Системы охлаждения ДЭС
Принцип работы дизель-генератора состоит в превращении тепловой энергии сгорания топлива в двигателе в механическую вращением ротора генератора с образованием в нем электродвижущей силы и электрического тока на выходе. Все эти энергопреобразования проходят с выделением большого количества тепла на первом уровне – в дизельном двигателе.
Как и всякий двигатель внутреннего сгорания, дизель-генератор нуждается в отводе излишек тепла, что образуется при его работе и может разогреть агрегат до критических небезопасных температур. К примеру, даже у экономичных дизельных генераторов 1400 Квт и более мощных свыше 60% тепла расходуется непроизводительно – на разогревание корпуса мотора и выделение впустую во внешнюю атмосферу.
Об основных системах охлаждения дизельного генератора, особенностях их функционирования и задачах, которые они выполняют, рассказывается в этой статье.
Почему нужно охлаждение дизель-генераторов
Работа системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания заключается в поглощении излишек тепла и отводе его от работающих узлов и деталей агрегата. Чем больше размеры и мощность ДГУ, тем более объемные камеры сгорания ее двигателя и больше тепла выделяется в ходе работы. Оно негативно влияет на производительность агрегата, прогрессивно уменьшает его моторный ресурс, так как приводит к расширению металла, что может вызвать деформацию отдельных деталей, узлов и целых систем.
Кроме того, чрезмерное тепло просто выжигает кислород в составе внешней атмосферы, чем создает неблагоприятные и опасные условия для работы и здоровья персонала.
Более мощные установки нуждаются в более продуктивных системах охлаждения, способных обеспечить штатные температурные режимы образования на выводах генератора электрической энергии нужных параметров.
На дизельных установках применяется, как правило, воздушная или водяная схема охлаждения генераторов.
Воздушное охлаждение двигателя
Воздушное охлаждение целесообразно применять на небольших компактных дизель-генераторах, там такое использование экономически оправдано. Система состоит из вентилятора с принудительным вращением от мотора, воздушного фильтра и вентиляционных патрубков-каналов.
По патрубкам воздух поступает до кожуха двигателя, обдувает его и устраняет таким образом излишки тепла. Вентилятор может работать постоянно или включаться автоматически при достижении определенного уровня температуры.
Преимущества использования воздушного охлаждения:
простая конструкция;
удобные для обслуживания;
экономичность на маломощных установках – до 10 кВт;
не требует периодических проверок – достаточно каждые полгода просто поменять фильтры;
невысокая стоимость.
Недостатки охлаждения воздухом:
низкая эффективность на габаритных и технологически сложных установках;
недостаточная продолжительность беспрерывной работы – ДГУ на воздушном охлаждении требует периодических (через каждые 2-2,5 часа) остановок работы для полного остывания агрегата;
высокая шумность от работы вентилятора.
Ввиду указанных недостатков воздушное охлаждение предпочтительно используется для малых бытовых ДСУ или установок резервного аварийного электроснабжения.
Водяное охлаждение дизеля
Высокомощные ДСУ оснащены, как правило, водяной системой охлаждения. Здесь двигатель охлаждается водой, а чаще специальной жидкостью – антифризом, которая циркулирует по трубам, патрубкам и внутренним каналам кожуха мотора. Вода, может быть, и более дешевый вариант, однако антифриз более эффективный – он не замерзает на морозе, да и тепло поглощает лучше.
Жидкость с помощью помпы прокачивается через патрубки и каналы до радиатора с сеткой тонкостенных извилистых, трубок. Трубки создают максимальную площадь теплоотвода, через которую излишнее тепло рассеивается в атмосферу. Здесь также монтируют вентилятор, который нагнетает воздух на радиатор для охлаждения жидкости.
В некоторых моделях используется выносной радиатор с вентилятором, который устанавливается дистанционно от дизеля внутри или даже снаружи здания. При таком размещении достигается большая эффективность и производительность системы охлаждения при меньших размерах радиатора.
Преимущества жидкостного охлаждения:
Система способна работать круглосуточно и беспрерывно, поэтому применяется на ДГУ, как постоянных источниках электроснабжения.
Повышенный уровень отвода и рассеивания тепла, а соответственно – полное охлаждение деталей, узлов и механизмов.
Применяется на установках с большими диапазонами мощностей.
Шумность работы вентилятора ниже работы самого двигателя.
Недостатки:
Нуждаются в постоянном наблюдении и контроле за уровнем, состоянием и заменой отработанной жидкости.
Сложны для обслуживания и ремонта, для этого понадобятся опытные мастера.
В дизельных установках на жидкостном охлаждении, как правило, установлена система автоматического подогрева охладителя перед началом работы, – этим решена давняя проблема с запуском двигателя при минусовых температурах.
