เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับเรือระบายความร้อนให้เครื่องยนต์ติดตั้งภายในเรือ โดยหมุนเวียนน้ำยาหล่อเย็นในวงจรน้ำจืดแบบปิดผ่านเสื้อสูบ และสูบน้ำทะเลผ่านมัดท่อ ความร้อนจึงถ่ายเทสู่ทะเลโดยน้ำทะเลไม่สัมผัสช่องทางภายในเครื่องยนต์ ระบบระบายความร้อนใต้ท้องเรือทำหน้าที่เดียวกันโดยให้น้ำยาหล่อเย็นไหลผ่านท่อหรือแผงท่อนอกตัวเรือ ส่วนการระบายความร้อนด้วยน้ำดิบที่ใช้ในเครื่องยนต์ติดท้ายเรือส่วนใหญ่จะส่งน้ำทะเลผ่านเครื่องยนต์โดยตรง
ประเด็นสำคัญ
- ระบบระบายความร้อนเครื่องยนต์เรือมี 3 ประเภทหลัก ได้แก่ ระบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (วงจรปิดร่วมกับวงจรน้ำดิบ) ระบบระบายความร้อนใต้ท้องเรือ (วงจรปิดผ่านชุดระบายความร้อนภายนอกตัวเรือ) และระบบระบายความร้อนด้วยน้ำดิบโดยตรง
- การระบายความร้อนด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นตัวเลือกทั่วไปสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลติดตั้งภายในเรือพาณิชย์และเรือยอชต์ เพราะช่วยจำกัดการกัดกร่อนภายในและรักษาอุณหภูมิเครื่องยนต์ให้คงที่
- ชุดระบายความร้อนใต้ท้องเรือไม่ต้องใช้ปั๊มน้ำดิบสำหรับวงจรเครื่องยนต์ จึงเหมาะกับน้ำขุ่นโคลน น้ำตื้น หรือน้ำที่มีเศษวัสดุจำนวนมาก แต่ต้องเลือกขนาดให้รองรับความร้อนที่เครื่องยนต์ต้องระบายได้ทั้งหมด
- เครื่องยนต์ติดท้ายเรือส่วนใหญ่ระบายความร้อนด้วยน้ำดิบผ่านปั๊มใบพัดในชุดล่าง โดยมีเทอร์โมสตัทควบคุมอุณหภูมิชุดเครื่องยนต์ส่วนบน
- ใบพัดปั๊มน้ำดิบ แอโนดสละตัว ตะแกรงกรองน้ำทะเล และมัดท่อเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นรายการบำรุงรักษาหลัก
- มัดท่ออุดตันหรือใบพัดปั๊มสึกหรอเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของความร้อนสูงเกินในเครื่องยนต์เรือ
ระบบระบายความร้อนเครื่องยนต์เรือทำงานอย่างไร?
ระบบระบายความร้อนเครื่องยนต์เรือดึงความร้อนจากการเผาไหม้และระบายสู่น้ำที่เรือลอยอยู่ ต่างจากรถยนต์ตรงที่มีน้ำเย็นให้ใช้ได้ไม่จำกัด ดังนั้นประเด็นในการออกแบบคือจะใช้น้ำอย่างไรโดยไม่ให้น้ำที่กัดกร่อนหรือสกปรกทำความเสียหายแก่เครื่องยนต์
ระบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมี 2 วงจร:
- วงจรปิด (น้ำจืด) — ปั๊มน้ำยาหล่อเย็นหมุนเวียนส่วนผสมของน้ำและสารป้องกันการแข็งตัว/สารยับยั้งการกัดกร่อนผ่านเสื้อสูบและฝาสูบ เทอร์โมสตัทรักษาอุณหภูมิใช้งาน และถังขยายตัวหรือถังพักด้านบน ซึ่งมักรวมอยู่ในตัวเรือนเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน รองรับการขยายตัวและใช้เติมน้ำยา
- วงจรน้ำดิบ (น้ำทะเล) — วาล์วรับน้ำทะเลและตะแกรงกรองน้ำทะเลจ่ายน้ำให้ปั๊มน้ำดิบ ซึ่งโดยทั่วไปเป็นปั๊มใบพัดยืดหยุ่นหรือปั๊มเฟืองบรอนซ์ เพื่อส่งน้ำทะเลผ่านท่อเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน น้ำชุดเดียวกันมักไหลผ่านชุดระบายความร้อนอากาศอัด ชุดระบายความร้อนน้ำมันเครื่อง และชุดระบายความร้อนน้ำมันเกียร์ก่อนระบายออก โดยทั่วไปจะระบายเข้าสู่ข้องอไอเสียแบบเปียกเพื่อลดอุณหภูมิไอเสีย
เอกสารข้อมูลเครื่องยนต์ระบุปริมาณความร้อนที่ถ่ายสู่น้ำยาหล่อเย็นและอัตราการไหลน้ำดิบขั้นต่ำ ค่าเหล่านี้เป็นตัวกำหนดขนาดเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและชุดระบายความร้อนใต้ท้องเรือ
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ระบบระบายความร้อนใต้ท้องเรือ และน้ำดิบ: แบบใดดีที่สุด?
การระบายความร้อนด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นตัวเลือกหลักสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลติดตั้งภายในเรือส่วนใหญ่ ระบบระบายความร้อนใต้ท้องเรือเป็นที่นิยมสำหรับเรือใช้งานในน้ำสกปรกหรือน้ำตื้นและเรือตัวถังเหล็ก ส่วนการระบายความร้อนด้วยน้ำดิบใช้เป็นหลักกับเครื่องยนต์ติดท้ายเรือและเครื่องยนต์ขนาดเล็กที่ไม่ซับซ้อน ตารางนี้เปรียบเทียบตัวเลือกหลัก
| ปัจจัย | เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน | ชุดระบายความร้อนใต้ท้องเรือ (แบบท่อหรือแผงท่อ) | น้ำดิบโดยตรง |
|---|---|---|---|
| ของเหลวที่สัมผัสเสื้อสูบ | น้ำยาหล่อเย็นเท่านั้น | น้ำยาหล่อเย็นเท่านั้น | น้ำทะเล |
| ปั๊มน้ำดิบสำหรับวงจรเครื่องยนต์ | มี | ไม่ได้ | มี |
| ต้องใช้วาล์วรับน้ำทะเลและตะแกรงกรอง | มี | ไม่ต้องใช้ (สำหรับวงจรเครื่องยนต์) | มี |
| ระบบไอเสีย | มักใช้ระบบไอเสียแบบเปียก | มักใช้ระบบไอเสียแบบแห้ง หรือใช้ปั๊มแยกสำหรับระบบแบบเปียก | ระบบไอเสียแบบเปียก |
| การกัดกร่อนและตะกรันภายใน | ต่ำ | ต่ำ | สูงเมื่อใช้น้ำเค็ม |
| ความเสี่ยงต่อการอุดตัน | ตะแกรงกรองและท่ออาจอุดตัน | ภายในต่ำมาก คราบเกาะภายนอกลดความสามารถในการระบายความร้อน | ช่องทางน้ำและปั๊มอาจอุดตัน |
| การใช้งานทั่วไป | เรือยอชต์ เรือประมง เรือข้ามฟาก ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า | เรือลากจูง เรือดัน เรืออวนลาก เรือแม่น้ำ | เครื่องยนต์ติดท้ายเรือ เครื่องยนต์ติดตั้งภายในเรือรุ่นเก่าขนาดเล็ก |
สำหรับเรือขนาดใหญ่ หลักการเดียวกันสามารถขยายขนาดได้ โดยใช้ชุดระบายความร้อนแบบกล่องติดตั้งในช่องรับน้ำทะเลแทนท่อใต้ท้องเรือ และระบบระบายความร้อนส่วนกลางใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นขนาดใหญ่เพื่อลดอุณหภูมิวงจรน้ำจืดที่ให้บริการเครื่องยนต์และเครื่องจักรช่วยทั้งหมด
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับเรือทำงานอย่างไร?
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเครื่องยนต์เรือส่วนใหญ่เป็นแบบเปลือกและท่อ โดยมัดท่อขนาดเล็กซึ่งมักทำจากทองแดงผสมนิกเกิลอยู่ภายในเปลือกทรงกระบอก น้ำทะเลไหลผ่านภายในท่อ ขณะที่น้ำยาหล่อเย็นเครื่องยนต์ไหลรอบท่อภายในเปลือก และความร้อนถ่ายเทผ่านผนังท่อ
ส่วนประกอบสำคัญที่ควรรู้:
- มัดท่อ — พื้นผิวถ่ายเทความร้อน ตะกรัน เปลือกหอย สาหร่าย และตะกอนภายในท่อทำให้ความสามารถในการระบายความร้อนลดลง
- ฝาปิดปลายและปะเก็น — ถอดได้เพื่อตรวจสอบและใช้ก้านทำความสะอาดท่อ
- แอโนดสละตัว (สังกะสี) — ขันเกลียวติดตั้งในฝั่งน้ำดิบเพื่อปกป้องชิ้นส่วนโลหะผสมทองแดงจากการกัดกร่อนทางกัลวานิก ตรวจสอบเป็นประจำและเปลี่ยนก่อนสึกกร่อนไปประมาณครึ่งหนึ่ง หรือตามคำแนะนำของผู้ผลิต
- ถังพักด้านบนและฝาปิดควบคุมแรงดัน — ในเครื่องยนต์ส่วนใหญ่ ถังพักน้ำยาหล่อเย็นและฝาเติมรวมอยู่ในตัวเรือนเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
เครื่องยนต์ เช่น เครื่องยนต์ดีเซลเรือ D683 และ 6CTA8.3-M205 มักจัดหาพร้อมระบบระบายความร้อนด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นมาตรฐาน ควรยืนยันรูปแบบการกำหนดค่าเฉพาะในเอกสารข้อมูล
ระบบระบายความร้อนใต้ท้องเรือเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าเมื่อใด?
ระบบระบายความร้อนใต้ท้องเรือเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าเมื่อน้ำดิบมีตะกอน ทราย สาหร่าย หรือน้ำแข็งจำนวนมาก หรือเมื่อผู้ใช้งานต้องการตัดปั๊มน้ำดิบและวาล์วรับน้ำทะเลของเครื่องยนต์ออก น้ำยาหล่อเย็นไหลจากเครื่องยนต์ไปยังท่อ รางน้ำ หรือชุดระบายความร้อนแบบแผงท่อที่ยึดด้วยสลักเกลียวหรือเชื่อมกับด้านนอกตัวเรือ และความร้อนถ่ายเทสู่น้ำโดยรอบโดยตรง
ประเด็นที่ต้องตรวจสอบสำหรับระบบระบายความร้อนใต้ท้องเรือ:
- การเลือกขนาด — พื้นที่ชุดระบายความร้อนต้องเหมาะกับปริมาณความร้อนที่เครื่องยนต์ระบายออกเมื่อทำงานที่กำลังพิกัด พร้อมเผื่อสำหรับน้ำอุ่น ความเร็วเรือต่ำ และคราบเกาะ เรือลากจูงและเรือดันที่ทำงานหนักด้วยความเร็วต่ำต้องเผื่อขนาดอย่างเพียงพอ
- คราบเกาะ — เพรียงและชั้นสีบนชุดระบายความร้อนลดความสามารถในการระบายความร้อน จึงต้องทำความสะอาดและเคลือบตามคำแนะนำของผู้ผลิตชุดระบายความร้อน
- การป้องกัน — ต้องปกป้องชุดระบายความร้อนจากความเสียหายเนื่องจากเรือเกยตื้นและเศษวัสดุ
- ระบบไอเสีย — เมื่อไม่มีน้ำดิบ เครื่องยนต์มักต้องใช้ระบบไอเสียแบบแห้งที่หุ้มฉนวน หรือปั๊มขนาดเล็กแยกต่างหากสำหรับระบบไอเสียแบบเปียก
- การเปลี่ยนเครื่องยนต์ — หากเครื่องยนต์ใหม่ระบายความร้อนออกมากกว่าเครื่องยนต์เดิม ชุดระบายความร้อนใต้ท้องเรือเดิมอาจเล็กเกินไป ดังที่ระบุใน คู่มือการเปลี่ยนเครื่องยนต์เรือใช้งาน ของเรา
ระบบระบายความร้อนเครื่องยนต์ติดท้ายเรือทำงานอย่างไร?
ระบบระบายความร้อนเครื่องยนต์ติดท้ายเรือดูดน้ำผ่านตะแกรงช่องรับน้ำบนเรือนเกียร์ โดยใช้ปั๊มน้ำแบบใบพัดที่ขับด้วยเพลาขับ แล้วส่งน้ำขึ้นผ่านโพรงน้ำหล่อเย็นของชุดเครื่องยนต์ส่วนบน เทอร์โมสตัทและวาล์วระบายแรงดันหรือวาล์วป๊อปเพ็ตซึ่งมีในเครื่องยนต์หลายรุ่นจะควบคุมอุณหภูมิ จากนั้นน้ำระบายออกพร้อมไอเสียและผ่านสายน้ำเล็ก ๆ สำหรับแสดงการไหลของน้ำหล่อเย็นหรือ "สายน้ำบอกการทำงาน"
เนื่องจากระบบระบายความร้อนเครื่องยนต์ติดท้ายเรือส่วนใหญ่ใช้น้ำดิบ น้ำเค็มจึงไหลผ่านชุดเครื่องยนต์ส่วนบน การล้างด้วยน้ำจืดหลังใช้งานในน้ำเค็ม การรักษาแอโนดให้สมบูรณ์ และใบพัดปั๊มที่อยู่ในสภาพดีจึงจำเป็นอย่างยิ่ง หากสายน้ำบอกการทำงานไหลอ่อน มีสัญญาณเตือนอุณหภูมิสูง หรือมีไอน้ำออกจากทางไอเสีย ต้องหยุดและตรวจช่องรับน้ำกับปั๊ม ผู้ผลิตเครื่องยนต์ติดท้ายเรือหลายรายแนะนำให้เปลี่ยนใบพัดปั๊มน้ำตามช่วงเวลาที่กำหนด ซึ่งมักอยู่ที่ทุก 1 ถึง 3 ฤดูกาลหรือไม่กี่ร้อยชั่วโมง ดูแนวทางดูแลตามรอบได้ใน คู่มือบำรุงรักษาและเตรียมเครื่องยนต์ติดท้ายเรือสำหรับฤดูหนาว ของเรา
ระบบระบายความร้อนเรือต้องบำรุงรักษาอะไรบ้าง?
ความขัดข้องของระบบระบายความร้อนส่วนใหญ่ป้องกันได้ด้วยการตรวจฝั่งน้ำดิบเป็นประจำและบำรุงรักษาน้ำยาหล่อเย็นตามรอบ ให้ปฏิบัติตามกำหนดของผู้ผลิตเครื่องยนต์ รายการด้านล่างสะท้อนแนวปฏิบัติทั่วไป
- ทุกวันหรือก่อนออกเรือ — ตรวจระดับน้ำยาหล่อเย็น ตะแกรงกรองน้ำทะเล และการไหลของน้ำดิบที่ทางออกไอเสีย
- เป็นประจำ (มักทุกไม่กี่ร้อยชั่วโมง) — ตรวจแอโนด ตรวจหรือเปลี่ยนใบพัดปั๊มน้ำดิบ
- ทุกปีหรือตามคู่มือ — ถอดฝาปิดปลายเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ตรวจและทำความสะอาดมัดท่อ เปลี่ยนปะเก็น
- น้ำยาหล่อเย็น — เปลี่ยนตามช่วงเวลาที่ผู้ผลิตเครื่องยนต์กำหนด โดยใช้ชนิดและความเข้มข้นของน้ำยาหล่อเย็นที่แนะนำ
- ท่ออ่อนและแคลมป์รัดท่อ — ตรวจการแตกร้าว การอ่อนตัว และการกัดกร่อน ใช้แคลมป์คู่ในตำแหน่งใต้แนวน้ำตามข้อกำหนด
- ชุดระบายความร้อนใต้ท้องเรือ — ตรวจและทำความสะอาดเมื่อนำเรือขึ้นจากน้ำ
สาเหตุความร้อนสูงเกินที่พบบ่อย ได้แก่ ตะแกรงกรองอุดตัน ท่ออ่อนรับน้ำยุบตัว ใบพัดปั๊มสึกหรอ มัดท่อมีตะกรัน เทอร์โมสตัทเสีย หรือชุดระบายความร้อนใต้ท้องเรือมีขนาดเล็กเกินไป สำหรับช่วงบำรุงรักษาทั้งเครื่องยนต์ โปรดดู ตารางบำรุงรักษาเครื่องยนต์ดีเซลเรือ ของเรา
การเลือกระบบระบายความร้อนเมื่อซื้อหรือเปลี่ยนเครื่องยนต์
ตัดสินใจเลือกระบบระบายความร้อนก่อนสั่งซื้อ เพราะมีผลต่อรูปแบบการประกอบเครื่องยนต์ ระบบท่อ และระบบไอเสีย ระบุประเภทระบบระบายความร้อน ช่วงอุณหภูมิน้ำดิบขาเข้า และข้อมูลชุดระบายความร้อนใต้ท้องเรือที่มีในคำขอของคุณ MARS ยืนยันรูปแบบระบบระบายความร้อนในเอกสารข้อมูลของเครื่องยนต์แต่ละเครื่อง และทดสอบเครื่องยนต์ก่อนจัดส่งพร้อมรายงานเป็นลายลักษณ์อักษรและวิดีโอ ส่งรายละเอียดระบบระบายความร้อนและการติดตั้งของคุณ พร้อมคำขอ
คำถามที่พบบ่อย
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับเรือคืออะไร?
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับเรือเป็นชุดระบายความร้อนแบบเปลือกและท่อที่ถ่ายเทความร้อนจากเครื่องยนต์ผ่านวงจรน้ำยาหล่อเย็นแบบปิดสู่น้ำทะเลที่สูบผ่านท่อ โดยป้องกันไม่ให้น้ำทะเลเข้าสู่เสื้อสูบ
สามารถดัดแปลงเครื่องยนต์ระบายความร้อนด้วยน้ำดิบให้ใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนได้หรือไม่?
มักทำได้ โดยใช้ชุดดัดแปลงระบบระบายความร้อนด้วยน้ำจืดจากผู้ผลิตเครื่องยนต์หรือผู้เชี่ยวชาญ ซึ่งเพิ่มเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ปั๊มหมุนเวียน และถังพักด้านบน ตรวจสอบว่าชุดดัดแปลงเหมาะกับรุ่นเครื่องยนต์และมีพื้นที่ติดตั้งเพียงพอ
ควรทำความสะอาดเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเรือบ่อยเพียงใด?
ผู้ผลิตหลายรายแนะนำให้ตรวจและทำความสะอาดมัดท่อทุกปีหรือทุกไม่กี่ร้อยชั่วโมง และบ่อยขึ้นเมื่อใช้งานในน้ำอุ่น น้ำสกปรกที่ทำให้เกิดคราบเกาะ หรือน้ำที่มีตะกอน ให้ปฏิบัติตามคู่มือเครื่องยนต์
เครื่องยนต์ติดท้ายเรือมีเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนหรือไม่?
เครื่องยนต์ติดท้ายเรือส่วนใหญ่ใช้ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำดิบโดยตรงโดยไม่มีเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแยกต่างหาก ตรวจสอบข้อมูลจำเพาะของผู้ผลิตหากต้องการยืนยันรูปแบบระบบระบายความร้อนของรุ่นใดรุ่นหนึ่ง
อะไรทำให้เครื่องยนต์เรือร้อนเกินไป?
สาเหตุทั่วไป ได้แก่ ตะแกรงกรองน้ำทะเลหรือช่องรับน้ำอุดตัน ใบพัดปั๊มน้ำดิบสึกหรอ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมีตะกรันหรือคราบสกปรก เทอร์โมสตัทเสีย หรือน้ำยาหล่อเย็นต่ำ ให้ตรวจฝั่งน้ำดิบก่อน
