контакты контакты
Каталог

Нужно ли устанавливать на гидростанцию охладитель ?

Для простых гидростанций, не рассчитанных на длительный режим работы, такой вопрос часто даже не стоит, но для промышленных решений охлаждение иногда жизненно необходимо. В этой статье мы постараемся ответить на вопрос, стоит ли тратить средства на охладитель или же можно обойтись без него.

Решение об установке маслоохладителя для гидростанции может быть принято только после оценки количества тепла, выделяемого установкой в масло и количества тепла, которое масло может рассеять без принудительного охлаждения. Тепло выделяется при потерях энергии, чем меньше эффективность гидростанции, тем больше энергии необходимо для борьбы с потерями, потери энергии обычно проявляют себя через выделение тепла, их можно оценить как :

Общая потеря энергии = потеря энергии в насосе + потеря энергии в клапанах + потеря энергии в трубах + другие потери

Иногда этот показатель называют тепловая нагрузка, и если он больше чем система может рассеять, то необходимо устанавливать маслоохладитель.

Откуда появляется тепло в гидростанции ?

Самое распространенная причина нагрева в гидравлической системе – это падение давления, то есть уменьшение давления при прохождении жидкости через гидравлические компоненты. Размер клапанов и труб системы очень важен для уменьшения нагрева жидкости, например клапан потока в CETOP3, настроенный на 80 л/мин при потоке 50 л/мин из входа А во вход Т может иметь потерю давления в 10 бар и выделять 0,9 кВт тепла. Выбор высоко-эффективных гидравлических насосов и моторов не менее важен, например если шестерёнчатый насос с приводом двигателя мощностью 11 кВт имеет КПД от 90 до 95 %, то это означает что выходная мощность насоса составляет от 10 до 10,5 кВт, а от 0,5 до 1 кВт энергии преобразуется в тепло. При проектировании новой системы можно оценить общее количество выделяемого тепла, для готовых же систем тепловая нагрузка может быть оценена с помощью простого измерения изменения температуры системы в процессе работы.

Сможет ли гидростанция рассеять достаточно тепла без маслоохладителя ?

Обычно размер гидравлического бака выбирается с учетом достаточного объема для охлаждения (см. статью "Как выбрать гидравлический бак"). Но так же важно учитывать режим работы гидростанции, система работающая 1 минуту с периодичностью в 1 час намного меньше нагревает масло и имеет достаточно время для его охлаждения по сравнению с системами, работающими непрерывно.

Потерю тепла гидравлическим баком можно оценить используя следующую формулу :

Потеря тепла в кВт = DT *S *0,016
Где :
DT – разница температуры масла и окружающей среды
S – площадь поверхности гидравлического бака (за исключением днища) м2.

Например если объем гидробака 55 л. площадь поверхности бака 1 м2 температура окружающей среды равна 20 С`, температура масла 60 С` получаем :

(60-20)*1*0,016 = 0,64
То есть гидробак может рассеять 0,64 кВт тепла.

Максимальная температура гидравлического масла зависит от его состава и присадок, но обычно температура выше 80 С` повреждает большинство уплотнений и прокладок а так же приводит к ухудшению производительности. На самом деле вся гидравлическая система рассеивает тепло, клапаны, трубы, фитинги, корпуса компонент и т.д. поэтому для расчета полных тепловых потерь необходимо учитывать всю площадь системы. По крайней мере в системах, где много труб и используются крупные гидроцилиндры, площадь их поверхности учитывать надо. Если количество тепла, рассеиваемого системой меньше производимого, то необходимо использовать маслоохладитель

Правильное проектирование гидравлической системы

Гидравлическая система может быть спроектирована таким образом, что количество источников тепла может быть минимизировано за счет правильного подбора клапанов и точной их настройки.

При проектировании гидравлический системы следует учитывать следующее :
  • Необходимо позаботиться о том, чтобы гидравлический насос не работал на полную мощность если система не используется. Это означает что разгрузочный клапан на линии слива должен срабатывать при падении давления, рекомендуется настроить клапан на минимальное значение перепада давления.
  • Замедление гидроцилиндра или гидромотора с помощью дросселя или клапана регулировки потока. Если в системе используется насос с не регулируемым рабочим объемом, использование ограничителя потока может увеличить давление в гидравлическом насосе выше установленного на разгрузочном клапане. Таким образом гидроцилиндр или гидромотор всего лишь замедлятся, так как часть гидравлической жидкости будет перенаправлено в бак через разгрузочный клапан. Правильный выбор гидравлического насоса в данной ситуации очень важен.
  • Клапаны нагрузки, установленные на слишком высокое давление могут потребовать чрезмерной нагрузки для срабатывания, поэтому гидравлический насос вынужден будет работать в более интенсивном режиме, чем это необходимо.
  • Размер трубопровода обычно недооценивают, особенно когда используются длинные шланги. Например шланг диаметром 3/8” и длиной 30 м с потоком 50 л/мин дает потерю давления в 15 бар.

Если ваша гидравлическая система будет работать непрерывно, в первую очередь необходимо убедиться в том, что она спроектирована таким образом, что может рассеивать выделяемое тепло, если это не так, то использование маслоохладителем необходимо, так как дает уверенность в том, что гидравлическая система не перегреется.

В качестве примера рассмотрим одну из выпускаемых нами моделей - гидростанцию для испытательного стенда НЭР32-25И40Т1Х-Г

Маслостанция, гидравлическая насосная станция, гидростанция с охладителем
Гидростанция НЭР32-25И40Т1Х-Г

На гидростанции испытательного стенда установлен охладитель, так как при ее проектировании необходимо было соблюсти следующий требования :

  • Возможность работы в тяжелом режиме
  • Компактное исполнение
  • Требования к параметрам гидрожидкости.

Последнее требование стоит рассмотреть подробнее. Гидростанция спроектирована для испытания гидроцилиндров на наличие утечек, выдерживаемое давление и функционирование, поэтому важно, чтобы испытания проходили в заданных параметрах, а также при определенной температуре рабочей жидкости, которая должна вписываться в допускаемый диапазон температур, чтобы получить максимально достоверный результат испытаний.
Именно эти требования к гидростанции обуславливают применение охладителя.