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エンジンは燃料の約3分の1を軸出力に変換します。もう3分の1は排気とともに出ていき、残りの大部分は冷却液、すなわちシリンダージャケット、給気クーラー、多くの場合はオイルクーラーを循環する水とグリコールの混合液に入ります。ラジエーターは、その冷却液が空気に熱を渡して再び循環できるようにする場所であり、年間で最も暑い日の全負荷時でも、エンジンをメーカーの温度限度内に保たなければなりません。
本ガイドでは、冷却回路、エンジン搭載型とリモート型という2種類のラジエーター、そして両者の選び分けを決める要素を説明します。
最新エンジンの冷却回路
小型のエンジンには回路が1つあります。ポンプが冷却液をエンジンに通してラジエーターへ送り、戻します。サーモスタットが温度を85〜95 °C前後に保ちます。数百キロワット以上の大型エンジンには回路が2つあります。高温(HT)回路はシリンダージャケットと給気クーラーの第1段を冷却し、90〜100 °Cでエンジンから出ます。低温(LT)回路は給気クーラーの第2段とオイルを冷却し、45〜60 °Cでエンジンに戻る必要があります。エンジンの定格と排出ガスは、冷たく密度の高い吸気に左右されるからです。
LT/HTラジエーターは、2つのコイルを1つのケーシングに収め、1列のファンの下に配置します。LTコイルは出口が外気温に最も近いため、空気流の最上流に置きます。各回路には、固有の流量、固有の出口温度、そしてエンジンメーカーによる外部圧力損失の限度があり、ラジエーターはそのすべてに同時に対応するよう設計されます。
エンジン搭載ラジエーター
従来の発電機セット用ラジエーターは、スキッド上のエンジンの前に立ち、ファンはベルトまたはシャフトを介してエンジンが駆動します。これが機械駆動式ラジエーターです。自己完結型で、電動ファンの電力も、制御盤も、配管も不要であり、開放型のプラントルームや屋外キャノピーに対するエンジンメーカーの標準パッケージです。ファンはエンジン出力の数パーセントを消費し、エンジンが回る間は常に回転して、エンジンルームを通して空気を吸い込みます。
この最後の点が限界です。閉じた部屋では、吸気開口部、排気ダクト、そしてその両方の消音器を、ファンの全風量に合わせて設計しなければならず、部屋は温まり、ファンは一定の回転数と一定の騒音レベルで運転されます。TECSは機械駆動式ラジエーターを、エンジンに合わせた縦型の完成パッケージとして製造しています。部屋、熱、騒音の条件が不利な場合は、リモートラジエーターが代わりを務めます。
リモートラジエーター
リモートラジエーターは、エンジンから離れた場所(建物の外、屋上、プラットフォーム上)に設置し、独自の電動ファンを備えます。冷却液は配管を通ってそこへ届き、エンジンルームではエンジンと発電機から放射される熱を換気するだけで済みます。ファンは補機電源から電力を得て、ECモーターまたは周波数変換器により、冷却液温度が求める速さでのみ回転します。涼しい日や部分負荷では、ファン動力は回転数の3乗で低下し、騒音レベルもそれに伴って下がります。
空調分野でドライクーラーと呼ばれるものと同じ機械で、エンジンメーカーの数値に合わせて設計されます。地面がある場所にはファンを上部に載せた横型、空気をダクトで導く場合はルーバーに向き合わせた縦型、多数のユニットが小さな敷地を共有する場合はV型です。高温、高地、粉塵、沿岸の現場は、原理ではなくサイズと材料を変えます。敷地境界での騒音規制値は、ファンの数を増やして低速にし、コイルを長くすることで満たします。
2つの選び分け
オープンスキッドで、騒音規制がなく、非常用の場合:エンジン搭載ラジエーターが、より単純で安価なパッケージです。エンジンが建物やコンテナの中にある、騒音に敏感な現場、複数のセットを並べる、常用または連続運転、エンジンルームが高温の場合:リモートラジエーター。多くの発電機セットメーカーは両方を提供し、設置条件に応じて選んでいます。TECSは同じエンジンデータシートに基づき、両方を設計・製造します。
提案をご希望の場合は、エンジンのメーカーと型式および冷却データシート、現場の外気温と標高、セットの設置場所、騒音規制値をお送りください。図面やデータシートは、ファイル転送ページからお送りいただくこともできます。
要点
- 冷却液は燃料エネルギーの約3分の1をラジエーターへ運びます
- 大型エンジンには約95 °CのHT回路と約50 °CのLT回路があります
- エンジン搭載ラジエーター:スキッド上のベルト駆動ファン、空気はエンジンルームを通る
- リモートラジエーター:電動ファン、離れて設置、外気を使用、回転数制御
- 各回路には、エンジンメーカーが定める固有の流量、温度、圧力損失の限度があります
- TECSは、単一回路またはLT/HTの両方の種類を、あらゆるエンジンメーカー向けに製造します
ラジエーターの設計をご依頼いただくには
- エンジンのメーカー、型式、定格と冷却データシート
- データシートが手元にない場合は、回路ごとの放熱量、流量、温度
- 冷却液の混合液と濃度
- 現場の外気温、湿度、標高
- セットの設置場所と、ラジエーターを置ける場所
- 騒音規制値とその距離、ファンの電源
よくあるご質問
リモートラジエーターとは何ですか？
エンジンから離れて設置する、独自の電動ファン付きの空冷式ラジエーターです。冷却液は配管を通ってそこへ送られ、空気に熱を渡した後に戻ります。同じユニットを空調分野ではドライクーラーと呼びます。
LT/HTとはどういう意味ですか?
低温と高温の意味で、最新エンジンの2つの冷却回路を指します。HTはシリンダーを、LTは給気とオイルを冷却します。LT/HTラジエーターは、その両方を1つのケーシングに収めています。
なぜエンジンメーカーは圧力損失を制限するのですか?
エンジン自身のポンプの揚程は決まっています。ラジエーターと配管がメーカーの許容を超えて揚程を使うと、エンジンを通る流量が減り、エンジンは過熱し、暑い日には停止するおそれがあります。
ラジエーターはエンジンからどれだけ離せますか?
数十メートルは一般的です。配管は、その圧力損失とラジエーターの圧力損失の合計がエンジンメーカーの限度内に収まるように選定します。さらに長い距離では、配管を太くするか、昇圧ポンプが必要です。
1台のラジエーターで複数のエンジンを賄えますか?
通常は各エンジンに専用のラジエーターを設け、あるエンジンの冷却が別のエンジンに左右されないようにします。ラジエーターのバンクを持つ共通の冷却回路は一部のプラントで使われますが、専用のポンプと制御が必要です。
お問い合わせ
熱負荷、流体温度と流量、周囲条件、設置上の制約をお送りください。設計提案にてご回答します。次の方法でもご連絡いただけます： WhatsApp。
