היישום של Cooler Box בתחום הספינות
עקרון העבודה המרכזי
מבנה: מורכב מצרור צינורות בצורת -U (סגסוגת ניקל נחושת/נירוסטה), לוחית צינור ומיכל מי ים (עם סורג כניסה ויציאה), המותקן במיכל מי הים מתחת לקו המים המינימלי בצד החיצוני של גוף הספינה.
תהליך: מים מתוקים בטמפרטורה גבוהה (אנית מנוע, שמן סיכה, גנרטור וכו') בתוך הספינה זורמים דרך צרור הצינורות; מי הים מחוץ לספינה זורמים מחוץ לצרור ומקררים את המים המתוקים באמצעות חילופי חום; המים המתוקים המקוררים זורמים חזרה לציוד למחזור, ומי הים עולים באופן טבעי ונפלטים לאחר ספיגת חום.
מצב קירור:
במהלך הניווט, הסעה מאולצת נוצרת כשהספינה נעה, מה שגורם למי ים לשטוף במהירות את צרור הצינורות, וכתוצאה מכך יעילות הקירור הגבוהה ביותר.
קרקע עגינה/עיגון: נוצרת הסעה טבעית בתוך מיכל מי הים (מי ים חמים עולים ומי ים קרים שוקעים), ועדיין ניתן להשיג פיזור חום יציב.
תרחישי יישום עיקריים
1. קירור מערכת החשמל (הליבה)
קירור המארח: קירור המים ומערכת הפליטה של הצילינדר על מנת להבטיח פעולה יציבה של המארח בכל תנאי ההפעלה.
קירור מנוע עזר/גנרטור: מספק קירור לגנרטורים דיזל ולגנרטורים לשעת חירום כדי לעמוד בדרישת החשמל של הספינה כולה.
קירור טורבינת גז: משמש לשימון מערכת שמן וקירור בין-שלבי של טורבינות גז ימיות, מתאים ליחידות של 5-50 מגוואט, יכול לבטל משאבות מי ים ולחסוך בדלק.
מערכת הנעה: יחידות הידראוליות וכוח כגון מדחף קירור, מדחף חרטום ומדחף הגה מסתובב במלואו.
2. קירור מערכת עזר
מערכת הידראולית: קירור השמן ההידראולי של מכונות סיפון (כגון מנופי מטען, מנופי עוגן, כננות) וסרוו למניעת דליפה וכשל שנגרמו מטמפרטורת שמן גבוהה.
מיזוג אוויר וקירור: מתן מקור קור למיזוג אוויר מרכזי, תאי קירור ואחסון מזון בספינות, מתאים במיוחד לכלי-קטנים ובינוניים.
מערכת קירור מרכזית: כחלופה לקירור מרכזי, היא משלבת את צורכי הקירור של הספינה כולה ומפחיתה את הצורך בצנרת מי ים ויחידות משאבה בחדר המכונות.
3. סוגי אוניות ישימים
ספינות קטנות ובינוניות-בגודל (בעיקר עם הספק של פחות או שווה ל-5000 קילוואט): ספינות גוררת, דוברות, ספינות דיג, מעבורות, ספינות הנדסה (מחפרות), ספינות אספקה, ספינות קירור, שוברות קרח, ספינות משא/מיכליות נפט, וכו'.
ספינות מיוחדות: ספינות פנימיות, ספינות טיוטה רדודות, ספינות הפעלה ימיות, ספינות צבאיות, ספינות אספקת פלטפורמות (PSV) וסוגי ספינות אחרות הדורשות אמינות ומרחב גבוהים.
יתרונות מרכזיים (ערך בתחום הספינות)
חסוך מקום בתא: בטל את משאבת מי הים, המסנן ומספר רב של צינורות מי ים בתא, פשט את הפריסה ופנה מקום יקר בתא.
הפחתת סכנת קורוזיה: מי ים זורמים רק בתוך התיבה החיצונית ואינם חודרים לצינורות חדר המכונות ולמחליפי החום, מה שמפחית מאוד את סכנות הקורוזיה הפנימיות והדליפה.
עלות תחזוקה נמוכה: ללא ניקוי מי ים פנימי או מינון כימיקלים; תחזוקה דורשת רק בדיקה ויזואלית במהלך תיקון המזח, ניקוי הסורג והחלפת אנודות הקרבה.
אמינות גבוהה ויתירות: המבנה יציב ואינו מושפע מתקלות במשאבה; ניתן לחבר מספר יחידות במקביל כדי להשיג עיצוב מיותר, המתאים לתרחישי אמינות גבוהה.
חיסכון באנרגיה והפחתת הצריכה: פיזור חום פסיבי הוא הגישה העיקרית להפחתת צריכת האנרגיה של משאבות מי ים, תוך הורדה ישירה של צריכת הדלק והפליטות.
התאמה לכל תנאי ההפעלה: ניתן להשיג קירור יעיל הן במהלך הניווט והן בעגינה, ועדיין ניתן להשיג פיזור חום יציב באמצעות הסעה טבעית במהירויות נמוכות ובמצבים נייחים.
מגבלות יישום
גבול עליון של הספק: מתאים יותר לאוניות קטנות ובינוניות-(בדרך כלל פחות מ- או שווה ל-5000 קילוואט), עם פחות שימוש לאוניות גדולות (הספק מנוע ראשי העולה על 30 מגוואט).
דרישת הטיוטה: יש להתקין אותו מתחת לקו המים הנמוך ביותר, וספינות טיוטה רדודות צריכות לתכנן במיוחד את המיקום של מיכל מי הים.
השפעה על מצב הים: בתנאי ים קשים במיוחד, סורג מיכל מי הים עלול להיחסם בפסולת ויש לנקות אותו באופן קבוע.
תַקצִיר
Box Cooler הוא פתרון שדרוג קל משקל ואמין במיוחד עבור מערכות קירור של ספינות, מתאים במיוחד לכלי שיט קטנים ובינוניים-, יבשתיים/מימיים, הנדסיים וכלי שיט מיוחדים. יש לו מספר ערכים של חיסכון במקום, נגד-קורוזיה, תחזוקה נמוכה וחיסכון באנרגיה, עם הליבה של חילופי חום חיצוניים, פיזור חום פסיבי וללא צינור מי ים בחדר מכונות. זהו אחד הפתרונות המועדפים להחלפת מערכות קירור מרכזיות מסורתיות בעיצוב ספינה מודרנית.
