190086. lajstromszámú szabadalom • Berendezés meleg víz termelésére, elsősorban használati meleg víz termelésére
2 190086 3 A találmány tárgya berendezés meleg viz termelésére, elsősorban használati meleg víz termelésére. Meleg vizet termelő berendezéseknél, különösen a használati meleg vizet termelő berendezések esetében, súlyos problémát jelent a korrózió és a vízkövesedés. A korrózióval szemben általában úgy védekeznek, hogy különlegesen ötvözött acélanyagot használnak azokon a helyeken, ahol a korrózió fellépése és káros hatása várhatóan a legnagyobb mértékű. A vizkövesedés meggátlásánál nem ilyen egyszerű a helyzet. Különösen a használati meleg vizet termelő berendezéseknél a meleg víznek ivóvíz finomságának kell lennie, ezért nem lehet szó a viz különleges, vegyi lágyltásáról, márcsak azért sem, mert az ivóvíz nagy térfogatáramáról van szó. Az inhibitoros vízkezelés sem jelent járható utat, gazdasági okok miatt. Ez a kezelési mód ugyanis szakképzett személyzetet, közegészségügyi ellenőrzést igényel. Ismeretes még a vízkezelésének az a módja, amelynél mágneses téren vezetik keresztül a vizet, hogy a későbbi vizkövesedést meggátolják. Az ilyen mágneses vízkezelés eredményei azonban nem tisztázottak, erre tekintettel nem megnyugtató. Jelentős hátrány az ismert berendezéseknél még az is, hogy a hófokszabályozás nem elég hatékony. Tudniillik a hőfokszabályozó készülékek elég tág határok között biztosítják a meleg viz hőmérséklettartományát. Ez a hőmérséklettartomány 10-15 K szokott a gyakorlatban lenni. A vizkövesedés okának kutatása során már megállapították, hogy a vizkő kiválása összefüggésben van a viz hőmérsékletével. Általában 40-60 közötti hőmérsékletű viz esetében már biztos és jelentős a vizkövesedés. A korrózióvédelem érdekében, mint korábban már említettük, ötvözött acélokat használnak. Minthogy az ilyen acélok igen drágák, ezért szükségessé vált a beruházási költségek csökkentése érdekében, hogy a hőcserélőket úgy tervezzék, hogy azokban a hóátviteli együttható minél magasabb legyen. Újabb hőcserélőknél már elmentek 1000-6000 W/m2K értékű hőátviteli együttható alkalmazásáig. Az ilyen hőcserélőknél igaz, hogy a korróziót nagymértékben sikerült elkerülni, és viszonylag kis tömegű drága acélanyagot kellett alkalmazni a hőcserélőben, éppen a hőátviteli együttható magas értéke eredményeként, de a szóbanlevő szerkezeti kialakításoknál viszont megnővekedett a vizkőképzódés mértéke, mert az ilyen nagy hőátviteli együtthatójú szerkezetekben általában magas hőmérsékletek uralkodnak. Ismeretes az a szerkesztési é3 építési elv is a meleg vizet termelő berendezések terén, hogy a fel nem használt meleg vizet a vizíogyasztók felől recirkuláltatják. Az ilyen rendszereknél azt tapasztalták, hogy különösen nagy mértékű vizkövesedés van a hőcserélőkben és az azokhoz tartozó szerelvényekben. Ismeretes olyan megoldás is, amelynél a vizkő képződésének a káros hatását, valamint a korrózióvédelmet olyan módon igyekeznek megoldani, hogy a hőcserélőket a meleg víz oldalon sorbakötve, mintegy megosztva alkalmazzák. Ilyen megoldást ismertet a 175 395 számú HU-PS. Az említett szabadalmi leírásból megismerhető berendezésnél a hideg vízzel táplált hőcserélő előfűtő hőcserélőként van alkalmazva és az ebből távozó előmelegített viz egy vagy több további hőcserélőn áramlik keresztül, amely utóbbi hőcserélők utófűtő hőcserélőként szerepelnek. A recirkuláltatott meleg víz csak az utófűtő hőcserélőkbe jut. Az említett megoldásnál az előfűtő hőcserélő úgy van megszerkesztve, hogy abban a hőátviteli együttható igen magas értékű legyen, ennek megfelelően nagy hóállóságú ötvözött acélból készítik azt. Viszont hőfokszabályozó berendezéssel biztosítják, hogy ebben az előfűtő hőcserélőben ne melegedjen fel jobban a víz 20-40 értéknél magasabb hőmérsékletre. Az utófűtó hőcserélőt illetve hőcserélőket úgy tervezik és épitik, hogy azokban a hőátviteli együttható alacsonyabb értékű legyen - ennek megfelelően olcsóbb anyagból készíthetők e hőcserélők -, de lényegesen nagyobb hőátviteli felületek adódnak ezekben a hőcserélőkben. Ezekben a hőcserélőkben a vizkő kialakulása éppen ezért kisebb mértékű. A 175 395 sz. HU-PS ismertette megoldásnál is jelentkeztek azonban a vizkövesedés káros hatásai, mind az előfűtő, mind az utófűtó hőcserélőkben. Megállapítottuk, hogy az ismert meleg viz termelő berendezésekben - a 175 395 sz. HU-PS-ból megismerhető berendezésben is - azért következik be a vízkóképzódés, mert a felmelegitett viz meglehetősen hosszú ideig tartózkodik a hőcserélőkben. Vizsgálataink során, kísérleteinkkel alátámasztva megállapítottuk, hogy a vizkő képződés nemcsak a hőmérséklettől, a viz fajtájától, esetleg más tényezőktől is függ, hanem attól is, hogy mennyi idő telt el a viz felmelegedésétől, vagyis milyen időtartamú a meleg viz tartózkodása a berendezésben, vagy annak egy részletében a felmelegítéstől számítva. Vizsgálataink alapján megállapítható volt, hogy van egy olyan időtartam, amely alatt a vizkövesedés vagy egyáltalában nem következik be, vagy igen kis mértékű. Ezt az időtartamot a tudományos alapkutatásaink során indukciós periódusnak neveztük el. Az indukciós periódus tartama több tényezőtől függ. Általában néhány órás időtartamú. Öszszegezve megállapítható, hogy a vizkövesedés a felmelegítést követően az indukciós periódus letelte után indul meg, és exponenciálisan csökkenő sebességgel folytatódik. Az előbbiekben vázolt kutatási eredmény képezi a találmány alapgondolatát. Kutatása-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
