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介绍数据中心柴油发电机组的热管理系统(2)

浏览数量:2     作者:本站编辑     发布时间: 2021-02-08      来源:本站

      离合器控制说明如下。

       离合器工作原理:控制器检测到发动机冷却水等温度后,控制器给离合器发出转速命令,并通过PWM%方式进行控制。

       PWM%控制原理:PWM%=高电平To/周期Tp × 100%(如图6所示)。

即当PWM%=100%时,控制阀关闭,工作腔的硅油在离心力的作用下,通过回油孔硅油甩回储油腔,此时风扇怠速运转;

       当PWM%=0%时,控制阀开启,硅油通过进油孔进入工作腔,风扇全速运转;当离合器响应无级变速时,PWM%值会时刻变化,以保证风扇速度满足散热要求并在该转速下稳定运转。

如图7所示,通过ECU 监控不同散热器组件的温度值:水箱,中冷器,空调冷凝器,废气冷却器,机油冷却器,燃油冷却器,液压油等。

       根据温度值与转速百分比的对应关系,ECU向离合器发出转速命令,通过PWM形式实现风扇转速控制。

霍顿硅油离合器采用失效保护措施:如果离合器断电,则全速运转。电控硅油离合器控制原理-Di 控制器控制如图 8 所示。通过ECU 监控不同散热器组件的温度值:水箱,中冷器,空调冷凝器,废气冷却器,机油冷却器,燃油冷却器,液压油等。

介绍数据中心柴油发电机组的热管理系统(2)

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       根据温度值与转速百分比的对应关系,Di控制器向离合器发出转速命令,通过PWM形式实现风扇转速控制。

       霍顿硅油离合器采用失效保护措施:如果离合器断电,则全速运转。

       1.3热管理系统的技术效果柴油发电机组热管理系统的技术效果如表1所示。

       某型号柴油发电机组,额定输出功率2 000 kW,固定风扇转速1 500 r/min,风扇消耗柴油机功率75 kW。改装柴油发电机组热管理系统,采用两组电控硅油风扇离合器+风扇+冷却水箱的热管理系统,配置的风扇+硅油离合器功耗34 kW×2,为68 kW,在全速运行时已经比原来节能10%。当冷机状态机组初始启动,离合器处于分离状态,风扇的转速只有350 r/min,消耗功率2 kW×2,节能效果非常明显,同时也使柴油机快速热机,减少机械磨损。在北方冬天的环境下可保持机房的温度。当发电机组不是运行在满负载状态时,柴油机的温度也会下降,这时风扇转速同步下降,风扇消耗功率下降。机组75%负载时,风扇转速下降为1 270 r/min,风扇消耗功率26 kW×2; 机组50%负载时,风扇转速下降为910 r/min,风扇消耗功率13.3 kW×2。随着风扇转速的下降,机组运行的噪声也相应下降,1米处噪声下降3~5分贝  。

       柴油发电机组的热管理系统可以降低油耗、减少排放、延长发动机的使用寿命,有较好的经济效益和社会效益 [7-8] 。风扇风量计算公式如下,第一行是风量,第二行是静压,第三行是功率。

       例如,1 150 mm风扇在转速1 450 r/min转速下的风量是15.5 m 3 /s,根据计算公式,当风扇转速为1 430 r/min时,风扇的风量=15.5 × (1 430/1 450)=15.28 m 3 /s。

       从上面的例子也可以看出,风扇的转速降低 20 r/min,风量只减少0.22 m 3 /s,对冷却性能的影响很小。

       柴油发电机组热管理系统:电控硅油风扇去优化冷却系统有以下优点。

(1)改善燃油经济性,如图9和图10所示,电控硅油离合器能够根据发动机冷却需要响应不同的转速,减少不必要的功率消耗,节省燃油,降低排放。(电磁离合器是开关式,当离合器啮合时相当于直连风扇驱动)。

(2)降低噪音,当风扇转速降低 30%时,降低的风扇噪音为:7.2 dB @ 1m;5.8 dB @ 3m。

(3)更多的有效功率,提高机组效率。

(4)改善低温气候操作性能,精确感应发动机水温,同步控制风扇转速,有效控制机房温度。

(5)降低发动机排放,实现节能环保。

(6)降低散热器堵塞,提高散热效果。

(7)降低传动系统的负荷,减少柴油机的机械磨损,可以提高风扇轴承、传动皮带等附件的使用寿命;硅油风扇离合器近乎无损,可靠性大幅提高。

(8)减少尘土等产生。

2结束语该柴油发电机热管理系统结构简单,安装方便,适用于北方寒冷气候;实现了节能环保,提高了机组使用寿命,且成本较低。


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