介绍数据中心柴油发电机组的热管理系统（1）

        引言柴油发电机组正常的通风冷却是保证机组输出额定功率的必要条件。常规机组的冷却主要靠发动机前端的风扇对散热水箱进行冷却，它的风扇转速是保持不变的，风扇的通风量按柴油机最大散热量设计，其功耗约占发动机输出功率的5%左右。在北方冬天寒冷的环境中气温达到零下 35 ℃，机组启动时散热风扇从机房外吸入大量冷空气，不利于机房的保温和发动机的暖机  。机房内温度的骤冷还会对一些设备造成的损坏，如对低温比较敏感的部件，机房内的水管，油管等  。

        对一些大功率柴油发电机组有采用液力耦合器对散热风扇进行无级调速的应用案例。液力耦合器属于损耗功率的控制性调速设备，在运转过程中的功率损失会变成热量，所以它并不节能。而且其结构体积偏大，布置时对机组结构改变较大，配置成本也大。根据国家节能减排的政策，液力耦合器已经不适合目前市场使用。

针对柴油发电机组热管理的需求和以上的不足，设计了一种应用电控硅油风扇离合器自动控制柴油机风扇转速从而调整柴油机工作温度的风扇变速管理系统 。其主要优点有：精确控制水温，使水温在合理范围内；调整风扇的转速，减少风扇的功率消耗，降低油耗；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；降低机组噪音。

        1内容介绍1.1柴油发电机组热风管理系统技术实施方案见图1。该系统包括柴油机的控制模块ECU、电控硅油风扇离合器和柴油发电机组散热风扇。所述柴油机控制模块ECU是柴油发电机组的柴油机电子控制器，它能采集柴油机运行的各项技术参数，控制柴油机的喷油和速度调节。所述电控硅油风扇离合器包括智能控制模块CPU、PWM信号驱动装置、驱动保护电路、电磁线圈和阀片。硅油离合器的智能控制模块CPU与柴油机的ECU通过集成控制电缆进行联结通信  ，CPU读取柴油机ECU的温度和转速等数据，进行优化计算，输出控制信号，由PWM驱动器控制硅油离合器电磁线圈的吸合，从而驱动阀片的开闭角度，控制硅油进入工作腔油量，硅油离合器进行无级变速，最终实现风扇的速度调节和柴油发电机组热管理，从而达到自控和节能的目的。

柴油发电机组的热管理系统布置如图2所示。柴油发电机组由柴油机9，发电机12，散热水箱4，机座1及发电机组控制器13组成。柴油机驱动皮带轮2的通过皮带7带动从动轮6的转动；从而实现安装有电控硅油离合器风扇的转动；电控硅油风扇离合器3安装在风扇5的中间连接盘处。离合器智能控制控制模块CPU8通过集成控制电缆10与柴油机的ECU11进行连接； ECU传递的发动机温度和速度变化信号经硅油离合器控制器 CPU 运算后，由PWM驱动器对硅油离合器内部的电磁线圈吸合，并对阀片的开闭角度进行控制，从而控制硅油进入工作腔油量，最终实现风扇的速度变化和柴油发电机组热管理。

        1.2电控硅油离合器工作原理电控硅油离合器工作原理。开机初始状态，柴油机温度较低时，离合器智能控制模块CPU通过PWM信号驱动器控制电磁线圈断开，控制销驱动阀片处于关闭状态，即阀片封闭储油腔的出油孔使硅油无法进入工作腔。主动盘壳体与离合器的从动体前盖无法通过硅油有效的啮合，此时离合器处于分离状态。当柴油机运行变热以后，离合器智能控制模块CPU通过PWM信号驱动器控制电磁线圈吸合，控制销驱动阀片打开储油腔出油孔，储油腔内的硅油进入工作腔并充满主动板和从动体之间的迷宫槽。由于硅油具有很大的粘度，故主动板能通过硅油与从动体啮合，驱动风扇高速旋转，空气温度越高，出油孔开度越大，风扇转速就越快。冷却系统有效冷却机组并使温度降低。当温度降至控制点时，离合器智能控制模块CPU再次通过PWM信号驱动器控制电磁线圈断开，控制销驱动阀片处于关闭状态，工作腔内的硅油在离心力的作用下通过回油孔返回储油腔，离合器又处于分离状态。硅油风扇离合器就是这样实现风扇转速与发动机速度的相联变化。