Ciekawym patentem służącym do zwiększenia odporności automatu na zamarzanie jest grzałka Michalak. Autorem patentu jest Marek Michalak jeden z współwłaścicieli Techniki Podwodnej.
Zgodnie z efektem Joule'a–Thomsona przy wartościach ciśnień i temperatur, z jakimi mamy do czynienia przy nurkowaniu, spadek temperatury powietrza (przy przemianie adiabatycznej) wynosi około 0,17 °C przy redukcji ciśnienia o 1 at. Oznacza to, że przy przemianie adiabatycznej redukcja ciśnienia o 190 at na pierwszym stopniu automatu oddechowego spowoduje spadek temperatury nawet o około 32,3 °C. Spadek temperatury na drugim stopniu redukcji jest już niewielki i wynosi 1,7 °C – wynika to z małej różnicy ciśnień, nie przekraczającej 10 at. Zadaniem grzałki jest maksymalne podniesienie temperatury gazu oddechowego schłodzonego na pierwszym stopniu.
W nurkowaniu na szczęście nie mamy do czynienia z przemianą adiabatyczną – następuje wymiana ciepła z otoczeniem, wdech nie jest procesem ciągłym. Po każdym wdechu następuje wydech, automat oddechowy może ogrzać się od wody. Jeżeli oddychamy powoli i spokojnie, automat nie zamarznie, a spadek temperatury będzie niewielki. Szybkie i głębokie oddechy zbliżają nas do przemiany adiabatycznej, obniża się temperatura automatu, może dojść do zamarznięcia drugiego stopnia. Spokojny oddech to SAC na poziomie 15 l/min.
Budowa grzałki Michalaka jest dość prosta, w korpusie grzałki znajduje się szereg długich, równoległych otworów, przez które przepływa czynnik oddechowy, konstruktor starał się maksymalnie zwiększyć powierzchnię kontaktu czynnika oddechowego z grzałką i grzałki z wodą.
Dodatkowo zamieszczam tekst z grupy pl.rec.nurkowanie napisany przez konstruktora grzałki (styczeń 2006 r.).
Ponieważ czuję się wezwany „do tablicy”, odpowiadam: Czy używam grzałki? Tak, mam je przy wszystkich automatach z wyjątkiem tlenowego. Zdejmuję przy wyjazdach w tropiki.
Przy ciągłym przepływie powietrza 150 l/min w wodzie o temperaturze 4 °C, przy butli 10 l o ciśnieniu od 200 do 50 bar, temperatura w ustniku wahała się w granicach minus 12 – minus 10 °C; po zastosowaniu grzałki temperatura w ustniku wynosiła 0–2 °C. Przepływ powietrza mierzony rotametrem – takie wyniki otrzymaliśmy w czasie badań własnych.
W lutym 2004 na zlecenie Techniki Podwodnej Akademia Marynarki Wojennej zespół specjalistów z Zakładu Technologii Nurkowań i Prac Podwodnych AMW zrealizował badania laboratoryjne automatu oddechowego typu ATX-50 firmy Apeks wraz z wymiennikiem ciepła GM.
Opracowanie zawiera 14 stron. Cel pomiarów:
- Określenie wartości jednostkowej pracy oddechowej automatu ATX 50 firmy Apeks,
- Określenie wartości jednostkowej pracy oddechowej automatu ATX 50 firmy Apeks podczas działania w warunkach zimnej wody,
- Określenie wartości ustalonych parametrów pracy automatu ATX 50 firmy Apeks wraz z zamontowanym wymiennikiem ciepła GM podczas działania w warunkach zimnej wody.
Pomiary zrealizowano w dwóch etapach. Pierwszy etap obejmował pomiar jednostkowej pracy automatu ATX 50. Drugi etap pomiar jednostkowej pracy oddechowej automatu ATX 50 wraz z zamontowanym wymiennikiem ciepła GM.
Pomiaru dokonano na dwóch głębokościach H=0 [m] i H=50 [m] przy wentylacji RMV = 62,5 [l/min] (25 oddechów po 2,5 l na minutę) przy zasilaniu 11,0–12,0 [MPa].
Wyniki:
- Automat ATX 50 firmy Apeks bez zamontowanego wymiennika ciepła podczas działania w warunkach zimnej wody uległ zalodzeniu w 21 min pracy,
- Natomiast pierwsze objawy zalodzenia automatu ATX 50 z zamontowanym wymiennikiem ciepła pojawiły się po 45 min pracy,
- Praca oddechowa automatu ATX 50 z zamontowanym wymiennikiem ciepła przy wentylacji RMV 62,5 l/min na powierzchni wzrosła o 0,62%, zaś przy tej samej wentylacji na głębokości 50 m praca oddechowa wzrosła o 2,81% w porównaniu do pracy ATX 50 bez zamontowanego wymiennika ciepła GM.
Wnioski końcowe:
- Automat oddechowy o obiegu otwartym typu ATX 50 firmy Apeks o numerze seryjnym 3090283 wraz z wymiennikiem ciepła GM spełnia wymagania normy EN 250:2000; Sprzęt do oddychania. aparaty powietrzne butlowe do nurkowania ze sprężonym powietrzem o obiegu otwartym.