Все генераторы по выработке электроэнергии нуждаются в охлаждении. Последнее может быть воздушным или жидкостным, что сказывается на ресурсе. Еще от вида системы зависит продолжительность работы без остановки. Рассмотрим отличия генераторов с воздушным и водяным охлаждением более детально, чтобы понимать плюсы и минусы обоих видов.
Важность охлаждения
Дизельные электростанции работают за счет сжигания топлива двигателем. Силовая установка передает крутящий момент на генератор. Последний состоит из якоря и статора с обмотками. Вращение ротора создает на витках напряжение, которое снимается щетками с токосъемных колец, стабилизируется и подается к потребителям. Сгорание топлива приводит к быстрому нагреву металла ДВС. Накопление электричества на витках альтернатора тоже нагревает конструкцию. Если допустить перегрев, произойдет тепловое расширение металла. Поршень или коленвал могут заклинить, повредив внутренние стенки. Потребуется разборка генератора, замена поршневой группы, вкладышей, шатунов, коленвала, проточка цилиндров. Еще повышенная температура негативно сказывается на других узлах, включая датчики, проводку, шланги, резиновые демпфирующие вставки. Они перегреваются, пересушиваются, теряют эластичность и прочность, сокращается их срок службы. Изолирующий лак обмотки может расплавиться, что приведет к короткому замыканию. Поэтому независимо от типа генератора необходима система охлаждения, которая защищает агрегат от перегрева. От ее вида зависят рабочие характеристики электростанции: максимальная выдаваемая мощность, время безостановочной работы, общий ресурс, уровень шума.
Воздушное охлаждение
В маломощных устройствах используется вентилятор, закрепленный на торце альтернатора. Он расположен на одном валу с ротором. Лопасти направлены таким образом, что вентилятор втягивает холодный внешний воздух через перфорацию. Поток обдувает двигатель и обмотку, выходя наружу с другой стороны конструкции. Технически решение очень простое, а потому недорогое. В более мощных версиях предусматривается дополнительная теплоотводящая шина и пластинчатый радиатор (как у видеокарты или процессора компьютера, только крупнее). Тепло по металлическому контуру переходит от ДВС и генератора к радиатору. Поток воздуха, создаваемый вентилятором, выгоняет его наружу во внешнюю среду. Привод вентилятора организовывается посредством ременной передачи от шкива двигателя.
Преимущества и недостатки
Генераторы с воздушным охлаждением дешевле, чем с жидкостным, поскольку требуется меньше деталей. Можно выделить такие преимущества:
- сниженная масса конструкции;
- уменьшенные габариты;
- отсутствие дополнительных затрат при эксплуатации;
- меньше элементов конструкции, поэтому реже поломки;
- повышенная ремонтопригодность.
Но система воздушного охлаждения требует периодической чистки вентилятора. Если конструкция содержит радиатор, последний постепенно зарастает пылью. Его нужно продувать или промывать. Лопасти создают дополнительный шум, мешающий, если электростанция расположена недалеко от пользователя. Основной минус ― генератор с воздушным охлаждением не рассчитан на длительную безостановочную работу. Исходя из мощности и конфигурации, он может беспрерывно вырабатывать электроэнергию 6-12 часов. Затем понадобится остановить станцию на 1-2 часа, чтобы детали остыли. Если электричества долго нет, придется просто ждать в темноте. На стройке это парализует рабочие процессы. Эксплуатация без вынужденных перерывов приводит к серьезным поломкам и дорогому ремонту. Срок службы таких устройств короче, чем с жидкостной системой. Поэтому они подойдут только для непродолжительных полевых, строительных работ. Или как резервный источник тока при отключениях на несколько часов.
Жидкостная система
Жидкостная система охлаждения устанавливается на промышленные версии (обычно с дизельными двигателями). Они рассчитаны на длительную безостановочную работу. В конструкции ДВС и альтернатора предусматриваются каналы («рубашка») для циркуляции жидкости. Она поглощает тепло от металла и передает его на внешний радиатор с сотами. Путем обдува вентилятором тепло удаляется во внешнюю среду. В качестве теплоносителя может быть: обычная вода, дистиллированная вода, масло, смесь этанола и дистиллированной воды. Последний вариант позволяет эксплуатировать крупную электростанцию на улице, поскольку антифриз не замерзнет. В контуре предусматривается защитный клапан, сбрасывающий лишнее давление, возникающее от пара. Для эксплуатации с водой в неотапливаемых помещениях есть версии с электроподогревом охлаждающей жидкости, который нужен на первых порах перед запуском. При нагреве антифриз увеличивается в объеме, поэтому в конструкции всегда есть расширительный бак. Циркуляция теплоносителя происходит за счет встроенного насоса, питающегося от генерируемой электроэнергии. Очень мощные ДВС позволяют подключать внешние насосы.
Преимущества и недостатки
Применение жидкостной системы охлаждения дает такие преимущества:
- электростанция способна вырабатывать повышенную мощность;
- ее легче запустить в холодное время года;
- установка может работать до 24 часов без остановки.
К недостаткам относится увеличенная сложность конструкции, что влечет удорожание производства. Масса версий с жидкостным охлаждением больше, как и габариты. Ремонт более дорогостоящий. Требуется периодическое обслуживание по замене антифриза, контроль уровня в расширительном бачке. ДГУ с жидкостным охлаждением применяются на строительных площадках для запитывания электроинструмента, освещения рабочей зоны. Служат постоянным источником энергии в сельской местности, куда не протянуты линии электропередачи. Подойдут как резервный источник тока для ТРЦ, производственного предприятия, отеля, магазина, больницы, спортклуба на случай длительного отключения электроэнергии.
