εκκένωση αέρα για την ανάμιξη μπορεί να απαιτούν μειωμένους ρυθμούς αέρα για τον έλεγχο του αφρού. Αυτό μειώνει την ανάμειξη και αυξάνει την εξάρτηση από τη διαμόρφωση του εναλλάκτη θερμότητας για θερμική ομοιομορφία.
Η συστοιχία πλέγματος, θερμαίνοντας ομοιόμορφα σε όλο το δάπεδο, μειώνει την εξάρτηση από την ανάδευση του αέρα για τη θερμοκρασία ανάμειξης. Οι ρυθμοί αέρα μπορούν να μειωθούν στο ελάχιστο που απαιτείται για την κίνηση του διαλύματος, μειώνοντας την κατανάλωση διαβρεκτικού και τα ελαττώματα που σχετίζονται με τον αφρό-.
Τα λουτρά νικελίου Watt σε pH 4,0-4,5 και 55-65 μοίρες είναι ήπια διαβρωτικά στον ανοξείδωτο χάλυβα. Οι διαμορφώσεις PTFE εξαλείφουν τη διάβρωση ανεξάρτητα από τη χημεία του μπάνιου. Η επιλογή διαμόρφωσης επηρεάζει μόνο τη θερμική απόδοση και την εφοδιαστική συντήρηση.
Περίληψη
Η κατανομή θερμότητας της δεξαμενής βαθιάς επινικελίωσης εξαρτάται από τη διαμόρφωση του εναλλάκτη θερμότητας PTFE. Οι συστοιχίες πλέγματος παρέχουν την καλύτερη ομοιομορφία θερμοκρασίας σε ±1 βαθμό αλλά απαιτούν αποστράγγιση δεξαμενής για συντήρηση. Τα πακέτα φουρκέτας προσφέρουν ομοιομορφία ±1,5-2 μοιρών με ατομική προσβασιμότητα. Τα πηνία σχήματος L παρέχουν βασική απόδοση με το χαμηλότερο κόστος και την απλούστερη εγκατάσταση.
Η επιλογή εξισορροπεί τις θερμικές προδιαγραφές με τη φιλοσοφία συντήρησης και τη γεωμετρία της δεξαμενής. Για σφιχτή-επινικελίωση προδιαγραφών όπου η συνοχή της απόθεσης σε μεγάλα μέρη είναι κρίσιμη, οι διαμορφώσεις πλέγματος ή φουρκέτας δικαιολογούν την πρόσθετη πολυπλοκότητά τους.
Η μηχανική ανάλυση για την επιλογή διαμόρφωσης εναλλάκτη θερμότητας PTFE είναι διαθέσιμη με την υποβολή των διαστάσεων της δεξαμενής, της θερμοκρασίας λειτουργίας, των απαιτήσεων ομοιομορφίας θερμοκρασίας, της μεθόδου ανάδευσης και των περιορισμών πρόσβασης συντήρησης.
