L'applicazione del box cooler nel campo delle navi

Principio di funzionamento fondamentale
Struttura: composta da fascio tubiero a forma di U- (lega di rame-nichel/acciaio inossidabile), piastra tubiera e serbatoio dell'acqua di mare (con griglia di ingresso e uscita), installato nel serbatoio dell'acqua di mare sotto la linea di galleggiamento minima sul lato esterno dello scafo.
Processo: l'acqua dolce ad alta temperatura (rivestimento del motore, olio lubrificante, generatore, ecc.) all'interno della nave scorre attraverso il fascio tubiero; L'acqua di mare esterna alla nave scorre all'esterno del fascio e raffredda l'acqua dolce attraverso lo scambio termico; L'acqua dolce raffreddata ritorna all'apparecchiatura per la circolazione e l'acqua di mare sale naturalmente e viene scaricata dopo aver assorbito il calore.
Modalità di raffreddamento:
Durante la navigazione, mentre la nave si muove, viene generata una convezione forzata, che fa sì che l'acqua di mare si riversi rapidamente sul fascio tubiero, garantendo la massima efficienza di raffreddamento.
Terreno di ormeggio/ancoraggio: all'interno del serbatoio dell'acqua di mare si forma una convezione naturale (l'acqua di mare calda sale e l'acqua di mare fredda scende) ed è comunque possibile ottenere una dissipazione del calore stabile.

Principali scenari applicativi
1. Raffreddamento del sistema di alimentazione (nucleo)
Raffreddamento dell'host: raffreddamento dell'acqua della camicia del cilindro e del sistema di scarico dell'host per garantire un funzionamento stabile dell'host in tutte le condizioni operative.
Raffreddamento motore/generatore ausiliario: fornisce il raffreddamento ai generatori diesel e ai generatori di emergenza per soddisfare la domanda di energia dell'intera nave.
Raffreddamento della turbina a gas: utilizzato per la lubrificazione del sistema di olio e il raffreddamento interstadio delle turbine a gas marine, adatto per unità da 5-50 MW, può eliminare le pompe dell'acqua di mare e risparmiare carburante.
Sistema di propulsione: unità idrauliche e di potenza come elica di raffreddamento, elica di prua ed elica con timone completamente rotante.
2. Raffreddamento del sistema ausiliario
Sistema idraulico: raffreddamento dell'olio idraulico dei macchinari di coperta (come gru da carico, gru di ancoraggio, argani) e dei servi per evitare perdite e guasti causati dall'elevata temperatura dell'olio.
Aria condizionata e refrigerazione: fornitura di una fonte di freddo per l'aria condizionata centralizzata, cabine refrigerate e celle frigorifere per alimenti sulle navi, particolarmente adatto per navi di piccole e medie-dimensioni.
Sistema di raffreddamento centrale: in alternativa al raffreddamento centrale, integra le esigenze di raffreddamento dell'intera nave e riduce la necessità di condutture dell'acqua di mare e unità di pompaggio nella sala macchine.
3. Tipi di navi applicabili
Navi di piccole e medie-dimensioni (principalmente con una potenza inferiore o uguale a 5000 kW): rimorchiatori, chiatte, pescherecci, traghetti, navi ingegneristiche (draga), navi da rifornimento, navi refrigerate, rompighiaccio, navi mercantili costiere/petroliere, ecc.
Navi speciali: navi per la navigazione interna, navi a pescaggio ridotto, navi per operazioni offshore, navi militari, navi da rifornimento per piattaforme (PSV) e altri tipi di navi che richiedono elevata affidabilità e spazio.

Vantaggi chiave (valore nel campo delle navi)
Risparmia spazio in cabina: elimina la pompa dell'acqua di mare, il filtro e un gran numero di condutture dell'acqua di mare in cabina, semplifica la disposizione e libera spazio prezioso in cabina.
Riduzione del rischio di corrosione: l'acqua di mare scorre solo all'interno della scatola del fuoribordo e non entra nelle tubazioni della sala macchine e negli scambiatori di calore, riducendo notevolmente la corrosione interna e i rischi di perdite.
Bassi costi di manutenzione: nessuna pulizia interna dell'acqua di mare o dosaggio di prodotti chimici; La manutenzione richiede solo l'ispezione visiva durante la riparazione della banchina, la pulizia della griglia e la sostituzione degli anodi sacrificali.
Elevata affidabilità e ridondanza: La struttura è robusta e non risente di guasti alla pompa; È possibile collegare più unità in parallelo per ottenere un design ridondante, adatto a scenari ad alta affidabilità.
Risparmio energetico e riduzione dei consumi: la dissipazione passiva del calore è l'approccio principale per ridurre il consumo energetico delle pompe dell'acqua di mare, diminuendo direttamente il consumo di carburante e le emissioni.
Adattamento a tutte le condizioni operative: è possibile ottenere un raffreddamento efficace sia durante la navigazione che durante l'ormeggio, ed è ancora possibile ottenere una dissipazione stabile del calore attraverso la convezione naturale a basse velocità e negli stati stazionari.

Limitazioni dell'applicazione
Limite superiore di potenza: più adatto per navi di piccole e medie-dimensioni (solitamente inferiore o uguale a 5000 kW), con meno applicazioni per navi di grandi dimensioni (potenza del motore principale superiore a 30 MW).
Requisito di pescaggio: deve essere installato sotto la linea di galleggiamento più bassa e le navi con pescaggio ridotto devono progettare appositamente la posizione del serbatoio dell'acqua di mare.
Impatto delle condizioni del mare: in condizioni di mare estremamente avverse, la griglia del serbatoio dell'acqua di mare potrebbe essere bloccata da detriti e deve essere pulita regolarmente.
Riepilogo
Box Cooler è una soluzione di aggiornamento leggera e altamente affidabile per i sistemi di raffreddamento delle navi, particolarmente adatta per navi di piccole e medie-dimensioni, interne/offshore, di ingegneria e navi speciali. Ha molteplici valori di risparmio di spazio, anti-corrosione, bassa manutenzione e risparmio energetico, con il nucleo dello scambio di calore fuoribordo, dissipazione del calore passiva e nessuna tubazione dell'acqua di mare nella sala macchine. È una delle soluzioni preferite per sostituire i tradizionali sistemi di raffreddamento centralizzati nella moderna progettazione navale.