LT/HTラジエーターの解説：1台で2つの冷却回路

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大型のターボ過給エンジンの冷却回路は1つではなく2つあります。高温（HT）回路はシリンダージャケットとシリンダーヘッドの熱を高い温度で運び、低温（LT）回路はターボチャージャー後の給気、多くの場合はオイルも、はるかに低い温度で冷却します。LT/HTラジエーターは、この両方の熱を1台のユニットで外気へ放出します。本ガイドでは、回路が分かれている理由、2つのコイルの配置、そしてラジエーターの大きさを多くの場合LT回路が決める理由を解説します。

エンジンに2つの温度が必要な理由

ジャケット冷却水は高温でエンジンから出ていきます。ブロックが高温のほうが効率よく運転でき、エンジンメーカーも金属温度を一定に保ちたいからです。給気は事情が異なります。ターボチャージャーが給気を圧縮して加熱しますが、冷却して温度を1度下げるごとに密度が上がり、シリンダー内の空気量が増えて出力が高まり、窒素酸化物も低減します。そのため、給気冷却器には、ラジエーターが作れる限り低温の冷却水が必要です。

両者を1つの回路で混ぜると、給気が過熱するか、ジャケットが冷えすぎるかのどちらかになります。そのためエンジンには2つの回路があり、それぞれ専用のポンプ、流量と温度の制限、許容圧力損失を持っています。これらはエンジンメーカーがエンジンのデータシートに示しています。

1つのケーシングに2つのコイル

LT/HTラジエーターには、それぞれ独立したヘッダーと接続部を持つ2つのコイルが収まっており、2つの回路が混ざることはありません。通常は、2つのコイルを空気流に対して直列に配置し、LTコイルを空気入口側に置きます。最も冷たい空気が、それを必要とする回路に当たり、LTコイルで温められた空気が、はるかに高い温度で運転して問題のないHTコイルを通過します。もう一つの方法は、2つのコイルを並べて両方に外気が当たるようにするもので、ケーシングは幅広になりますが、LT回路はより低い空気温度を基準に運転できます。

2つのコイルは1組のファンと1つのケーシングを共有するため、2台の独立したラジエーターに比べて設置面積、フレーム、配線を節約できます。現場、輸送、レイアウトの条件によっては、2台の独立したラジエーターも妥当な選択肢です。エンジン側の回路はどちらの場合も同じです。

LT回路が大きさを決める理由

ラジエーターが放出できる熱量は、冷却水と外気の温度差で決まります。HT回路は十分な温度差を確保できます。一方、LT回路は、外気よりわずかに高いだけの温度の冷却水を給気冷却器へ届けなければならず、暑い日や高地ではその温度差はさらに小さくなります。温度差が小さいと、同じ負荷でも大きなコイル表面積と大きな風量が必要になるため、暑い地域ではLTコイルがユニットの大きな部分を占めることがよくあります。

そのため、お問い合わせでは周囲温度を正直にお知らせいただくことが重要です。設計周囲温度に数度加えるだけで、他のどの入力よりもLTコイルが大きく変わることがあります。エンジンメーカーはLT回路の制限値を、定められた周囲温度で示しています。現場より低い周囲温度で設計したラジエーターは、最も暑い日にその制限を超えてしまいます。

設計が満たすべき条件

ラジエーターは回路ごとに、放熱量、流量、入口・出口温度、許容冷却水圧力損失、グリコール混合液に合わせて設計します。冷却水側では、流速が、チューブの騒音や侵食を招くことなくエンジンメーカーの圧力損失の制限内に収まるよう確認します。空気側では、必要な総風量と騒音制限に合わせてファン群を選定し、リモートユニットには電動ファン（ACまたはEC、回転数制御付き）を使用します。熱設計はエンジンのデータシートに従い、ユニットは現場の耐圧と耐食クラスに合わせて製作します。

TECS Engineeringは、ガス・ディーゼル発電機セットおよびエンジン発電所向けに、横型・縦型リモートユニット、V型ユニット、小型セット向けの機械駆動式ユニットとして、LT/HTラジエーターを設計・製造しています。エンジンのデータシート、または2つの負荷、現場の周囲条件、設置上の制限をお送りいただければ、提案書で両回路をお示しします。

要点

HT回路：エンジンのジャケット、LT回路：給気と多くの場合オイル
2つのコイルは独立したヘッダーを備え、1つのケーシングと1組のファンに収まる
LTコイルは通常空気入口側に置かれ、最も冷たい空気に触れる
LTの温度差が小さいため、暑い地域ではLTコイルのほうが大きくなることが多い
各回路をそれぞれの流量、温度、圧力損失に合わせて設計
横型、縦型、V型、機械駆動式。ACまたはECファン

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お問い合わせ時にお送りいただきたい情報

エンジンのデータシート、または両回路の放熱量、流量、温度
各回路の許容冷却水圧力損失とグリコール混合液
現場の周囲温度（エンジンが全負荷を担う最も暑い日）、標高、湿度
設置形態：リモート横型、縦型、V型、またはエンジン搭載
騒音制限と測定距離
ファンの電源、耐食クラス、スペースの制限

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よくあるご質問

LTとHTは何の略ですか？

低温（Low Temperature）と高温（High Temperature）です。HT回路はエンジンのジャケットを、LT回路は給気と多くの場合オイルを冷却します。両回路は異なる温度で運転され、互いに分離されています。

1台のラジエーターで両方の回路をまかなえますか？

はい。LT/HTラジエーターは、それぞれ専用の接続部を持つ2つのコイルを1つのケーシングに収め、1組のファンで冷却します。回路は分離されたままです。

どちらの回路のほうが冷却が難しいですか？

LT回路です。冷却水の温度を外気温の近くに保つ必要があるためです。温度差が小さいと、大きなコイル表面積と大きな風量が必要になります。

LT/HTラジエーターは単回路のラジエーターより大きくなりますか？

同じエンジンの場合、両方の負荷を受け持つため、HT負荷のみのラジエーターより大きくなりますが、それぞれ専用のフレームとファンを持つ2台の独立したユニットよりは小さく、シンプルです。

実際の周囲温度が設計周囲温度より高い場合はどうなりますか？

まずLTの冷却水温度がエンジンメーカーの制限を超えて上昇し、給気が高温になって、エンジンは出力を下げるか警報を発します。設計周囲温度は、現場が全負荷時に迎える最も高い温度とすべきです。