Brodski hladnjak zraka za punjenje: kako radi
Brodski hladnjak napunjenog zraka (CAC, koji se naziva i međuhladnjak) je izmjenjivač topline postavljen između turbopunjača i cilindara motora na 2-taktnim i 4-taktnim brodskim dizelskim motorima. Njegov glavni zadatak: hlađenje vrućeg komprimiranog zraka s turbopunjačem prije nego što uđe u komore za izgaranje motora.
-Vrući komprimirani zrak izlazi iz turbopunjača
Turbopunjač komprimira usisni zrak kako bi povećao snagu motora. Kompresija naglo podiže temperaturu zraka, često 180 ~ 230 stupnjeva. Vrući zrak ima nižu gustoću; manje kisika za izgaranje, veće emisije NOₓ i toplinsko opterećenje motora.
-Prijenos topline unutar hladnjaka punjenja
Vrući zrak za punjenje struji preko snopova rebrastih cijevi. Morska voda/svježa voda za hlađenje teče unutar cijevi. Prijenosi topline iz vrućeg zraka → rebra → stijenka cijevi → rashladni medij. Temperatura zraka obično pada na 45-55 stupnjeva prije ulaza u motor.
-Gusti hladan zrak dovodi cilindre
Ohlađeni zrak postaje gušći, opskrbljujući više kisika za izgaranje goriva.
Dva tipa kruga hlađenja za brodski CAC
1. Hlađenje morskom vodom (izravno)
Rashladni medij: morska voda unutar cijevi, obično 90-10 kupronikal cijevi.
>Prednosti: jak kapacitet hlađenja.
>Protiv: opasnost od korozije, erozije-korozije, obraštanja; zahtijeva redovito čišćenje.
2. Hlađen svježom vodom (indirektan/zatvoreni krug)
Zatvorena svježa glikolna voda cirkulira kroz hladnjak punjenja; slatka voda se zatim hladi posebnim izmjenjivačem topline morske vode.
>Prednosti: manja korozija cijevi, dulji radni vijek CAC jezgre.
>Protiv: veći sustav, malo viša temperatura napunjenog zraka na izlazu.
Ključne prednosti rada hladnjaka zraka za punjenje
- Povećajte snagu motora
- Smanjite temperaturu ispušnih plinova i toplinski stres na dijelovima motora
- Smanjite stvaranje NOₓ (zadovoljava pravila o emisijama u more)
- Poboljšajte učinkovitost izgaranja goriva, nižu potrošnju goriva
Uobičajeni morski problemi u stvarnom svijetu
- Zaprljanje na zračnoj strani: uljna magla, naslage čađe blokiraju peraje → loše hlađenje, viša izlazna temperatura zraka
- Stvaranje kamenca na strani vode/biološko obraštanje mora smanjuje protok i prijenos topline
- Propuštanje cijevi: miješanje morske vode s usisnim zrakom uzrokuje rizik od korozije motora
