Содержание
Система жидкостного охлаждения
Строго говоря, термин «жидкостное охлаждение» не вполне корректен, так как жидкость в системе охлаждения — всего лишь промежуточный теплоноситель, проникающий в толщу стенок блока цилиндров. Роль отводящего агента в системе играет воздух, обдувающий радиатор, поэтому охлаждение современного автомобиля правильней назвать гибридным.
Устройство жидкостной системы охлаждения
Жидкостная система охлаждения двигателя состоит из нескольких элементов. Самый сложный называется «рубашкой охлаждения». Это разветвленная сеть каналов в толще блока цилиндров и головки блока цилиндров. Кроме рубашки в систему входит радиатор системы охлаждения, расширительный бачок, водяной насос, термостат, вентилятор радиатора, металлические и резиновые соединительные патрубки, датчики и контрольные приборы.
Пропилен гликоль — основа охлаждающей жидкости (антифриза) и одобренная ветеринарными врачами пищевая добавка для рациона собак
Система построена на принципе принудительной циркуляции, которую обеспечивает водяной насос.
Благодаря постоянному оттоку разогретой жидкости двигатель охлаждается равномерно. Этим и объясняется применение системы в подавляющем большинстве современных автомобилей.
Пройдя по каналам в стенках блока, жидкость нагревается и попадает в радиатор, где охлаждается потоком воздуха. Когда автомобиль движется, для охлаждения достаточно естественного обдува, а когда автомобиль стоит – обдув происходит за счет электрического вентилятора, включающегося по сигналу от датчика температуры.
Подробно о ключевых элементах водяного охлаждения
Радиатор охлаждения
Радиатор — панель из металлических трубок небольшого диаметра, покрытых для увеличения площади теплоотдачи алюминиевым или медным «оперением». В сущности, оперение, это многократно сложенная лента из металла. Общая суммарная площадь ленты достаточно велика, а значит, радиатор может отдать в атмосферу в единицу времени достаточно много тепла.
Самый уязвимый элемент конструкции двигателя — турбокомпрессор (турбина), работающая на крайне высоких оборотах.
При перегреве разрушение крыльчатки и подшипников вала практически неизбежно
Таким образом, разогретая жидкость внутри радиатора циркулирует сразу по всем многочисленным тонким трубкам и охлаждается достаточно интенсивно. В крышке заливной горловины радиатора предусмотрен предохранительный клапан, отводящий пары и избыток жидкости, расширяющейся при нагреве.
В радиаторе автомобиля с автоматической коробкой передач предусмотрен второй, независимый контур, в котором охлаждается трансмиссионная жидкость.
Расширительный бачок
Расширительный бачок служит для компенсации расширения жидкости при повышении температуры. В зависимости от конструкции системы бачок может быть «простым» или «сложным». «Простой» бачок представляет из себя емкость для сбора излишков расширившейся от нагрева жидкости. К нему через крышку подведена резиновая трубка, другим концом присоединенная к патрубку в верхнем бачке радиатора.
В более сложном варианте бачок — полноправная часть системы охлаждения.
Он находится под давлением, и отводящий клапан вмонтирован в крышку бачка. В этом случае в бачке всегда должна быть жидкость, чтобы при падении температуры двигателя в радиатор не попадал воздух. Для контроля на стенку бачка, находящегося под давлением, наносят метки Min и Max.
Водяной насос, или помпа
Водяной насос обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости в системе. Как правило, это центробежный насос, в котором давление создает расположенная внутри корпуса на центральной оси крыльчатка с лопастями сложной формы.
Термостат
Термостат — устройство, поддерживающее постоянную температуру в блоке цилиндров. Он не позволяет жидкости не только перегревать двигатель, но и переохлаждать его в зимний период. С его помощью регулируется объем охлаждающей жидкости, которая проходит через радиатор.
Вентилятор системы охлаждения
В ряде случаев набегающего потока воздуха может быть недостаточно для эффективного обдува радиатора.
Для обеспечения отвода тепла в автомобильной системе охлаждения предусмотрен вентилятор. В автомобилях с задним приводом и продольным расположением двигателя нередко применяется механический вентилятор, который приводится в движение ремнем от переднего шкива коленвала. Скорость вращения лопастей регулирует термомуфта (разновидность вискомуфты), к которой привинчена крыльчатка.
Если прикрепить крыльчатку вентилятора к шкиву без термомуфты, при раскручивании двигателя свыше 3000 оборотов лопасти крыльчатки отломятся
В переднеприводных (и большинстве современных заднеприводных) автомобилях используется электрический вентилятор. Он соединен с диффузором, который привинчен к крепежным элементам, расположенным по контуру радиатора. Преимущество электрического вентилятора в возможности гибко управлять его работой при помощи контроллера, руководствующегося показаниями датчика температуры ОЖ.
Вспомогательные элементы
Жидкостная система охлаждения включает в себя и типовые элементы управления: электронный блок, датчик температуры и т.
д., а также приспособления для слива жидкости. Жидкость приходится сливать, к примеру, для ремонта двигателя.
Схема работы системы жидкостного охлаждения
Циркуляция охлаждающей жидкости в системе происходит по малому и большому кругам.
Малый круг задействован при запуске холодного двигателя и обеспечивает ему быстрый прогрев. Двигаясь по малому кругу, жидкость не проходит сквозь радиатор.
Когда температура охлаждающей жидкости повышается до 80 градусов, приоткрывается основной клапан термостата, и циркуляция продолжается по большому кругу, включающему в себя радиатор. (Термостат может быть градуирован и под другую температуру открытия).
При достижении отметки в 94 градуса, начинает закрываться дополнительный клапан термостата, ограничивающий доступ охлаждающей жидкости к малому кругу — от двигателя к насосу. Таким образом термостат не дает чрезмерно разогретой жидкости попадать в стенки блока цилиндров, препятствуя перегреву.
В зависимости от режима работы ДВС цикл движения охлаждающей жидкости в системе может меняться. Объем жидкости, циркулирующей в каждом круге напрямую зависит от того, в какой степени открыты основной и дополнительный клапаны термостата. Эта схема обеспечивает автоматическую поддержку оптимального температурного режима работы двигателя.
Преимущества и недостатки жидкостной системы охлаждения
Главное достоинство жидкостного охлаждения заключается в том, что охлаждение двигателя происходит равномернее, чем в случае обдува блока потоком воздуха. Это объясняется большей теплоемкостью охлаждающей жидкости по сравнению с воздухом.
Жидкостная система охлаждения позволяет значительно снизить шум от работающего двигателя за счет большей толщины стенок блока.
Инерционность системы не дает быстро остывать двигателю после выключения. Разогретая жидкость используется для обогрева салона автомобиля и для предварительного подогрева горючей смеси.
Наряду с этим, жидкостная система охлаждения имеет ряд недостатков.
Основной недостаток заключается в сложности системы и в том, что она работает под давлением после прогрева жидкости. Жидкость, находящаяся под давлением, предъявляет повышенные требования к герметичности всех соединений. Ситуация осложняется тем, что работа системы подразумевает постоянное повторение цикла «нагрев — остывание». Это вредно для соединений и резиновых патрубков. При нагреве резина расширяется, а затем сжимается при остывании, что становится причиной течей.
Кроме того, сложность и большое количество элементов сама по себе служит потенциальной причиной «техногенных катастроф», сопровождаемых «закипанием» двигателя в случае выхода из строя одной из ключевых деталей, например, термостата.
Достоинства и недостатки воздушных и жидкостных систем охлаждения
Преимущества
двигателей с воздушным охлаждением:
простота
и удобство в эксплуатации из-за отсутствия
жидкости;отсутствие
таких узлов и агрегатов, как жидкостный
насос, радиатор и соответствующие
уплотнения;меньшая
масса двигателя;двигатель
быстрее прогревается;боле
высокая температура цилиндров, а
следовательно, меньше конденсируются
пары бензина и воды на стенках цилиндров,
что обусловливает меньший износ
цилиндров;меньшая
чувствительность к колебаниям
температуры, что особенно важно при
эксплуатации автомобиля в районах с
жарким или холодным климатом.
Недостатки
двигателей с воздушным охлаждением:
значительные
затраты мощности на привод вентилятора;некоторое
ухудшение наполнения цилиндра;повышенный
уровень шума при работе;большая
тепловая напряженность отдельных
деталей, что может привести к перегреву
двигателя.
Преимущества
двигателей с жидкостной системой
охлаждения:
Недостатки
двигателей с жидкостной системой
охлаждения:
замерзание
воды при низкой температуре, что может
вывести двигатель из строя;образование
на внутренних стенках системы накипи,
уменьшающей теплообмен и вызывающей
перегрев двигателя;увеличение
массы и размеров двигателя из-за наличия
двойных стенок.
Система
охлаждения двигателя автомобиля
КамАЗ-5320:
1
– шкив коленчатою вала; 2
– нижний
бачок; 3 – жалюзи; 4
— радиатор;
5 – гидромуфта привода вентилятора;
6
– перепускной
патрубок; 7 — нагнетательный патрубок;
8 — верхний бачок; 9
– верхний
патрубок;
10
– термостат;
11 — водораспределительная коробка; 12
– соединительная
труба; 13
– подводящая трубка; 14 – правая водяная
труба; 15 – отводящая трубка; 16 – впускной
коллектор;
17
– датчик
контрольной лампы перегрева жидкости;
18
— расширительный
бачок; 19
– горловина
герметизирующей
пробкой; 20
– пробка
с клапанами; 21
– отводящая
трубка от компрессора: 22
– отводяшая
трубка левой водяной трубы; 23
— компрессор;
24
– левая
водяная труба; 25
— крышка
головки; 26
–
головка цилиндра; 27
— водяной
насос; 28
–
сливной кран или пробка; 29
— шкив
водяного насоса; 30
– вентилятор;
31— нижний патрубок
Радиатор
служит для охлаждения проходящей через
него жидкости за счет потока воздуха,
который создается при движении автомобиля
или с помощью вентилятора.
Радиатор
автомобиля
— неразборный, имеет вертикальное
расположение трубок и горизонтальное
расположение охлаждающих пластин. Бачки
радиатора и трубки латунные, а охлаждающие
пластины стальные, луженые. Трубки и
пластины образуют сердцевину радиатора.
В верхнем бачке радиатора имеется
горловина, через которую систему
охлаждения заполняют жидкостью. Горловина
герметично закрывается пробкой, имеющей
два клапана — впускной и выпускной.
Выпускной клапан открывается при
избыточном давлении в системе 0,05 МПа,
и закипевшая охлаждающая жидкость через
патрубок и соединительный шланг
выбрасывается в расширительный бачок.
Впускной клапан не имеет пружины и
обеспечивает связь внутренней полости
системы охлаждения с окружающей средой
через расширительный бачок и резиновый
клапан в его пробке, который срабатывает
при давлении, близком к атмосферному.
Впускной клапан перепускает жидкость
из расширительного бачка при уменьшении
ее объема в системе (при охлаждении) и
пропускает в расширительный бачок при
увеличении объема (при нагревании
жидкости).
Радиатор
установлен нижним бачком на кронштейны
кузова на двух резиновых опорах, а вверху
закреплен двумя болтами через стальные
распорки и резиновые втулки. Для
направления воздушного потока через
радиатор и более эффективной работы
вентилятора за радиатором установлен
стальной кожух вентилятора, состоящий
из двух половин. Обе половины кожуха
имеют резиновые уплотнители, которые
уменьшают проход воздуха к вентилятору
помимо радиатора и предохраняют от
поломок кожух и радиатор при колебаниях
двигателя на резиновых опорах крепления.
Радиатор не имеет жалюзи и утепляется
в случае необходимости специальным
съемным чехлом-утеплителем.
Рубашка
охлаждения
двигателя состоит из множества каналов
в блоке и головке блока цилиндров, по
которым циркулирует охлаждающая
жидкость.
Пробка
радиатора
Пробка
в сборе, 2- Корпус, 3- Пружина крышки, 4-
Пружина, 5- Клапан выпускной, 6- Прокладка,
7- Клапан впускной в сборе, 8-Стойка
клапана, 9- Шайба, 10- Пружина, 11- Седло
впускного клапана, 12- Прокладка, 13- Палец
Жалюзи
радиатора
Жалюзи
— металлические, пластинчатые,
управляются проволочной тягой с места
водителя.
Ручка тяги имеет несколько
фиксируемых положений закрытия жалюзи
для обеспечения необходимого температурного
режима работы двигателя.
1-
Жалюзи радиатора в сборе, 2- Заклепка
4х10, 3- Угольник правый, 4- Втулка, 5- Рамка
верхняя, 6- Пластина в сборе, 7-Ось,
8-Пластина, 9 Шайба плоская 4х9, 10- Угольник
левый, 11- Тяга привода, 12- Рамка нижняя
Жидкостный,
или водяной, насос
предназначен для принудительной
циркуляции охлаждающей жидкости по
системе охлаждения двигателя.
Устанавливается
в передней
части блока цилиндров. Насос приводится
в действие
ременной передачей от шкива коленчатого
вала двигателя. Натяжение
ремня регулируется
отклонением корпуса генератора или
натяжным роликом привода распределительного
вала двигателя. Корпус насоса состоит
из двух частей: одна часть отливается
из чугуна и прикрепляется к другой,
изготовленной вместе с крышкой блока
распределительных зубчатых колес из
алюминиевого сплава.
В
корпусе запрессован стальной стакан.
В стакане размещены два подшипника, на
которых установлен вал. На переднем
конце вала напрессована ступица
вентилятора, а на заднем – чугунная
крыльчатка. Уплотнение заднего конца
вала на выходе его из корпуса достигается
сальником с уплотнительной шайбой ,
размещенной внутри корпуса сальника,
по поверхности которой своим торцом
скользит крыльчатка. Внутри корпуса
сальника установлена также резиновая
манжета и разжимная пружина.
Чтобы
предотвратить проникновение жидкости
в корпус насоса
(в случае неисправности сальника), в нем
сделано дренажный (контрольный) отверстие,
через которое жидкость вытекает наружу.
Это предотвращает также вымыванию
смазки из подшипника.
Вентилятор
Вентилятор
КАМАЗ также использует как необходимую
и важную часть своей конструкции.
Вентилятор – это основная часть системы
охлаждения машины. Двигатели грузовых
машин имеют тенденцию быстро нагреваться,
поэтому КАМАЗ обладает сложной системой
охлаждения, которая необходима для
долгой работы грузовой машины.
Вентилятор
КАМАЗ использует как эффективный
компонент этой системы. Так как вентилятор
иногда выходит из строя, он часто
нуждается в замене. КАМАЗ, на рынке
запчастей предлагает расширенный спектр
запчастей, деталей и составляющих по
конвеерной цене, непосредственно от
производителя. Вентилятор КАМАЗ
изготавливает с особым вниманием, так
как от него зависит качество детали и
срок её эксплуатации в автомобиле.
Вентилятор
Для создания воздушного потока,
охлаждающего жидкость, протекающую
по трубкам радиатора, служит вентилятор,
состоящий из крыльчатки
и ступицы со шкивом. Иногда к каркасу
радиатора для более интенсивного
охлаждения
в нем жидкости присоединяют направляющий
кожух (диффузор), внутри
которого вращаются лопасти вентилятора
(двигатели автомобилей ГАЗ-53А, ЗИЛ-130,
КамАЗ-5320 и др.). Лопасти вентиляторов
штампуют из листовой стали
или изготовляют из пластмассы (двигатель
автомобиля ГАЗ-24 «Волга»).
Термостат
Для
ускорения прогрева холодного двигателя
и автоматического поддержания его
теплового режима в заданных пределах
служит термостат.
Конструктивно он
представляет собой клапан, регулирующий
количество циркулирующей жидкости
через радиатор.
Термостаты
могут быть с твердым или жидкостным
наполнителем. На двигателях автомобилей
ЗИЛ-130, КамАЗ-5320, «Москвич-2140» и др.
применяют термостаты с твердым
.наполнителем (рис. 4.4, а).
Такой
термостат располагается между патрубком
7 (рис. 4.4, б) и корпусом 12 выпускного
трубопровода. Баллончик 1 термостата
из тонкой латуни, заполненный легкой
испаряющейся- жидкостью (смесь —70%
этилового спирта и 30% воды). К верхней
части гофрированного цилиндра штоком
5 присоединен клапан 3 термостата.
Расширительный
бачок предназначен
для компенсации изменений объема
охлаждающей жидкости в системе при ее
расширении от нагревания, контроля
степени заполнения системы жидкостью,
а также для удаления из нее воздуха и
пара. Он соединяется с левым бачком
радиатора в верхней части и с корпусом
термостата. На большинстве моделей
двигателей через расширительные бачки
в систему заливают охлаждающую жидкость.
1)Бачок
в сборе; 2) пробка транспортная
3)сливной
кран; 4) Трубка
пароотводящая
5)
пробка в сборе; 6) угольник с трубочкой
7)
Корпус; 8) крышка .
Шесть основных типов систем жидкостного охлаждения
Существует шесть основных типов систем охлаждения, которые вы можете выбрать для удовлетворения потребностей в охлаждении вашей нагрузки. У каждого есть свои сильные и слабые стороны. Эта статья была написана для определения различных типов систем охлаждения и определения их сильных и слабых сторон, чтобы вы могли сделать осознанный выбор в зависимости от ваших потребностей.
Существует шесть основных типов систем жидкостного охлаждения:
- Система жидкостного охлаждения
- Сухая система с замкнутым контуром
- Сухая система замкнутого цикла с охлаждением трима
- Испарительная система с открытым контуром
- Испарительная система с замкнутым контуром
- Система охлажденной воды
Системы охлаждения жидкость-жидкость
Простейшей из этих систем является система охлаждения жидкость-жидкость.
В этом типе системы на вашем предприятии уже имеется достаточное количество охлаждающей жидкости, но вы не хотите подавать эту охлаждающую жидкость в компрессор. Например: у вас есть колодезная вода, но вы не хотите направлять воду из колодца через новый компрессор, потому что качество воды очень плохое (много растворенных твердых частиц, таких как железо, кальций и т. д.), и у вас возникли проблемы со колодцем. вода, загрязняющая ваш теплообменник(и) в прошлом.
Система охлаждения жидкость-жидкость идеально подходит для этой ситуации. Он использует скважинную воду на одной стороне промежуточного теплообменника и хладагент, такой как гликоль и вода, на другой стороне промежуточного теплообменника в замкнутом контуре для охлаждения компрессора. Теплообмен осуществляется через промежуточный теплообменник без загрязнения теплообменника/ов. Загрязнение промежуточного теплообменника, скорее всего, произойдет на стороне колодезной воды, однако, если промежуточный теплообменник выбран правильно, его можно легко разобрать и очистить.
Наиболее распространены промежуточные теплообменники пластинчатого и рамного или кожухотрубного типа. Температуры теплоносителя на 5 градусов выше «воды» охлаждения установки возможны при системе типа «жидкость-жидкость». В приведенном выше примере с водой из скважины, если вода из скважины доступна при температуре 55 F, система жидкостного охлаждения способна подавать охлаждающую жидкость при температуре 60 F в нагрузку.
Преимущество системы жидкостного охлаждения заключается в том, что ее покупка и установка относительно недороги. Компоненты могут быть установлены внутри или снаружи. Система недорога для работы только с насосом с замкнутым контуром, использующим любую дополнительную энергию. Техническое обслуживание относительно простое и требует лишь периодического осмотра, смазки и очистки теплообменника по мере необходимости.
Системы жидкостного охлаждения
К недостаткам системы жидкостного охлаждения относятся периодические простои системы охлаждения для очистки.
Это можно компенсировать за счет установки резервного промежуточного теплообменника, который вводится в эксплуатацию во время очистки основного промежуточного теплообменника. Резервный теплообменник требует дополнительных затрат, но обеспечивает непрерывную работу охлажденной загрузки во время очистки. Для этой системы требуется регулируемая подача хладагента, как в приведенном выше примере с колодезной водой, для надлежащего охлаждения нагрузки. Могут быть случаи, когда охлаждаемая нагрузка не работает с максимальной производительностью, и «вода» первичного охлаждения установки должна регулироваться, чтобы гарантировать, что нагрузка не будет переохлаждена или недостаточно охлаждена.
Замкнутые системы сухого охлаждения
Замкнутая система сухого охлаждения очень похожа на радиатор вашего автомобиля. В системе используется жидкостный охладитель с воздушным охлаждением для передачи тепла от охлаждающей жидкости с замкнутым контуром, прокачиваемой через ряды ребристых труб, через которые продувается/всасывается окружающий воздух.
Основными компонентами системы сухого охлаждения с замкнутым контуром являются охладитель жидкости, который содержит теплообменник воздух-жидкость с вентилятором/ами, насос и блок управления, хладагент и установленные на месте трубопроводы системы. Жидкостный охладитель замкнутой системы сухого охлаждения будет расположен снаружи и будет использовать окружающий воздух для отвода тепла. Температура охлаждающей жидкости на 5–10 F выше температуры окружающей среды по сухому термометру возможна с замкнутой системой сухого охлаждения. Система относительно недорога для работы только с насосом охлаждающей жидкости и вентилятором (вентиляторами) охладителя жидкости, использующими энергию. Вентиляторы имеют термостатическое управление для регулирования температуры охлаждающей жидкости, чтобы нагрузка не переохлаждалась или не переохлаждалась. Периодическая очистка охладителя жидкости может потребоваться из-за грязных атмосферных условий на площадке. Засорение жидкостного охладителя обычно происходит из-за грязи, листьев, семян тополя и т.
д.
Системы сухого охлаждения с замкнутым контуром
Преимущество системы сухого охлаждения с замкнутым контуром заключается в том, что устройство очень простое и относительно легко устанавливается. Потребность в энергии относительно невелика, и ее легко контролировать. Техническое обслуживание, как правило, требует лишь периодической проверки, смазки и тестирования жидкости.
Слабость замкнутой системы сухого охлаждения заключается в том, что она зависит от атмосферного сухого термометра. Например, если расчетная температура по сухому термометру в вашем регионе составляет 100 F летом, а вашему оборудованию требуется 9охлаждающая жидкость 0 F; в лучшем случае система может подавать охлаждающую жидкость только при температуре от 105 до 110 F в нагрузку. В этом случае вам потребуется дополнительное охлаждение, чтобы снизить температуру охлаждающей жидкости до 90 F.
Замкнутая система сухого охлаждения также требует для эффективной работы бесплатного чистого воздуха.
Это означает, что охладитель жидкости должен быть размещен в месте, не подверженном влиянию преобладающих ветров, не слишком близко к зданию, что позволит рециркулировать теплый отработанный воздух из охладителя жидкости обратно в охладитель жидкости, и, наконец, не в местах с высокой концентрацией пыли, грязи, листьев, семян и т. д.
Во многих случаях лучшим местом для охладителя жидкости является крыша. Поскольку охладитель жидкости расположен снаружи, охлаждающая жидкость также должна иметь концентрацию гликоля определенного типа, чтобы предотвратить замерзание, если в вашем регионе зимой используется сухой термометр, температура которого опускается ниже нуля. Если место очень холодное, может потребоваться значительная концентрация гликоля, чтобы предотвратить замерзание. Концентрации гликоля по мере их увеличения начинают снижать скорость теплопередачи. Например, если вам нужна 50% концентрация этиленгликоля с водой, оборудование теплообменника и расход/давление хладагента должны быть увеличены, чтобы приспособиться к концентрации гликоля.
Более крупные охладители жидкости и насосы увеличат стоимость системы по сравнению с системами с меньшей концентрацией гликоля/воды. Этого нельзя избежать в более холодном климате.
Сухая система с замкнутым контуром и охлаждением трима
Сухая система с замкнутым контуром с охладителем трима аналогична сухой системе с замкнутым контуром, но с дополнительным охладителем жидкости. Эта система обычно используется в местах, где летом температура сухого термометра слишком высока, чтобы обеспечить надлежащую температуру охлаждающей жидкости для нагрузки. С добавленным охладителем балансировки жидкость-жидкость клиент может использовать источник воды для регулировки температуры до желаемой уставки. Много раз использовалась сухая система с замкнутым контуром с охладителем дифферента, чтобы уменьшить зависимость от городской воды в качестве хладагента. Городская вода становится дорогой для покупки и утилизации. Эти системы могут быть использованы для полного отказа от использования городской воды большую часть месяцев в году, что снижает эксплуатационные расходы станции.
Система должна иметь подачу свободного чистого воздуха и регулируемую подачу хладагента или водопроводной воды, как в системе жидкостного охлаждения.
Преимущество сухой системы с замкнутым контуром с охладителем дифферента заключается в том, что она может обеспечивать температуру охлаждающей жидкости ниже температуры сухой системы с замкнутым контуром. Система уменьшит количество воды, используемой заводом/городом в холодные месяцы.
Недостатки замкнутой сухой системы с охладителем дифферента включают все недостатки, перечисленные для замкнутой сухой системы. Кроме того, теперь в более теплое время года требуется некоторое количество вторичного хладагента. Потребуются дополнительные трубопроводы для охлаждающей жидкости дифферента к/от салазок. Как охладитель трима, так и охладитель жидкости с воздушным охлаждением требуют периодического обслуживания и очистки.
Системы испарительного охлаждения без обратной связи
Следующая система, система испарительного охлаждения без обратной связи, полностью отличается от первых трех, перечисленных выше.
Эта система имеет возможность использовать влажный термометр в качестве основы для температуры охлаждающей воды на выходе. Например, если расчетная температура по сухому термометру для данного местоположения составляет 95 F, а расчетная температура по влажному термометру составляет 75 F, система может обеспечить нагрузку примерно 82 F водой.
Система испарительного охлаждения с открытым контуром каскадно пропускает воду через сотовый наполнитель из ПВХ в градирне вместе с окружающим воздухом, продуваемым или всасываемым через наполнитель для испарения воды. Во время испарения оставшаяся вода охлаждается почти на 7 F или выше выше температуры смоченного термометра. Испаренная вода заменяется какой-либо системой подпиточной воды, такой как поплавковый клапан. Оставшаяся вода и подпиточная вода собираются в резервуаре, а затем перекачиваются в нагрузку, и цикл повторяется. В среднем система испарительного охлаждения с открытым контуром требует 4 галлона в минуту подпиточной и продувочной воды на 1 000 000 БТЕ/ч отводимого тепла.
Системы испарительного охлаждения с открытым контуром
Преимущество этой системы заключается в том, что оборудование, как правило, недорогое. Системы могут быть просты в использовании в более теплом климате, но могут потребовать большего контроля в более холодном климате.
Недостатком этого типа систем является то, что они обычно требуют обширной системы очистки воды. В системе очистки воды используются расходуемые химические вещества, чтобы удерживать кальций и растворенные минералы во взвешенном состоянии. Химическая обработка необходима для предотвращения загрязнения градирни, трубопроводов и теплообменников. Неотъемлемой проблемой испарительной системы с открытой градирней является то, что вода, протекающая через градирню, также является теплоносителем, прокачиваемым через нагрузку. Эта вода контактирует с грязной атмосферой. Он собирает загрязняющие вещества, такие как пыль, растительность и т. д. Эти загрязнения попадают в теплообменники и трубопроводы и могут вызвать серьезные проблемы с техническим обслуживанием.
Открытые башни могут иметь проблемы с управлением в зимние месяцы. Они рассчитаны на работу с полной нагрузкой. Они не всегда хорошо работают при частичной загрузке в очень холодном климате. Если бассейн является частью градирни, для работы в холодную погоду требуется нагреватель, чтобы предотвратить замерзание воды в бассейне при отсутствии нагрузки. В холодном климате трубопровод обычно требует изоляции и обогрева для предотвращения замерзания. Дренаж потребуется для продувки воды, чтобы контролировать проводимость из-за постоянного испарения и концентрации растворенных твердых веществ. Постоянно требуется подпиточная вода из внешнего источника, такого как городская вода или очищенная колодезная вода и т. д. Биологический контроль бактерий, слизи и плесени является серьезной проблемой для надлежащей работы открытой системы испарительной башни.
Замкнутые испарительные системы охлаждения
Замкнутые испарительные системы представляют собой гибридные системы.
Испарительная система с замкнутым контуром представляет собой открытую градирню со встроенным в нее теплообменником с замкнутым контуром. Вода из градирни остается снаружи в градирне и не циркулирует по трубопроводу теплоносителя. Трубопровод охлаждающей жидкости представляет собой замкнутый контур, в котором раствор гликоля/воды течет от градирни к нагрузке и обратно. Вода отдельной градирни перекачивается из резервуара в верхнюю часть градирни и распыляется через теплообменник (обычно набор трубок), при этом воздух продувается или всасывается через градирню через теплообменник, где испарение воды передает тепло от замкнутый контур охлаждающей жидкости с окружающим воздухом. Оставшаяся в башне вода падает в бассейн, откуда снова закачивается наверх башни, и процесс повторяется. Вода в градирне испарительной системы с замкнутым контуром требует подпиточной воды, химической обработки, дренажа, нагревателя бассейна в холодную погоду и продувки, как и в испарительной системе с открытым контуром, описанной выше.
Системы испарительного охлаждения с замкнутым контуром
Преимущество испарительной системы с замкнутым контуром заключается в том, что она может подавать хладагент с замкнутым контуром к нагрузке примерно на 7–10 F выше температуры смоченного термометра. Охлаждающая жидкость замкнутого контура остается свободной от загрязнений и обеспечивает чистоту теплообменника оборудования и трубопроводов. Любые загрязнения из атмосферы останутся снаружи вместе с градирней. Будет использоваться меньше химикатов для обработки воды, поскольку они обрабатывают только открытую воду в градирне, а не хладагент в трубопроводах и теплообменниках системы.
Недостатки испарительной системы с замкнутым контуром заключаются в том, что вам потребуется вода для очистки, продувки и подпитки для водяной стороны градирни системы. Для работы в холодную погоду система потребует дренажа, а также обогреваемых и изолированных трубопроводов. Для предотвращения замерзания бассейна в холодную погоду в нерабочее время необходим нагреватель бассейна.
Для системы требуется дополнительный насос, подключенный к градирне, который обеспечивает циркуляцию воды в резервуаре.
Системы водяного охлаждения
Последний тип системы охлаждения, который мы обсудим, — это система охлажденной воды. Чиллер обычно имеет механическое компрессионное устройство, которое преобразует энергию в сжатый хладагент с помощью компрессора того или иного типа. Сжатый хладагент направляется в конденсатор, который отводит тепло от хладагента в атмосферу или какой-либо жидкий хладагент. Сжатый хладагент переходит из газообразного состояния в жидкое в конденсаторе и по трубопроводу поступает в испаритель, где дозируется или расширяется в испарителе. Расширение охлаждающей жидкости высокого давления снижает температуру испарителя. Охлаждаемая жидкость прокачивается через теплообменник испарителя, и тепло передается хладагенту. Пар низкого давления возвращается в компрессор, и цикл хладагента начинается снова. Хладагент течет от теплообменника испарителя к нагрузке, где тепло передается хладагенту в теплообменнике нагрузки, а затем возвращается обратно в испаритель для повторения цикла.
Системы охлаждения с охлажденной водой
Сильные стороны чиллера заключаются в том, что он может создавать температуру хладагента намного ниже расчетной температуры по влажному или сухому термометру. Температура охлаждающей жидкости на выходе не так зависит от температуры окружающей среды.
Недостатком чиллера является то, что это довольно сложный механизм. Чиллеры стоят дороже, чем все другие виды охлаждающего оборудования. Они требуют специализированного периодического обслуживания и обученных сертифицированных специалистов по ремонту для правильной эксплуатации. Сами чиллеры создают дополнительную тепловую нагрузку от компрессоров, которая также должна отводиться в конденсаторе. Мощность, необходимая для работы чиллера, намного выше, чем у других типов систем охлаждения, рассмотренных выше. Работа чиллеров в холодную погоду требует специальных дополнительных компонентов на чиллере. Изменения нагрузки могут потребовать специальных средств управления и/или нескольких контуров чиллера для эффективной работы, что увеличивает общую стоимость оборудования.
Заключение
Как видите, существует множество типов систем охлаждения, способных удовлетворить ваши требования. Лучше всего привлечь специалиста по системе охлаждения на раннем этапе планирования, чтобы помочь вам выбрать лучшую систему, соответствующую вашим потребностям.
Для получения дополнительной информации Свяжитесь с Bruce Williams, HydroThrift Corporation, тел.: 330-264-7982
для более Система охлаждения . .
Как работает система охлаждения автомобиля?
Чтобы объяснить, как работает система охлаждения, необходимо сначала объяснить, что она делает. Все очень просто — система охлаждения автомобиля охлаждает двигатель. Но охлаждение этого двигателя может показаться гигантской задачей, особенно если учесть, сколько тепла вырабатывает автомобильный двигатель.
Подумай об этом. Двигатель небольшого автомобиля, движущегося по шоссе со скоростью 50 миль в час, будет производить примерно 4000 взрывов в минуту.
Наряду со всем трением движущихся частей, нужно сконцентрировать много тепла в одном месте. Без эффективной системы охлаждения двигатель нагревался и переставал работать в течение нескольких минут.
Современная система охлаждения должна охлаждать автомобиль при температуре окружающего воздуха 115 градусов, а также сохранять тепло зимой в -25 градусов.
Два типа охлаждения
В автомобилях существует два типа систем охлаждения: одна охлаждается жидкостью, а другая охлаждается воздухом. Двигатели с воздушным охлаждением почти ушли в прошлое и были торговой маркой старых Volkswagen Beetle, а также Chevy Corvair.
В новых мотоциклах используется воздушное охлаждение, но в автомобилях охлаждение двигателя воздухом применяется очень редко. Следовательно, в оставшейся части статьи мы будем иметь дело исключительно с системами жидкостного охлаждения.
Что происходит внутри…
Система жидкостного охлаждения работает за счет непрерывного пропускания жидкости через каналы в блоке цилиндров.
При помощи водяного насоса охлаждающая жидкость проталкивается через блок цилиндров. Проходя через эти каналы, раствор поглощает тепло двигателя.
После выхода из двигателя эта нагретая жидкость направляется к радиатору, где охлаждается потоком воздуха, поступающим через решетку радиатора автомобиля. Жидкость будет охлаждаться при прохождении через радиатор, снова возвращаясь к двигателю, чтобы забрать больше тепла двигателя и унести его
Между двигателем и радиатором находится термостат. Термостат регулирует то, что происходит с жидкостью в зависимости от температуры. Если температура жидкости падает ниже определенного уровня, раствор минует радиатор и вместо этого направляется обратно в блок двигателя.
Охлаждающая жидкость будет продолжать циркулировать до тех пор, пока не достигнет определенной температуры и не откроет клапан на термостате, позволяя ей снова пройти через радиатор для охлаждения.
Из-за сильного перегрева двигателя кажется, что охлаждающая жидкость может легко достичь точки кипения.
Тем не менее, система находится под давлением, чтобы предотвратить подобное происшествие. Когда система находится под давлением, охлаждающей жидкости намного труднее достичь точки кипения.
Однако иногда давление возрастает, и его необходимо сбросить, прежде чем оно разрушит шланг или прокладку. Крышка радиатора сбрасывает избыточное давление и жидкость, сохраняя ее в резервном бачке. После того, как жидкость в резервном баке остынет до приемлемой температуры, она возвращается в систему охлаждения для повторной циркуляции.
Убийственный охлаждающий агент: антифриз
Антифриз является неотъемлемой частью системы охлаждения. Состоящий из этиленгликоля антифриз выдерживает температуру в десятки градусов ниже нуля, при этом без закипания выдерживает температуру двигателя, превышающую 250 градусов.
Для большинства климатических условий смесь 50 % антифриза и 50 % воды является лучшей охлаждающей жидкостью. Если температура намного ниже нуля, лучше всего подойдет смесь из 75% антифриза и 25% воды, но такой процент концентрации является исключением, а не нормой.
Также важно отметить, что антифриз очень ядовит как для животных, так и для людей. Очень важно держать его подальше от животных, потому что их привлекает сладкий вкус жидкости, и они охотно ее пьют. При попадании в организм этиленгликоль образует кристаллы оксалата кальция, которые могут вызвать почечную недостаточность с последующей смертью.
Итак, не пытаясь звучать как голос мрака и обреченности, пожалуйста, будьте осторожны с антифризом и немедленно вытирайте любые капли или капли.
Систему охлаждения можно обслуживать, полностью слив старую охлаждающую жидкость и заменив ее свежим раствором. Промывка под давлением, которую должны выполнять профессионалы, удалит водную накипь вместе с остатками старой охлаждающей жидкости или осадка.
Когда система полностью промывается в одном направлении, механик часто дает ей обратную промывку, идущую в направлении, противоположном нормальному потоку жидкости. После того, как обратная промывка отработала, устанавливается новый термостат, и система снова заполняется свежим охлаждающим раствором.