Морски въздушен охладител за зареждане: как работи

Морският охладител на зареждания въздух (CAC, наричан още междинен охладител) е топлообменник, монтиран между турбокомпресора и цилиндрите на двигателя на 2-тактови и 4-тактови корабни дизелови двигатели. Неговата основна задача: охлажда горещ компресиран въздух с турбокомпресор, преди да влезе в горивните камери на двигателя.

-Горещ сгъстен въздух от турбокомпресора

Турбокомпресорът компресира входящия въздух, за да увеличи мощността на двигателя. Компресията рязко повишава температурата на въздуха, често 180 градуса ~ 230 градуса. Горещият въздух има по-ниска плътност; по-малко кислород за горене, по-високи емисии на NOₓ и термично натоварване на двигателя.

-Пренос на топлина вътре в охладителя на заредения въздух

Горещият въздух за зареждане тече през снопове оребрени тръби. Вътре в тръбите тече морска/прясна охлаждаща вода. Пренос на топлина от горещ въздух → ребра → стена на тръба → охлаждаща среда. Температурата на въздуха обикновено пада до 45-55 градуса преди входа на двигателя.

-Цилиндрите подава плътен хладен въздух

Охладеният въздух става по-плътен, доставяйки повече кислород за изгаряне на гориво.

Два вида охладителни кръгове за морски CAC

1. Охлаждане с морска вода (директно)

Охлаждаща среда: морска вода в тръби, обикновено 90-10 мелхиорни тръби.
>Плюсове: силен охлаждащ капацитет.
>Минуси: риск от корозия, ерозия-корозия, замърсяване; изисква редовно почистване.

2. Охлаждане с прясна вода (индиректно / затворена верига)

Затворената прясна гликолова вода циркулира през охладителя на зареждащия въздух; прясната вода след това се охлажда от отделен топлообменник за морска вода.
>Плюсове: по-малко корозия на тръбата, по-дълъг експлоатационен живот на сърцевината CAC.
>Недостатъци: по-голяма система, малко по-висока температура на изходящия заряден въздух.

Основни предимства от работата на охладителя на зареждащия въздух

- Увеличете мощността на двигателя
- Намалете температурата на отработените газове и топлинното напрежение върху частите на двигателя
- Намаляване на образуването на NOₓ (отговаря на правилата за морски емисии)
- Подобряване на ефективността на изгаряне на гориво, по-нисък разход на гориво

Често срещани морски проблеми в реалния свят

- Замърсяване от въздушната страна: маслена мъгла, отлагания от сажди блокират перките → лошо охлаждане, по-висока температура на изходящия въздух
- Водният котлен камък/биообрастването в морето намалява потока и преноса на топлина
- Изтичане на тръба: смесването на морска вода с входящия въздух причинява риск от корозия на двигателя