Guida al raffreddamento del generatore diesel per barche: dimensionamento dei radiatori e degli scambiatori di calore marini

Un peschereccio da 40 piedi che utilizza un gruppo elettrogeno da 20 kW per otto ore di refrigerazione immette circa 13 kW di calore dell'acqua nella camicia nel suo circuito di raffreddamento ogni ora di funzionamento. A quel caldo non importa che la sala macchine sia già a 48 gradi Celsius, che l'acqua di mare all'esterno sia a 31 gradi Celsius a fine estate o che la presa d'aria davanti al radiatore sia mezza bloccata da un parafango di riserva. Deve ancora lasciare la barca.

La maggior parte dei guasti al raffreddamento sulle navi di piccole e medie dimensioni sono guasti alle specifiche piuttosto che guasti al motore: un radiatore o uno scambiatore di calore scelto da un catalogo solo in base alla potenza in kilowatt, montato dove l'aria non può raggiungerlo, rivestito per il servizio nell'entroterra, quindi invitato a sopravvivere per un decennio di nebbia salina e vibrazioni costanti.

Condizioni di riferimento utilizzate ovunque: acqua di mare tropicale da 30 a 32 gradi Celsius, temperatura ambiente della sala macchine da 45 a 50 gradi Celsius, servizio continuo dall'80 al 100% della classificazione Prime.

Cosa richiede un generatore diesel per barca dal suo sistema di raffreddamento

Il generatore diesel di una barca deve mantenere la temperatura nominale del liquido di raffreddamento a carico continuo all'interno di un locale macchine chiuso, umido e carico di sale; il raffreddamento è quindi una delle cause più comuni di spegnimento dei gruppi elettrogeni marini dopo guasti elettrici e di carburante.

Il profilo di servizio è la prima vera differenza rispetto a qualsiasi applicazione stradale. Un’unità di riserva in un porto turistico può funzionare 50 ore all’anno, mentre la stessa macchina da 20 kW su un peschereccio funzionante può registrare 4.000 ore, e l’assorbimento di calore, i cicli di vibrazione e l’esposizione al sale si accumulano a quel ritmo.

• L'aria ambiente nella parte anteriore del nucleo: una sala macchine in una giornata calda raggiunge dai 48 ai 52 gradi Celsius, quindi il nucleo funziona con una differenza di temperatura molto più piccola di quanto presuppone la classificazione del catalogo.
• Percorso del flusso d'aria: le alette, una curva nel condotto o un'uscita di scarico vicina possono ridurre il flusso d'aria effettivo del 20-30%.
• Spazio: le sale macchine coprono il diametro della ventola e lo spessore del nucleo, quindi l'area frontale, le alette per pollice e il tipo di tubo determinano le prestazioni più della potenza nominale in kilowatt.
• Corrosione: un nucleo caldo asciuga i cristalli di sale sulle alette e ogni giunto alluminio-acciaio diventa una coppia galvanica una volta graffiato il rivestimento.
• Accesso al servizio: un nucleo che non può essere pulito sul posto viene pulito troppo tardi o non viene pulito affatto.

Produttori di radiatori per generatori diesel costieri/offshore Costruito per ambienti marini difficili, questo radiatore resiste alla corrosione dell'acqua salata e all'umidità elevata. Utilizzo di leghe di alluminio o rame di tipo marino con rivestimenti protettivi... Visualizza il prodotto →

Le navi che operano lungo la costa o in mare aperto necessitano dell'intero pacchetto di raffreddamento specifico per quell'ambiente, dal rivestimento del nucleo e dal materiale del telaio al mozzo della ventola e ai dispositivi di fissaggio, piuttosto che del solo radiatore.

Matematica sul carico termico: perché un gruppo elettrogeno marino non è un motore per camion

Solo circa un terzo dell'energia contenuta nel carburante diesel esce da un gruppo elettrogeno marino sotto forma di elettricità; circa un altro terzo esce con i gas di scarico, la parte restante deve essere eliminata dai circuiti di raffreddamento attraverso un radiatore o uno scambiatore di calore.

Un gruppo elettrogeno marino da 150 kW a carico nominale immette circa 95 kW nel circuito dell'acqua della camicia e circa 38 chilowatt nel postrefrigeratore dell'aria di sovralimentazione. Il motore di un camion della stessa potenza vede il flusso d'aria dell'autostrada attraverso un grande nucleo e trascorre la maggior parte della sua vita a carico parziale; l'unità marina funziona a velocità fissa, quasi a pieno carico, in aria ferma, spesso per migliaia di ore all'anno.

Dati approssimativi per un tipico gruppo elettrogeno marino a quattro tempi al carico nominale; i turni suddivisi con potenza, sistema di alimentazione e disposizione del postrefrigeratore.

Le unità che sembrano generose sulla carta spesso falliscono proprio a questo punto, perché un nucleo valutato a 25 gradi Celsius di aria ambiente perde un quinto o più della sua capacità in una sala macchine a 50 gradi.

Acqua grezza, raffreddata dalla chiglia o a circuito chiuso: tre circuiti, tre risposte al radiatore

Un generatore diesel marino scarica il suo calore attraverso uno dei tre circuiti e il circuito scelto decide da cosa deve essere costruito il nucleo, di quanto flusso d'aria ha bisogno e quanto spesso deve essere pulito.

Scambiatore di calore acqua grezza

L'acqua di mare passa attraverso un fascio tubiero e trasporta il calore fuori bordo mentre il lato del motore rimane nel liquido di raffreddamento trattato con glicole. È compatto, non necessita di una ventola di grandi dimensioni e si adatta agli scafi in cui il motore è posizionato in basso e il flusso dell'acqua di mare è affidabile. I suoi nemici sono le incrostazioni, i filtri intasati, la corrosione dei tubi e il congelamento durante il rimessaggio invernale.

Raffreddamento della chiglia

Il calore fuoriesce attraverso una griglia di tubi fissati allo scafo, in modo che l'acqua non entri nella barca. Le barche da lavoro che restano a galla tutto l'anno lo favoriscono, ma la griglia dello scafo necessita di protezione e di un'ispezione annuale, e i lunghi tubi aggiungono volume di refrigerante che la pompa deve spostare.

Radiatore a circuito chiuso con ventola

Un nucleo convenzionale, solitamente montato in remoto o canalizzato, respinge il calore nell'aria della sala macchine. Mantiene l'acqua di mare fuori dallo spazio macchine e funziona quando l'imbarcazione è rimessata a terra, ma richiede un'autentica area di ventilazione, condutture disciplinate e una ventola in grado di aspirare l'aria attraverso uno spazio ristretto.

Produttori di scambiatori di calore Progettate per il raffreddamento liquido-liquido, queste unità trasferiscono il calore dal liquido di raffreddamento del motore a una fonte d'acqua esterna, come una torre di raffreddamento o un sistema di acqua non depurata. Un'idea... Visualizza il prodotto →

Nebbia salina, vibrazioni e il costo reale della corrosione

Il rivestimento e il materiale del nucleo determinano se un radiatore marino raggiunge la sua dodicesima stagione o si guasta alla terza, e la differenza nel prezzo di acquisto è solitamente una frazione del costo di un alaggio non pianificato e di un giorno di noleggio perso.

La nebbia salina si deposita sulle alette calde, si secca formando cristalli e attacca qualsiasi bordo nudo di alluminio o acciaio. I giunti tra tubo e collettore e le giunture del serbatoio uniscono metalli diversi e la vibrazione torsionale del motore agisce su tali giunti fino a quando la fatica non si apre e il liquido di raffreddamento penetra nelle alette.

Produttori di radiatori per generatori per ambienti costieri Costruiti con materiali anticorrosione salina e rivestimenti protettivi, questi radiatori garantiscono prestazioni di lunga durata in ambienti umidi e salini. Ideale per porti, mari... Visualizza il prodotto →

La costruzione conta altrettanto. I nuclei in alluminio-plastica con serbatoi crimpati resistono bene alle vibrazioni ma dipendono interamente dalla qualità della crimpatura e della guarnizione, mentre i nuclei interamente in alluminio brasano il serbatoio alla testata e tollerano meglio i cicli termici quando il processo di brasatura è adeguatamente controllato.

Dimensionamento e riferimenti incrociati di un radiatore sostitutivo

Una sostituzione equivalente viene decisa da cinque misurazioni e da un controllo del materiale, mai dal codice prodotto stampigliato sul vecchio serbatoio.

Jiangsu Weichuang Radiatore Manufacturing Co., Ltd. costruisce radiatori per gruppi elettrogeni con struttura a tubi e alette, a piastre e alette, in alluminio-plastica e interamente in alluminio e fornisce sia linee di assemblaggio OEM che programmi di sostituzione, il che significa che la stessa fabbrica può rispondere con un riferimento incrociato standard o un nucleo personalizzato costruito in base a un disegno.

Domande frequenti sul raffreddamento del generatore diesel per barche

Quanto calore deve rimuovere il radiatore del generatore diesel di una barca?

Come cifra di lavoro, il circuito dell'acqua della camicia trasporta circa 0,6-0,7 kW di calore per ogni kilowatt di potenza elettrica a carico nominale, e il postrefrigeratore dell'aria di sovralimentazione aggiunge circa 0,25 kW per kilowatt sulle unità turbocompresse. Un gruppo elettrogeno da 60 kW chiede quindi al suo sistema di raffreddamento di perdere circa 50 kW.

Posso montare un radiatore automobilistico su un gruppo elettrogeno marino?

No. I nuclei automobilistici sono dimensionati per il flusso d'aria stradale e il carico intermittente, utilizzano serbatoi e disposizioni di montaggio diversi e non sono rivestiti per una costante esposizione al sale. L'unità funzionerà in modo accettabile al molo e si surriscalderà sotto carico sostenuto in una sala macchine calda.

Perché il mio gruppo elettrogeno si surriscalda solo all'ancora?

Perché sia ​​il flusso d'aria che quello dell'acqua di mare diminuiscono quando la nave si ferma. L'aria calda ricircola nella parte centrale, alghe e detriti caricano il filtro e la pompa dell'acqua non depurata perde l'adescamento. Misurare la velocità dell'aria e il flusso dell'acqua di mare prima di sostituire qualsiasi hardware.

Con quale frequenza è necessario pulire il radiatore di un generatore marino?

Ogni 500-1000 ore di funzionamento per servizi costieri, con un'ispezione annuale del rivestimento e un controllo della chimica del liquido refrigerante. Le unità in servizio polveroso o offshore dovrebbero essere ispezionate all'estremità più breve di tale intervallo.