«Сухие» ТЭНы в колбе для нагрева жидкостей имеют неоспоримое преимущество перед так называемыми «мокрыми» по очевидной причине: отсутствует контакт ТЭНа с жидкостью, что влечет за собой увеличенный срок службы и повышенную безопасность.
Нагрев битума
Рассмотрим смысл и способы нагрева такой неоднозначной субстанции, как битум, используемый в дорожном строительстве. Зачем вообще его нагревают? Дело в том, что физико-химические свойства битума предполагают его быстрое затвердевание в нормальных условиях окружающей среды. После чего смесь становится полностью непригодной для хранения, перекачивания и транспортировки. Вывод очевиден. С помощью нагрева следует обеспечить нормативную степень вязкости и температуры битума, чтобы:
- Сохранить его свойства.
- Обеспечить и ускорить процесс перекачки в транспортировочную или асфальтосмесительную емкость.
- Снизить нагрузку и продлить срок службы насосного оборудования.
- Сократить потери на хранение и транспортировку (прямая экономическая выгода).
Как нагревают битум? Используют горелки на твердом, газообразном или жидком топливе с возможностью прямого или косвенного нагрева, а также электрические ТЭНы. Рассмотрим преимущества и недостатки различных вариантов.
Устройства с паровым нагревом (дымовыми газами)
Предполагают использование жаровых труб в качестве теплообменника, которые нагреваются, когда по ним проходит горячий газ. Газ получают на основе твердого, жидкого или газообразного топлива.
В качестве твердого топлива используется каменный уголь. Обеспечивается максимальная эффективность и экологичность нагрева жаровых труб (при условии высокого качества топлива и процедуры его измельчения).
В качестве жидкого топлива используется дизельное. Универсальное, недорогое и эффективное решение. Встроенный вентилятор поддерживает степень интенсивности горения.
В качестве газообразного топлива используется природный или иной газ: коксовый, конвертерный, нефтяной или генераторный. Обеспечиватся максимальная гибкость конструкции и возможность ее монтажа и использования в любых помещениях.
В конструкцию входит: устройство подачи, камера сгорания, жаровые трубы, система автоматического контроля.
Преимущества горелок с системой прямого нагрева:
- хорошая теплоотдача
- простота процесса переноса тепла.
Но есть и достаточно существенные минусы:
- Высокая температура стенок жаровых труб приводит к неравномерности нагрева и ухудшению качества смеси (коксование, например).
- Низкая интенсивность теплообмена.
- Трудность контроля за параметрами (температура, вязкость и т.д.) и своевременной их корректировки.
- Пожарная опасность.
- Наконец, прямой нагрев экономически не совсем рационален.
Устройства с косвенным жидкостным нагревом
Непрямой или косвенный нагрев, как следует из названия, использует промежуточный теплоноситель, в качестве которого выступает водяной пар и небольшое количество минеральных масел.
По сравнению с прямым нагревом его преимущества очевидны:
- Достаточно высокий коэффициент теплоотдачи.
- Более равномерный обогрев, и, как следствие, высокое качество битума (отсутствует коксование).
- Точный контроль за параметрами теплообменной среды и битума, позволяющий своевременно вносить коррективы.
- Отсутствие риска перегрева и воспламенения.
- Приемлемая экономическая эффективность.
С другой стороны, следует признать, что резервуары для битума в этом случае нагреваются несколько дольше, а для протекания процесса требуется не только обеспечивать достаточно высокую температуру, но и следить за давлением.
Тем не менее, паровые теплообменники на настоящий момент являются самым распространенным видом нагревателей при косвенном нагреве.
Устройства с электрическим нагревом
Электрические ТЭНы в качестве теплоносителя используют термальное или техническое масло. Теплоноситель разогревают с помощью электрической энергии до требуемой температуры (100 – 200 градусов) и запускают процесс рециркуляции.
Традиционная конструкция включает в себя, помимо прочего: перепускной клапан для контроля и регулировки давления теплоносителя, встроенный терморегулятор и «умную» систему управления и контроля на базе микропроцессоров. Последняя обеспечивает максимально точный контроль всех параметров: температура (до долей градуса), давление, расход теплоносителя, вязкость смеси и т.д.
Может показаться, что системы с электрическим нагревом совершенны, поскольку обеспечивают плавный, максимально равномерный и интенсивный нагрев, а также максимальную точность управления и контроля всех параметров процесса.
Однако способ пока так и не стал массовым и не вытеснил два предыдущих.
Во-первых, перепады напряжения влекут за собой нестабильность поддерживаемой температуры.
Во-вторых, минеральные масла обладают меньшей термической стойкостью.
И, в-третьих, необходимость и обязательность применения высокоточной компьютеризированной системы управления и контроля – серьезное препятствие с точки зрения цены устройства и сложности в обслуживании.
Что выбрать?
Ориентируйтесь на Ваши потребности и бюджет. Сегодня можно порекомендовать как устройства прямого нагрева, так и паровые теплообменники. С другой стороны, будущее - за сухими электронагревателями.
