Šilumos balanso skirtumas tarp alyvos panardinamųjų šildytuvų ir vandens panardinamųjų šildytuvų
Pasaulinių šildymo įrangos gamintojų masinio pakeitimo įrašai atspindi plačiai paplitusią klaidingos konfigūracijos problemą: tiesioginis vandens šildymo vamzdžių pakeitimas į alyvos šildymo bakus sukelia nuolatinį koksavimą, koroziją ir ankstyvą pašalinimą. Daugelis pirkimų grupių vertina šildymo elementų suderinamumą tik pagal galią, vamzdžio skersmenį ir įtampą, neatsižvelgdamos į esminius skystos alyvos ir švaraus vandens terpės šilumos perdavimo savybių skirtumus. Remiantis ilgalaikių pramoninių bandymų duomenimis, alyvos šilumos laidumas yra mažesnis nei trečdalis vandens iš čiaupo, o dinaminis šilumos konvekcijos greitis smarkiai sumažėja didėjant klampumui, todėl vidinio šildymo elemento konstrukcijai susidaro visiškai skirtingi terminio balanso reikalavimai. Pagalbinės termoporos matricos, sumontuotos ant šildymo vamzdžių paviršių, gali vizualiai įrašyti temperatūros skirtumą tarp alyvos ir vandens šildymo aplinkų, o tai yra patikima nuoroda į diferencijuotų parametrų projektavimą.
Vandens panardinimo šildymo aplinka leidžia pasiekti santykinai didelį paviršiaus vatų tankį nuo 8 iki 12 W/cm², naudojant greitą skysčio konvekciją, kad paviršiaus šiluma būtų tolygiai pašalinta. Net ir esant vidutinei-didelei galiai, temperatūros skirtumas tarp vamzdžio sienelės ir tūrinio vandens išlieka 50 laipsnių ribose, o tai negali pasiekti vandeninės terpės skilimo slenksčio. Nerūdijančio plieno rūšys, pvz., Standartinis 304, gali išlaikyti ilgalaikį stabilų{7}} švaraus vandens šildymo veikimą, o nuosėdų susidarymo greitis ir korozijos greitis yra žemas. Vandens šildytuvų vidaus konstrukcijose daugiausia dėmesio skiriama pagrindiniam vandeniui atspariam sandarinimui be griežtų šildymo laidų atsparumo šiluminiam nuovargiui apribojimų.
Alyvos šildymo aplinka pažeidžia visas šilumos projektavimo taisykles, taikomas vandens šildymui. Klampios alyvos molekulės lėtai juda veikiamos terminio sužadinimo, o statiniai ribiniai sluoksniai tvirtai prilimpa prie šildymo vamzdžio išorinių sienelių, sukurdami nuolatines šilumą izoliuojančias plėveles. Jei alyvos bakams taikomi vandens šildytuvo vatų tankio standartai, vamzdžio sienelės temperatūra per kelias dešimtis minučių pakils 120–200 laipsnių aukščiau nei aplinkinės alyvos. Toks ekstremalus vietinis perkaitimas pagreitina alyvos molekulinį įtrūkimą ir anglies likučių kaupimąsi, todėl susidaro stori koksavimo sluoksniai, kurie dar labiau blokuoja šilumos mainus. Korozijos reakcijos taip pat eksponentiškai pagreitėja esant aukštesnei vamzdžio sienelių temperatūrai, todėl paprastas 304 nerūdijantis plienas yra linkęs į duobutes ir tarpgranulinį senėjimą rūgštiniuose arba sieros turinčiuose naftos produktuose.
Medžiagų parinkimo standartai visiškai atskiria alyvos ir vandens šildymo sistemas. Neutraliam švariam vandeniui reikalingas tik pagrindinis atsparumas oksidacijai, o įvairioms pramoninėms alyvoms reikalingas tikslinis lydinio atnaujinimas: 321 aukštos temperatūros terminei alyvai, 316 rūgštinei maistinei alyvai, Incoloy800 sieros{5}} turtingam sunkiajam kurui. Paviršiaus apkrova turi būti apribota iki 6 W/cm² visoms alyvos šildymo reikmėms, o kieta riba niekada nereikalinga vandens šildymo sistemose. Srauto greičio reguliavimas tampa dar vienu privalomu optimizavimo žingsniu, būdingu tik alyvos šildymui, nes stacionarios skysčio zonos retai atsiranda cirkuliuojančio vandens šildymo kontūruose.
Daugelis mažų{0}}apdorojimo įmonių sumažina pradines išlaidas, pakartotinai naudodamos perteklinius vandens šildymo vamzdžius, skirtus alyvos bakams, tik kas mėnesį keičiant šildytuvą, neplanuotą gamybos sustabdymą ir dėl storų koksavimo sluoksnių padidėjusį energijos suvartojimą. Sukauptas paslėptas nuostolis gerokai viršija papildomas investicijas į specialius alyvos šildymo vamzdžius su mažo vatų tankiu ir vidutiniškai{2}}atitinkančius apvalkalo lydinius. Sistemingas šiluminės diferenciacijos dizainas, pagrįstas vidutiniu šilumos laidumu, visiškai pašalina kryžminio-scenarijų atitikimo klaidas. Individualizuotos šildymo schemos, kalibruotos pagal alyvos klampumą, temperatūros diapazoną ir cheminę sudėtį, suporuotos su kelių -taškų termoporos temperatūros stebėjimo kilpomis, gali palaikyti subalansuotą šilumos mainą ir pailginti šildytuvo aptarnavimo ciklus kelis kartus ilgiau nei nesuderinti vandens šildymo elementai.
