Marine Charge Air Cooler: Ako to funguje

Námorný chladič plniaceho vzduchu (CAC, tiež nazývaný intercooler) je výmenník tepla namontovaný medzi turbodúchadlom a valcami motora v 2-taktných a 4-taktných lodných dieselových motoroch. Jeho hlavnou úlohou je ochladiť horúci stlačený vzduch preplňovaný turbodúchadlom predtým, ako vstúpi do spaľovacích komôr motora.

-Z turbodúchadla vychádza horúci stlačený vzduch

Turbodúchadlo stláča nasávaný vzduch na zvýšenie výkonu motora. Kompresia prudko zvyšuje teplotu vzduchu, často o 180 až 230 stupňov. Horúci vzduch má nižšiu hustotu; menej kyslíka na spaľovanie, vyššie emisie NOₓ a tepelné zaťaženie motora.

-Prenos tepla vnútri chladiča plniaceho vzduchu

Horúci plniaci vzduch prúdi cez zväzky rebrovaných rúrok. Vo vnútri rúrok preteká morská/čerstvá chladiaca voda. Prenosy tepla z horúceho vzduchu → rebrá → stena rúry → chladiace médium. Teplota vzduchu zvyčajne klesá na 45-55 stupňov pred vstupom do motora.

-Valce s hustým prívodom studeného vzduchu

Ochladený vzduch sa stáva hustejším a dodáva viac kyslíka na spaľovanie paliva.

Dva typy chladiacich okruhov pre morské CAC

1. Chladenie morskou vodou (priame)

Chladiace médium: morská voda vo vnútri rúrok, zvyčajne 90-10 kupronickelových rúr.
>Výhody: silný chladiaci výkon.
>Nevýhody: riziko korózie, erózie-korózie, znečistenia; vyžaduje pravidelné čistenie.

2. Chladenie čerstvou vodou (nepriamy / uzavretý okruh)

Uzavretá čerstvá glykolová voda cirkuluje cez chladič plniaceho vzduchu; sladká voda je potom chladená samostatným výmenníkom tepla s morskou vodou.
>Výhody: menšia korózia trubice, dlhšia životnosť jadra CAC.
>Nevýhody: väčší systém, mierne vyššia výstupná teplota plniaceho vzduchu.

Kľúčové výhody prevádzky chladiča plniaceho vzduchu

- Zvýšte výkon motora
- Znížte teplotu výfukových plynov a tepelné namáhanie častí motora
- Odrežte tvorbu NOₓ (spĺňa pravidlá pre námorné emisie)
- Zlepšenie účinnosti spaľovania paliva, nižšia spotreba paliva

Bežné námorné problémy v reálnom svete

- Znečistenie na strane vzduchu: olejová hmla, usadeniny sadzí blokujú rebrá → slabé chladenie, vyššia výstupná teplota vzduchu
- Vodný kameň / morské biologické znečistenie znižuje prietok a prenos tepla
- Netesnosť trubice: primiešavanie morskej vody do nasávaného vzduchu spôsobuje riziko korózie motora