Базовые конструкции жидкостных подогревателей и воздушных отопителей. Устройство, техническое обслуживание и ремонт жидкостных подогревателей и воздушных отопителей

3Базовые конструкции жидкостных подогревателей и воздушных отопителей

Существуют две базовые конструкции современных жидкостных подогревателей и воздушных отопителей. Принципиальные различия состоят в способе подачи топлива в зону горения и образования факела.

Общим для обеих конструкций должно быть выполнение условия: для сокращения времени прогрева самого подогревателя и двигателя, выход ОЖ из подогревателя должен быть расположен в наиболее горячей зоне.

Первая конструкция подогревателя с распылительной камерой сгорания показана на Рис. 1

Базовые конструкции жидкостных подогревателей и воздушных отопителей. Устройство, техническое обслуживание и ремонт жидкостных подогревателей и воздушных отопителей

Топливо шестеренчатым насосом под давлением до 11.0 Атм. через форсунку подается в зону горения, конструкция которой обеспечивает оптимальное распыление топлива. Т.е. создаваемое насосом давление и конструкция форсунки обеспечивают полноту сгорания топлива. Розжиг пламени производится искрой от высоковольтного источника напряжения (ВИН).

Нагнетатель и топливный насос приводятся во вращение одним электродвигателем, что в принципе должно обеспечить стабильность коэффициента избытка воздуха при номинальных оборотах.

Управление факелом (включение и отключение подачи топлива) производится электромагнитным клапаном. Для подогрева топлива при запуске имеется электронагреватель.

Особенностью конструкции подогревателя с распылительной камерой сгорания является одна постоянная ступень тепловой мощности. Изменение оборотов электромотора нагнетателя и соответственно количества подаваемого воздуха и топлива на горение и его давления из-за не пропорциональности изменений производительности нагнетателя и топливного насоса приводит к дисбалансу режима горения и, как следствие изменяет, показатели экологичности выхлопа. Так при снижении напряжения до 20 В, обороты электродвигателя нагнетателя снижается на 15%, снижается давление в топливной системе и показатель экологичности ухудшается и выходит за границы допустимого. Поэтому у подогревателей фирмы Ebcrspracher напряжение, подаваемое на электродвигатель нагнетателя за счет широтно-импульсной модуляции, равняется 12 В.

Габариты подогревателя такой конструкции определяются длинной факела, который, в свою очередь, зависит от конструкции форсунки т.е. угла распыла и наличие в теплообменнике различных завихрителей.

Тепловая мощность подогревателя зависит от количества топлива сгораемого в подогревателе, которое зависит, в первую очередь, от проходных сечений в форсунке. Таким образом нижний предел тепловой мощности подогревателей ограничивается технологической возможностью обработки отверстий в форсунке.

Наиболее распространенный модельный ряд тепловых мощностей подогревателей это 23-30-35 кВт.

Верхний предел тепловой мощности практически технически не ограничен. Совершенно естественно повышенная тепловая мощность ведет к повышению потребления энергии аккумуляторной батареи (АБ) электромоторами нагнетателя и циркуляционного насоса, что ограничивает продолжительность его работы (по условию сохранения положительного баланса АБ). Основная область применения этих подогревателей — предпусковой прогрев двигателя. В случае необходимости обогрева обитаемых помещений, это возможно только при работающем на холостом ходу двигателе АТС.

Очевидно, что более «горячая» зона в подогревателе — это задний торец теплообменника и поэтому с целью сокращения времени прогрева ОЖ выход ее у подогревателя сделан именно в зоне заднего торца подогревателя. Аномалию составляет конструкция подогревателя DBW 2010 и его последователя подогревателя 15.8160. Где выход ОЖ сделан в начале теплообменника подогревателя, т.е. в более «холодной» зоне. Поэтому подогреватель 15.8160 имеет самые низкие показатели по скорости прогрева ОЖ среди всех конструкций подогревателей. Подогреватель DBW 2010 фирмой снят с производства почти 10 лет назад, и может быть в то время этот вопрос не имел принципиального значения.

Вторая конструкция подогревателя с испарительной камерой сгорания показана на Рис. 2.

Принципиальные отличия.

1.Системы подачи топлива и воздуха на горение разъединены и каждая из них управляется отдельно, что позволило обеспечивать стабильность режима горения при любом уровне тепловой мощности.

2.Топливовоздушная смесь создается не за счет распыления топлива форсункой, а за счет его испарения в горелке.

3.Возможность сохранять постоянство «коэффициента избытка воздуха» на горение независимо от выбранного уровня тепловой, мощности обеспечило главное преимущество этой конструкции — несколько ступеней тепловой мощности. Обычно это 3 или 4. Причем, при снижении уровня тепловой мощности пропорционально снижается и потребление энергии АБ.

4.Наиболее «горячая» зона в подогревателе это зона горелки, соответственно здесь расположен патрубок для выхода ОЖ.

Базовые конструкции жидкостных подогревателей и воздушных отопителей. Устройство, техническое обслуживание и ремонт жидкостных подогревателей и воздушных отопителей

Топливо плунжерным импульсным насосом подается на испаритель горелки, одновременно нагнетатель подает воздух на горение. Свеча накаливания производит предварительный прогрев зоны испарителя и топливно-воздушной смеси и ее воспламенение. После того как горение началось, свеча отключается. Количество топлива и воздуха на горение строго регламентировано в зависимости от режима горения и уровня тепловой мощности.

Конструкция горелки должна обеспечить оптимальную смешиваемость топливно-воздушной смеси. Чем интенсивнее обеспечивается этот процесс, тем полнее идет процесс горения, тем выше экологические и энергетические показатели подогревателя.

Тепловая мощность такого подогревателя напрямую зависит от размеров испарителя. Поэтому минимальная тепловая мощность зависит только от потребности в этой минимальной тепловой мощности.

Максимальная длинна ограничивается габаритами горелки и самого подогревателя. Габариты «факела» определяются размерами горелки и наличием специальных завихрителей, ограничивающих длину факела и обеспечивают более интенсивный нагрев ОЖ на первоначальной стадии разогрева ОЖ, именно в зоне выхода ОЖ из подогревателя- в передней части теплообменника. В этой конструкции подогревателя его максимальные габариты зависят только от тепловой мощности, т.е. его габариты должны обеспечить отвод созданной подогревателем тепловой энергии.

До недавнего времени, по опыту подогревателей Термо 90S и Гидроник 10 , считалось что максимальная тепловая мощность подогревателей с испарительной камерой сгорания — 9,5 кВт. С чем это связано? Видимых причин две:

1.Невозможность снять большую тепловую мощность с действующей конструкции горелок, особенно с горелки подогревателя TepMo90S фирмы Вебасто.

2.В отсутствии потребности в подогревателях тепловой мощности выше 9,5 кВт. Первым кто перешел этот рубеж были специалисты Шадринского Автоагрегатного Завода, создав подогреватель тепловой мощности 12 кВт- ПЖД12Б, затем специалисты ООО «Адвере» в подогревателе 14ТС достигли тепловой мощности 15,5 кВт и ведут работы по созданию подогревателя тепловой мощности 30 кВт. Учеными Казанского технологического университета во главе с профессором Глебовым Г.А. создан опытный подогреватель с испарительной камерой сгорания тепловой мощностью 27 кВт и возможностью плавного регулирования ее от 6-х до 28 кВт. Ведутся работы по повышению тепловой мощности до 35 кВт.

Главным преимуществом подогревателей с испарительной камерой сгорания является изменение тепловой мощности в широких пределах, что позволяет обеспечить как предпусковой подогрев двигателя, так и длительное поддержание теплового состояния двигателя и кабины, обеспечивая при этом положительный баланс АБ.

Оцените статью
REMKAM.RU
Добавить комментарий