Охолодження двигуна

Деякі дизельні двигуни мають повітряне охолодження, але більшість з них охолоджується шляхом циркуляції рідкого холодоагенту через масляний охолоджувач, якщо він встановлений, та через порожнини в головці блоку циліндрів двигуна. Гарячий холодоагент виходить з двигуна, охолоджується і проходить назад через двигун. Зазвичай пристрої охолодження бувають або типу холодоагент - повітря (радіатор), або типу холодоагент - холодна вода (теплообмінник).

У більшості установок загального типу холодоагент охолоджується в установленому на генераторному агрегаті радіаторі, через робочу камеру якого за допомогою вентилятора, що приводиться в дію двигуном, продувається повітря. У деяких випадках використовується дистанційно встановлений радіатор, охолоджуваний вентилятором з електродвигуном. Там, де є можливість використання чистої холодної проточної води замість радіатора може використовуватися теплообмінник; в цьому випадку холодоагент циркулює через теплообмінник і охолоджується проточною водою.

Важливою перевагою системи охолодження з радіатором є її автономність. Якщо в результаті бурі або яких-небудь інших факторів станеться перебій в мережевому живленні, це може призвести також до перебоїв в подачі води і порушенню роботи генератора, охолоджуваного проточною водою.

Незалежно від того, чи встановлений радіатор на генераторному агрегаті, або дистанційно, необхідно забезпечити доступ до системи охолодження для її обслуговування. Для належного обслуговування кришка заливної горловини радіатора, дренажні крани системи охолодження і регулятор натягу ременя вентилятора повинні бути легко доступні операторові.

Радіатор, що монтується на генераторі

Радіатор, що монтується на генераторі, розташовується перед двигуном на рамі. Див. малюнок 9.1. Вентилятор, що приводиться в дію двигуном, проганяє повітря через робочу камеру радіатора, охолоджуючи рідкий холодоагент, що проходить через радіатор.

Встановлювані на генераторі радіатори можуть бути двох типів. Один використовується з вентилятором, монтується на двигуні. Вентилятор приводиться в дію за допомогою ременевої передачі від шківа колінчастого вала. Положення кронштейна вентилятора, шпинделя вентилятора і ведучого шківа регулюється щодо колінчатого вала для забезпечення необхідного натягу ременя. Лопаті вентилятора заходять за кожух радіатора, який має зазор для забезпечення нахилу при регулюванні натягу ременя.

Інший тип радіатора, установлюваного на генераторі, складається з власне радіатора, вентилятора, ведучого шківа і регульованого проміжного шківа для регулювання натягу ременя. Вентилятор монтується з нерухомим центром у кожусі і мінімальним зазором для забезпечення характеристик високої ефективності. Ведучий шків вентилятора, проміжний шків і шків колінчастого валу точно вирівняні й об'єднані ременями в трьох точечну систему. У цьому другому типі радіатора, монтовані на генераторі, звичайно використовується вентилятор з крильчаткою й близько встановленим кожухом.

Необхідні комбінації радіатора та вентилятора забезпечуються фірмою FGWilson і поставляються разом з генераторним агрегатом. Параметри витрати повітря для охолодження генератора фірми FGWilson наведені в таблиці технічних характеристик. Повітря для охолоджування радіатора має бути відносно чистим для уникнення закупорки робочої камери радіатора. Необхідне очищення повітря, що надходить у приміщення, повинна здійснювати система фільтрів. Тим не менше, якщо повітря в місці установки містить високу концентрацію пилу, пуху, деревної тирси або інших матеріалів, використання виносного радіатора, розташованого в чистому середовищі, може вирішити проблему закупорки робочої камери радіатора.

Рекомендується, щоб повітря, що виходить з встановленого на генераторі радіатора проходило безпосередньо назовні через повітропровід, який сполучає радіатор з отвором в зовнішній стіні. Для зменшення довжини повітропровода, двигун повинен розташовуватися якомога ближче до цієї стіни. Якщо повітропровід має занадто велику довжину, то більш економічним рішенням буде використання виносного радіатора. Опір  потоку повітря що виходить і вхідних отворів не повинний перевищувати величину допустимого статичного тиску вентилятора.

При підключенні радіатора, встановленого на генераторі, до випускного повітропроводу необхідно підібрати перехідник. Довжина гнучкого повітропровіда (з гуми або іншого підходящого матеріалу) від радіатора до нерухомого випускного трубопроводу необхідно повинна забезпечити віброізоляцію і свободу переміщення між генераторним агрегатом і нерухомим трубопроводом.

 

Радиатор, установленный на генераторе для выпуска воздуха через наружную стену

Малюнок 9.1 Радіатор, встановлений на генераторі для випуску повітря через зовнішню стіну

Виносний радіатор

Виносний радіатор з вентилятором, що приводиться в дію електродвигуном, може встановлюватися в будь-якому зручному місці на видаленні від генераторного агрегату. Див. малюнок 9.2. Конструкція виносного радіатора має багато корисних особливостей і переваг, які забезпечують більшу гнучкість при установці генераторного агрегату в будівлях. Більш ефективний кожух Вентурі і вентилятор забезпечують істотне зниження витрат потужності на охолодження двигуна. Вентилятор може приводитися в дію двигуном, керованим термостатом, який споживає енергію від генератора тільки в момент потреби в охолодженні двигуна. Виносний радіатор може розташовуватися зовні будівлі, де опір повітряного потоку невелике і температура навколишнього повітря звичайно нижче температури повітря в генераторної, в результаті чого забезпечується більша ефективність при меншому розмірі радіатора, а шум вентилятора не проникає в будівлю.

Виносні радіатори повинні підключатися до системи охолодження двигуна за допомогою трубопроводу з холодоагентом, що включає гнучкі секції між двигуном і трубопроводом.

Выносной радиатор, подключенный к системе охлаждения двигателя

Малюнок 9.2 Виносний радіатор, підключений безпосередньо до системи охолодження двигуна

Система виносний радіатор / теплообмінник

Інший тип системи з виносним радіатором використовує теплообмінник. Див. малюнки 9.3 і 9.4. У даному застосуванні теплообмінник виконує функції проміжної ланки для ізоляції системи з холодоагентом двигуна від високого гідростатичного напору холодоагенту виносного радіатора. Насос двигуна змушує циркулювати холодоагент через двигун і теплообмінник.

Окремий насос забезпечує циркуляцію холодоагента між виносним радіатором і резервуаром теплообмінника.

Теплообмінники також використовуються для охолодження двигуна без радіатора, як описано в наступному розділі.

Выносной радиатор, изолированный от системы охлаждения Типовая установка теплообменника

Малюнок 9.3 Виносний радіатор, ізольований від системи охолодження двигуна з допомогою теплообмінника

Малюнок 9.4 Типова установка теплообмінника

Охолодження за допомогою теплообмінника

Теплообмінник може використовуватися там, де є можливість безперервної подачі чистої, холодної проточної води. У зонах, де надмірний вміст у повітрі сторонніх матеріалів може призводити до постійної закупорки радіатора, наприклад, в місцях де в повітрі є деревна тирса, логічно використовувати охолодження за допомогою теплообмінника. Теплообмінник охолоджує двигун шляхом передачі тепла холодоагенту двигуна через елементи теплообмінника холодній проточній воді. Холодоагент двигуна і охолоджувальна вода протікають в роздільних, ізольованих один від одного системах, кожен за допомогою свого насоса й ніколи не перемішуються.

Теплообмінник повністю замінює радіатор з вентилятором. Див. малюнок 9.5. Зазвичай він постачається як частина генераторного агрегату і встановлюється на двигуні, хоча може встановлюватися й дистанційно. Оскільки в цьому випадку двигун не використовується для приводу вентилятора, не відбувається додаткової втрати потужності.

Для контуру проточної води теплообмінника потрібна відповідна економічна подача холодної води. Для необхідного підтримання робочих умов теплообмінника потрібна м'яка вода. Для режиму резервування переважно використати воду зі свердловини, озера або водонапірної башти на відміну від води з водогону міської мережі, оскільки останній може працювати з перебоями при перервах в електропостачанні, що робить неможливим використання генератора.

Система охлаждения с теплообменником
Малюнок 9.5 Система охолодження з теплообмінником

Захист від замерзання

Якщо двигун піддається впливу низьких температур, то охолоджувальна вода повинна бути захищена від замерзання. У разі охолодження за допомогою радіатора у воду можна додати антифриз. Для дизельних двигунів рекомендується використовувати антифриз на основі етиленгліколю. Він містить сповільнювач (інгібітор) корозії, який можна згодом додавати.

З етиленгліколем повинен використовуватися тільки безбарвний інгібітор.

Зміст етиленгліколю, в першу чергу, залежить від ступеня захисту від замерзання та температури навколишнього середовища. Концентрація етиленгліколю повинна бути не менше 30% для досягнення захисту від корозії і не більше 67% для підтримки відповідної теплопередачі.

Для охолодження за допомогою теплообмінника антифриз виконує тільки половину роботи, оскільки він може використовуватися тільки в контурі води. Необхідно забезпечити, щоб джерело води теж не замерзав.

Встановлення необхідного складу води

Незалежно від того, охолоджується чи двигун за допомогою радіатора, або теплообмінника, необхідно використовувати м'яку воду. Найбільш простим і економічним способом пом'якшення води є додавання промислового пом'якшувача. Про належні пом'якшувачі можна дізнатися у дистриб'ютора фірми FG Wilson. Необхідно точно дотримуватися інструкції виробника.