مقالات دیزل ژنراتور

سیستم خنک کننده دیزل ژنراتور؛ راهنمای جامع انواع، اجزا و عیب‌ یابی

سیستم خنک کننده دیزل ژنراتور؛ راهنمای جامع انواع، اجزا و عیب‌ یابی
آنچه در این نوشته خواهید خواند:

سیستم خنک کننده دیزل ژنراتور، بر اثر آزادسازی نیروی حرارتی ناشی از احتراق به وجود می‌آید. برخلاف ژنراتورهای بنزینی که احتراق توسط شمع صورت می‌گیرد، در دیزل ژنراتورها، گرما و تراکم باعث حرکت پیستون می‌شود. این فرآیند باعث تولید انرژی حرارتی زیادی در داخل ژنراتور خواهد شد.

اگر این انرژی حرارتی در داخل ژنراتور باقی بماند، به قطعات دیزل آسیب می‌رساند؛ به همین دلیل نیاز است تا سیستم خنک کننده موتور، دمای داخلی دستگاه را کاهش دهد.

انواع سیستم خنک کننده موتور دیزل

برای خنک کردن موتور دیزل، از دو نوع سیستم اصلی استفاده می‌شود:

نوع سیستممکانیسم عملکردکاربرد
هوا خنک (Air-Cooled)گردش هوا در اطراف موتور برای کاهش دماموتورهای کوچک و توان پایین
آب خنک (Water-Cooled)گردش جریان آب یا مایع خنک کننده در رادیاتورموتورهای صنعتی و توان بالا

انواع سیستم‌های خنک کننده حلقه بسته (رایج در موتورهای صنعتی)

سازندگان موتورهای صنعتی، طرح‌های مختلفی را برای سیستم خنک کاری ارائه می‌دهند. رایج‌ترین سیستم‌های خنک کننده حلقه بسته که در دیزل ژنراتورها مورد استفاده قرار می‌گیرند، عبارتند از:

۱. یک مسیر و یک واتر پمپ (Single Pump Single Loop)

این سیستم‌ها دارای یک مسیر واحد و یک واتر پمپ واحد برای مسیر خنک کاری هستند و بسته به نوع سیستم افترکولر، به دو دسته تقسیم می‌شوند:

زیرمجموعهتوضیحنمونه موتور
افترکولر هوا خنکمایع خنک کننده از رادیاتور به بدنه انجین رفته و بازمی‌گردد. خنک کاری هوای ورودی توسط مبدل حرارتی مجزا انجام می‌شود.سری QSK23 کامینز پاور (مدل‌های C825D5 و C900D5)
افترکولر آب خنکهوای توربو شارژ توسط همان مایع خنک کننده موتور، در افترکولر خنک می‌شود.سری KTA38 کامینز پاور (مدل‌های C1000D5B، C1100D5B، C1250D5A)

۲. دو مسیر و یک واتر پمپ (Dual Loop Single Pump)

در این نوع سیستم، خنک کاری انجین و افترکولر از طریق یک واتر پمپ اما از مسیرهای جداگانه انجام می‌شود.

نمونه موتورمدل‌های مرتبط
KTA50-G3 و KTA50-GS8C1400D5 و C1675DA کامینز پاور

۳. دو مسیر و دو واتر پمپ (Dual Loop Dual Pump)

در این مدل، یک مسیر و یک واتر پمپ برای خنک کاری انجین و یک مسیر و یک واتر پمپ مجزا برای خنک کاری هوای ورودی (از مسیر توربو شارژر) در نظر گرفته شده است.

نمونه موتورمدل‌های مرتبط
سری QSK60C2000D5، C2250D5، C2500D5A، C2750D5B کامینز پاور

طرز کار سیستم خنک کننده (آب خنک)

سیکل خنک کاری در روش آب خنک به صورت گام به گام انجام می‌شود:

مرحلهعملکرد
۱با استارت موتور، واترپمپ به حرکت درآمده و فن شروع به کار می‌کند
۲دمای انجین به حد مطلوب می‌رسد؛ کلاچ فن متصل و ترموستات باز می‌شود
۳مایع خنک کننده (ضدیخ) از طریق لوله کف رادیاتور به پمپ آب تزریق می‌شود
۴واترپمپ مایع را با سرعت به داخل بلوک سیلندر می‌فرستد
۵حرکت مایع در مجرای سیلندر، حرارت را جذب کرده و دمای بوش و سرسیلندر را کاهش می‌دهد
۶مایع گرم به سرسیلندر رفته و دمای آن را نیز کاهش می‌دهد
۷اگر دما بالاتر از حد استاندارد باشد، ترموستات مسیر را به سمت بالای رادیاتور باز می‌کند
۸مایع خنک شده مجدداً در شبکه جریان یافته و موتور را خنک می‌کند

سیستم هوا خنک – دو روش اصلی

در سیستم هوا خنک، گردش هوا در داخل موتور باعث کاهش دما می‌شود. دو روش متفاوت برای خنک کاری در این سیکل وجود دارد:

روشتوضیح
تهویه باز (Open Ventilation)هوای عقب یا اطراف دستگاه توسط اگزوز گرفته شده و به قسمت جلو منتقل می‌شود. هوا در طول مسیر، دستگاه را خنک می‌کند.
هوا محصور (Enclosed Air)هوای وارد شده از دستگاه خارج نمی‌شود؛ فن دستگاه با افزایش هوا روشن شده و دمای داخلی را کاهش می‌دهد.

اجزای اصلی سیستم خنک کننده دیزل ژنراتور

قطعهوظیفه
رادیاتورآخرین مکان برای کاهش دمای مایع خنک کننده؛ مایع گرم پس از عبور از سیلندر وارد رادیاتور شده و خنک می‌شود
فن رادیاتوربا بالا رفتن دمای رادیاتور، فن شروع به کار می‌کند (با تسمه یا کلاچ)
پمپ آب (واترپمپ)گردش مایع در رادیاتور و سایر قسمت‌های انجین
ترموستاتمانند یک شیر قطع و وصل، بر اساس دما عمل کرده و مسیر مایع خنک کننده را باز و بسته می‌کند
اینترکولر (Intercooler)نوعی مبدل حرارتی برای انتقال حرارت بین دو سیال بدون تماس فیزیکی (مثلاً روغن و هوا)
کولر روغن انجینکاهش دمای روغن موتور که داغ شدن آن باعث افزایش دمای داخلی می‌شود
شلنگ‌ها و اتصالاتانتقال مایع خنک کننده بین قطعات
گرمکن آب (در مناطق سردسیر)پیش‌گرم کردن مایع خنک کننده قبل از استارت در هوای سرد

عملکرد کلی سیستم خنک کاری (مراحل اصلی)

سیستم خنک کاری در موتور دیزل سه عملکرد مهم را انجام می‌دهد:

۱. خروج گرمای اضافی از انجین
۲. رساندن سریع موتور به دمای کارکرد مناسب
۳. حفظ دمای بهینه برای بهترین عملکرد موتور

نکته مهم: همانطور که دمای زیاد به ژنراتور آسیب می‌زند، کار در دماهای پایین نیز طول عمر انجین دیزلی را کاهش می‌دهد. دیزل ژنراتور باید در یک محدوده دمایی مشخص کار کند.

ویژگی‌های مایع خنک کننده استاندارد

هر مایعی برای سیستم خنک کاری مناسب نیست. مایع خنک کننده استاندارد باید دارای ویژگی‌های زیر باشد:

ویژگیتوضیح
عدم خورندگیبه قطعات داخلی آسیب نرساند
نقطه انجماد پایینجلوگیری از یخ‌زدگی در زمستان
نقطه جوش بالاجلوگیری از جوش آوردن در تابستان
ناخالصی کمآب مقطر بهترین گزینه است (آب معمولی باعث رسوب گچ و نمک در رادیاتور می‌شود)
دارای ضدیخ استانداردترکیب اتیلن گلیکول یا سدیم نیتریت

توجه: مایع ضدیخ حداقل هر ۶ ماه یک‌بار و حداکثر سالی یک‌بار باید تعویض شود، در غیر این صورت کارایی خود را از دست می‌دهد.

عیب‌یابی سیستم خنک کننده (جدول مشکلات و راهکارها)

عیبعلائمراهکار
کیپ شدن محفظه جلویی رادیاتورگرد و غبار، برگ خشک یا پلاستیک داخل رادیاتورتمیز کردن شبکه رادیاتور با جریان آب هر دو هفته یک‌بار
خرابی شلنگ آبنشتی مایع خنک کننده، سوراخ یا پارگی لولهتعویض طبق دستورالعمل سازنده؛ در لوله فلزی، جوشکاری با جوش کاربید
خرابی واترپمپریزش آب از موتور (مخصوصاً در سرعت پایین یا خاموش بودن)، نشتی از کاسه نمدتعویض کاسه نمد یا پروانه واترپمپ
خرابی ترموستاتکاهش انتقال حجم آب، جوش آوردن موتورباز کردن درپ ترموستات به صورت هفتگی و تعویض در صورت خرابی
کمبود مایع خنک کنندهافزایش دمای موتوربررسی سطح مایع و اضافه کردن در صورت نیاز

هشدار: اگر سیستم خنک کننده کار نکند، بهتر است دستگاه بلافاصله متوقف شود، زیرا خسارت ناشی از عدم کارکرد سیستم خنک کننده از هزینه خرید یک ژنراتور جدید بیشتر است.

اهمیت رادیاتور در سیستم خنک کاری

رادیاتور یکی از اجزای اصلی سیستم خنک کاری است که وظیفه خنک کردن مایع خنک کننده (پس از عبور از موتور) را بر عهده دارد.

دو تعریف مهم برای دمای کار رادیاتور:

اصطلاح فنیتوضیح
دمای محیط (Ambient Temperature)دمای هوایی که از ورودی اتاق ژنراتور وارد شده و هنوز تبادل حرارتی انجام نداده است (رایج‌ترین تعریف)
دمای هوای هسته رادیاتور (Air on Core)دمای هوایی که پس از عبور از ژنراتور و موتور، از مرکز رادیاتور عبور می‌کند (حدود ۱۰ درجه گرم‌تر از دمای محیط)

نکته بسیار مهم: برخی مونتاژکنندگان متفرقه به جای شاخص دمای محیط، از شاخص دمای مرکز رادیاتور استفاده می‌کنند و ادعا می‌کنند که دستگاه برای دمای ۵۰ درجه طراحی شده است! در حالی که اگر دمای محیط به ۵۰ درجه برسد، دمای مرکز رادیاتور به حدود ۶۰ درجه رسیده و راندمان و طول عمر دستگاه کاهش می‌یابد.

انتخاب سیستم خنک کننده مناسب بر اساس توان

محدوده توانسیستم پیشنهادیتوضیح
توان پایین (تا ۱۰۰ کاوا)هوا خنک یا آب خنک سادههزینه کمتر، نگهداری آسان‌تر
توان متوسط (۱۰۰ تا ۵۰۰ کاوا)آب خنک با یک واتر پمپراندمان بالاتر
توان بالا (بیش از ۵۰۰ کاوا)دو مسیر و دو واتر پمپخنک کاری مجزا برای بدنه و هوای توربو شارژ

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری نهایی از دیدگاه آبادیزل

۱. سیستم خنک کننده دیزل ژنراتور به دو نوع اصلی «هوا خنک» و «آب خنک» تقسیم می‌شود. نوع آب خنک رایج‌ترین و مؤثرترین سیستم برای موتورهای صنعتی و توان بالا است.

۲. سیستم‌های خنک کاری حلقه بسته در موتورهای صنعتی شامل سه دسته هستند: یک مسیر و یک واتر پمپ، دو مسیر و یک واتر پمپ، دو مسیر و دو واتر پمپ. انتخاب هر کدام بستگی به توان موتور و طراحی سازنده دارد.

۳. اجزای اصلی سیستم خنک کننده عبارتند از: رادیاتور، فن، واترپمپ، ترموستات، اینترکولر، کولر روغن، شلنگ‌ها و اتصالات.

۴. مایع خنک کننده استاندارد باید دارای ضدیخ مناسب (اتیلن گلیکول یا سدیم نیتریت) بوده و حداکثر سالی یک‌بار تعویض شود. استفاده از آب مقطر به جای آب معمولی از رسوب گرفتگی رادیاتور جلوگیری می‌کند.

۵. عیب‌یابی منظم سیستم خنک کننده (کیپ شدن رادیاتور، خرابی شلنگ، واترپمپ و ترموستات) از خرابی‌های جدی و هزینه‌بر جلوگیری می‌کند. در صورت بروز مشکل در سیستم خنک کننده، دستگاه باید فوراً متوقف شود.

۶. رادیاتور نقشی حیاتی در عملکرد سیستم خنک کاری دارد. انتخاب رادیاتور مناسب بر اساس شرایط محیطی و توجه به تفاوت بین «دمای محیط» و «دمای هوای هسته رادیاتور» تأثیر مستقیمی بر طول عمر و راندمان دستگاه دارد.

۷. توصیه می‌شود برای خرید و انتخاب سیستم خنک کننده مناسب، حتماً با کارشناسان مجرب مشورت کرده و از برندهای معتبر و مونتاژکنندگان دارای گواهینامه خریداری نمایید.

برای مشاوره رایگان در مورد انتخاب سیستم خنک کننده مناسب برای دیزل ژنراتور مورد نیاز خود، با کارشناسان آبادیزل تماس بگیرید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *