RU2128802C1

RU2128802C1 - Method of controllable cooling of oil and air cooling apparatus for realization of this method

Info

Publication number: RU2128802C1
Application number: RU97108059/06A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Белоусов; И.П. Пахомов; И.Н. Журавлева; П.В. Кустов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Газовая и холодильная техника"
Priority date: 1997-05-15
Filing date: 1997-05-15
Publication date: 1999-04-10

Abstract

FIELD: oil cooling systems and apparatus. SUBSTANCE: oil cooling temperature control within preset working range is effected through change of flow rate of cooling air. Cooling air flow is fed by fan equipped with AC electric drive to surface of recuperative heat exchanger. Air flow rate is changed through change of fan speed. Temperature of oil being cooled is measured and its magnitude is transmitted to modulator by means of electric connections. In case of deviation from preset range, modulator changes frequency of alternating current supplied to fan electric drive. EFFECT: smooth temperature control; enhanced economical efficiency and durability of equipment. 12 cl, 6 dwg

Description

Группа изобретений, характеризуемая единым изобретательским замыслом, относится к холодильной технике, а более конкретно к способам охлаждения (а также к аппаратам воздушного охлаждения) в таких системах, в которых хладоагентом является воздух, в частном случае к способам воздушного охлаждения масла. The group of inventions, characterized by a single inventive concept, relates to refrigeration, and more specifically to cooling methods (as well as air coolers) in such systems in which the refrigerant is air, and in particular, to methods for air cooling of oil.

Известны способы охлаждения масла путем подачи воздушного потока посредством вентилятора в рекуперативный аппарат воздушного охлаждения с раздающим и собирающим коллекторами для масла (см. журнал "Газовая промышленность", N 1, 1985, с.22 - 23). Known methods of cooling oil by supplying an air stream through a fan to a recuperative air-cooling apparatus with distributing and collecting manifolds for oil (see the journal "Gas industry", N 1, 1985, p.22 - 23).

В данном способе операция регулирования температуры масла не раскрыта. In this method, the operation of regulating the temperature of the oil is not disclosed.

В этом способе отсутствуют средства, обеспечивающие в условиях низких температур окружающей среды гарантированный прогрев теплообменных поверхностей, что на практике приводит к возникновению термических ударов, к значительному повышению сопротивления масляной полости и соответственно давления масла вследствие резкого его охлаждения при поступлении на холодную поверхность; в результате имеют место случаи разгерметизации аппарата и выхода его из строя. В рассматриваемом способе отсутствуют описания регулирования температуры масла, а также операции пуска аппарата воздушного охлаждения в условиях низких температур окружающей среды, поэтому технический результат, достигаемый предложенным способом, в данном способе получен быть не может. In this method, there are no means providing guaranteed warming of heat-exchange surfaces at low ambient temperatures, which in practice leads to thermal shocks, to a significant increase in the resistance of the oil cavity and, accordingly, the oil pressure due to its sharp cooling upon arrival on a cold surface; as a result, there are cases of depressurization of the apparatus and its failure. In the method under consideration, there are no descriptions of the regulation of the oil temperature, as well as the operation of starting the air cooling apparatus at low ambient temperatures, therefore, the technical result achieved by the proposed method cannot be obtained in this method.

Известны также способы регулируемого охлаждения масла путем подачи воздушного потока посредством вентилятора с электроприводом переменного тока в рекуперативный аппарат воздушного охлаждения с раздающим и собирающим коллекторами для масла при регулировании температуры масла в заданном рабочем интервале путем изменения расхода воздуха. При этом пуск аппарата воздушного охлаждения в условиях низких температур окружающей среды осуществляют с помощью подвода тепла к внутренним поверхностям аппарата и последующей подачи на теплообменную поверхность нагретого масла, предварительно циркулирующего по замкнутому контуру, имеющему внешний источник тепла (см. "Техническое описание и инструкция по монтажу, эксплуатации и уходу за группой маслоохладителей зимнего исполнения типа 06-10", Будапешт, 1979, с.4 - 9 и чертеж 3421-Lk-1). There are also known methods of controlled cooling of oil by supplying an air flow through an AC electric fan to a recuperative air-cooling apparatus with distributing and collecting oil collectors for controlling the oil temperature in a given working interval by changing the air flow rate. In this case, the start of the air cooling apparatus at low ambient temperatures is carried out by supplying heat to the internal surfaces of the apparatus and then supplying heated oil to the heat exchange surface, previously circulating in a closed circuit with an external heat source (see "Technical description and installation instructions , operation and maintenance of a group of winter-type oil coolers, type 06-10 ", Budapest, 1979, pp. 4 - 9 and drawing 3421-Lk-1).

В данном способе регулирование температуры масла осуществляют путем изменения расхода воздуха периодическим включением-выключением вентиляторов, либо посредством системы жалюзи с ручным приводом, устанавливаемых на пути воздушного потока. Последние обуславливают повышенное аэродинамическое сопротивление воздушного тракта и применение металлоемкости и неудобной в эксплуатации конструкции жалюзи. Кроме того, с помощью таких жалюзи невозможно осуществить автоматическое регулирование и достичь плавности регулировки, так как пластины жалюзи с помощью механизма ручного привода могут быть фиксированы только в 7 положениях - угол наклона пластин от 0^o до 90^o через каждые 15^o.In this method, the temperature control of the oil is carried out by changing the air flow by periodically turning the fans on or off, or by means of a manually operated blinds system installed in the air flow path. The latter determine the increased aerodynamic drag of the air path and the use of metal and inconveniently designed shutters. In addition, with the help of such blinds it is impossible to carry out automatic regulation and achieve smooth adjustment, since the louvre plates using the manual drive mechanism can be fixed only in 7 positions - the angle of inclination of the plates from 0 ^o to 90 ^o every 15 ^o .

В этом способе при уменьшении расхода воздуха с помощью прикрытия жалюзи вентилятор продолжает работать с постоянным максимальным числом оборотов, например 1500 об/мин, и с максимальным потреблением электроэнергии. В таком способе при значительном прикрытии жалюзи существует опасность перевода вентилятора в неблагоприятный режим работы (помпаж вентилятора), что может привести к выходу его из строя. In this method, while reducing the air flow by covering the blinds, the fan continues to operate at a constant maximum speed, for example 1500 rpm, and with maximum power consumption. In this method, with a significant covering of the blinds, there is a danger of the fan entering into an unfavorable mode of operation (fan surging), which can lead to its failure.

Регулирование же с помощью периодического включения-выключения вентиляторов приводит к резким изменениям температуры охлаждаемого масла (не обеспечивает плавности регулирования), также экономически нецелесообразно (большие пусковые токи) и приводит к нестабильной работе и повышенному износу оборудования. Regulation with the help of periodic on-off fans leads to sharp changes in the temperature of the cooled oil (does not provide smooth regulation), is also economically impractical (high starting currents) and leads to unstable operation and increased wear of the equipment.

При осуществлении данного способа предварительную циркуляцию по замкнутому контуру осуществляют без подачи масла в коллекторы, а подвод тепла ведут путем конвективного теплообмена между внутренней поверхностью аппарата и горячим воздухом, подаваемым автономным вентилятором через автономные электрокалориферы. When implementing this method, the preliminary circulation in a closed circuit is carried out without supplying oil to the manifolds, and heat is supplied by convective heat exchange between the internal surface of the apparatus and the hot air supplied by an autonomous fan through autonomous electric heaters.

Все это в конечном итоге приведет к большим энергозатратам и технический результат, достигаемый изобретением, в описываемом способе получен быть не может. All this will ultimately lead to high energy consumption and the technical result achieved by the invention cannot be obtained in the described method.

Задача изобретения - создание способа, обеспечивающего плавное автоматическое регулирование температуры охлаждаемого масла при достижении экономичности и долговечности работы оборудования в различных климатических зонах. The objective of the invention is the creation of a method that provides smooth automatic control of the temperature of the cooled oil while achieving efficiency and durability of the equipment in various climatic zones.

Основной технический результат - обеспечение плавного автоматического регулирования температуры охлаждаемого масла с одновременным повышением экономичности и долговечности оборудования в широком диапазоне изменения температур окружающей среды. The main technical result is the provision of smooth automatic control of the temperature of the cooled oil while increasing the efficiency and durability of equipment in a wide range of ambient temperature changes.

Дополнительный технический результат - повышение эксплуатационной надежности аппарата воздушного охлаждения и уменьшение расхода энергии в период его запуска в условиях низких температурах окружающей среды. An additional technical result is an increase in the operational reliability of the air-cooling apparatus and a decrease in energy consumption during its launch at low ambient temperatures.

Основной технический результат достигается тем, что в способе регулируемого охлаждения масла путем подачи воздушного потока посредством вентилятора с электроприводом переменного тока в рекуперативный аппарат воздушного охлаждения с раздающим и собирающим коллекторами для масла при регулировании температуры охлаждаемого масла в заданном рабочем интервале путем изменения расхода охлаждающего воздуха, изменение расхода охлаждающего воздуха ведут посредством изменения числа оборотов вентилятора, при этом измеряют температуру охлаждаемого масла и с помощью электрической связи передают ее значение на модулятор, которым при отклонении этого значения от заданного интервала изменяют частоту переменного тока, подаваемого на электропривод. The main technical result is achieved by the fact that in the method of controlled oil cooling by supplying an air flow through an AC electric fan to a recuperative air cooling apparatus with distributing and collecting oil manifolds while regulating the temperature of the oil to be cooled in a given operating interval by changing the flow rate of cooling air, a change the flow of cooling air is carried out by changing the speed of the fan, while measuring the cooling temperature of the supplied oil and by means of electric communication transfer its value to the modulator, which, when this value deviates from the specified interval, changes the frequency of the alternating current supplied to the electric drive.

Тот же технический результат в частных случаях достигается тем, что в способе охлаждения масла, характеризуемом вышеперечисленными признаками, устанавливают отклонение температуры охлаждаемого масла от заданного рабочего интервала не превышающим ± 0,5^oC; при низких температурах окружающей среды число оборотов вентилятора устанавливают равным 5 - 50 об/мин.The same technical result in particular cases is achieved by the fact that in the method of oil cooling, characterized by the above characteristics, set the temperature deviation of the oil to be cooled from a given operating interval not exceeding ± 0.5 ^o C; at low ambient temperatures, the fan speed is set to 5-50 rpm.

Дополнительный технический результат достигается тем, что в способе, характеризуемом признаками, необходимыми для основного технического результата, при низких температурах окружающей среды перед подачей потока масла в рекуперативный аппарат воздушного охлаждения производят регулируемый предварительный нагрев коллекторов и теплообменной поверхности аппарата ; перед подачей воздушного потока осуществляют предварительную циркуляцию масла по замкнутому контуру, имеющему внешний источник тепла, путем подачи масла через раздающие и собирающие коллекторы в обход теплообменной поверхности; предварительную циркуляцию масла начинают при достижении поверхностью охладителя температуры, удовлетворяющей условию
t_по = t_м ± (10-20),^oC,
где t_по - температура теплообменной поверхности аппарата в градусах Цельсия;
t_м - температура масла в градусах Цельсия;
предварительную циркуляцию масла заканчивают при достижении им температуры, удовлетворяющей условию:
t_м = t_р ± (10-20),^oC,
где t_м - температура масла в контуре предварительной циркуляции в градусах Цельсия;
t_р - рабочая температура масла на воде в аппарат воздушного охлаждения.An additional technical result is achieved by the fact that in a method characterized by the features necessary for the main technical result, at low ambient temperatures, before supplying the oil flow to the recuperative air-cooling apparatus, adjustable preheating of the collectors and the heat-exchange surface of the apparatus is performed; prior to supplying the air flow, oil is pre-circulated in a closed circuit having an external heat source by supplying oil through distributing and collecting manifolds bypassing the heat exchange surface; preliminary oil circulation is started when the surface of the cooler reaches a temperature that satisfies the condition
_at t = t _m ± (10-20), ^o C,
where t _on is the temperature of the heat exchange surface of the apparatus in degrees Celsius;
t _m - oil temperature in degrees Celsius;
the preliminary circulation of the oil is completed when it reaches a temperature that satisfies the condition:
t _m = t _p ± (10-20), ^o C,
where t _m is the temperature of the oil in the preliminary circulation circuit in degrees Celsius;
t _p - the operating temperature of the oil on the water in the air cooling apparatus.

Известны аппараты воздушного охлаждения содержащие рекуперативный охладитель с по крайней мере одной секцией, состоящей из поверхности теплообмена и примыкающих к ней раздающего и собирающего коллекторов для охлаждаемой среды, а также по меньшей мере один вентилятор для подачи на теплообменную поверхность охлаждающей среды, имеющий электропривод переменного тока (см. журнал "Газовая промышленность", N 1, 1985, с.22 - 23). Known air cooling apparatuses comprising a recuperative cooler with at least one section consisting of a heat exchange surface and adjacent distributing and collecting manifolds for the medium to be cooled, as well as at least one fan for supplying a cooling medium to the heat exchange surface having an AC electric drive ( see the journal "Gas industry", N 1, 1985, S. 22 - 23).

Рекуперативный охладитель данного аппарата может иметь несколько секций, поверхность теплообмена выполнена пластинчато-ребристой. The recuperative cooler of this unit may have several sections, the heat exchange surface is made of plate-ribbed.

О средствах регулирования температуры охлаждаемой среды в данном аппарате нет данных, поэтому технический результат, достигаемый изобретением, получить в этом аппарате невозможно. On the means of regulating the temperature of the refrigerated medium in this device there is no data, therefore, the technical result achieved by the invention is impossible to obtain in this device.

Известны также аппараты воздушного охлаждения, содержащие рекуперативный охладитель с по крайней мере одной секцией, состоящей из поверхности теплообмена и примыкающих к ней раздающего и собирающего коллекторов для охлаждаемой среды, по меньшей мере один вентилятор для подачи на теплообменную поверхность охлаждающей среды, имеющий электропривод переменного тока, а также устройство для регулирования температуры охлаждаемой среды (см. "Технические описание и инструкция по монтажу, эксплуатации и уходу за группой маслоохладителей зимнего исполнения типа 06-10", Будапешт, 1979, с.4-9 и чертеж 3421-Lk-1). Данный аппарат принят за прототип. Air cooling apparatuses are also known, comprising a recuperative cooler with at least one section consisting of a heat exchange surface and adjacent distributing and collecting manifolds for a cooled medium, at least one fan for supplying a cooling medium having an AC electric drive to the heat exchange surface, as well as a device for regulating the temperature of the refrigerated medium (see "Technical description and installation, operation and maintenance instructions for a group of winter oil coolers 06-10 type of "performance, Budapest, 1979, 3421 s.4-9 and drawing-Lk-1). This unit is taken as a prototype.

В этом аппарате предусмотрены несколько охладителей, все раздающие (а также собирающие) коллекторы охладителей объединены общим раздающим (собирающим) трубопроводом, а поверхность теплообмена выполнена трубчатой, при этом внутрь коллекторов введены электронагревательные элементы. Several chillers are provided in this apparatus, all distributing (as well as collecting) collectors of coolers are combined by a common distributing (collecting) pipeline, and the heat exchange surface is made tubular, while electric heating elements are introduced into the collectors.

В указанном аппарате на воздушном тракте предусмотрена система жалюзи с ручным приводом, позволяющая регулировать расход охлаждающего воздуха. In the specified device on the air duct there is a system of blinds with a manual drive that allows you to adjust the flow of cooling air.

Эта система металлоемка, требует ручного привода для регулирования и не обеспечивает автоматического плавного изменения температуры охлаждаемой среды. This metal-consuming system requires a manual drive for regulation and does not provide an automatic smooth change in the temperature of the medium to be cooled.

Осуществить запуск такого охладителя в условиях низких температур окружающей среды можно лишь при больших затратах электроэнергии, так как в указанном охладителе разогрев коллекторов ведут путем конвективного теплообмена между маслом, нагреваемом погруженными в него электронагревательными элементами, и корпусом коллектора, разогрев теплообменной поверхности - путем конвективного теплообмена между наружной поверхностью секций и горячим воздухом, подаваемым автономными вентиляторами через автономные электрокалориферы. При этом велики потери тепла в окружающую среду вследствие негерметичности охладителя и отсутствия на нем изоляции. It is possible to start such a cooler at low ambient temperatures only at high energy costs, since in the specified cooler the collectors are heated by convective heat transfer between the oil heated by the electric heating elements immersed in it and the collector body, the heat-exchanging surface is heated by convective heat transfer between the outer surface of the sections and hot air supplied by autonomous fans through autonomous electric heaters. At the same time, heat losses to the environment are large due to the leakage of the cooler and the absence of insulation on it.

Задача изобретения - создание аппарата воздушного охлаждения, обеспечивающего плавное автоматическое регулирование температуры охлаждаемой среды при достижении экономичности и долговечности работы оборудования в различных климатических зонах. The objective of the invention is the creation of an air cooling apparatus that provides smooth automatic control of the temperature of the medium to be cooled while achieving cost-effectiveness and durability of equipment in various climatic zones.

Основной технический результат - обеспечение плавного автоматического регулирования температуры охлаждаемого масла с одновременным повышением экономичности и долговечности оборудования в широком диапазоне температур окружающей среды. The main technical result is the provision of smooth automatic control of the temperature of the cooled oil while increasing the efficiency and durability of equipment in a wide range of ambient temperatures.

Первый дополнительный технический результат - интенсификация процесса предварительного нагрева охладителя при автоматическом регулировании мощности в зависимости от температуры охладителя. The first additional technical result is the intensification of the process of pre-heating the cooler with automatic power control depending on the temperature of the cooler.

Второй дополнительный технический результат - повышение эксплуатационной надежности с одновременным уменьшением расхода энергии при запусках в условиях низких температур окружающей среды. The second additional technical result is an increase in operational reliability while reducing energy consumption during startups at low ambient temperatures.

Основной технический результат достигается тем, что в аппарате воздушного охлаждения, содержащем рекуперативный охладитель с по крайней мере одной секцией, состоящей из поверхности теплообмена и примыкающих к ней раздающего и собирающего коллекторов для охлаждаемой среды по меньшей мере один вентилятор для подачи на теплообменную поверхность охлаждающей среды, имеющей электропривод переменного тока, а также устройство для регулирования температуры охлаждаемой среды, последнее выполнено в виде установленного на магистрали, выходящей из собирающего коллектора, термодатчика, электрически связанного через микропроцессорный регулятор с модулятором, который, в свою очередь, электрически подключен к электроприводу переменного тока. The main technical result is achieved by the fact that in the air cooling apparatus comprising a recuperative cooler with at least one section, consisting of a heat exchange surface and adjacent distributing and collecting manifolds for the medium to be cooled, at least one fan for supplying a cooling medium to the heat exchange surface, having an AC electric drive, as well as a device for regulating the temperature of the cooled medium, the latter is made in the form of installed on the highway, exiting th of the collecting collector, a temperature sensor, electrically connected through a microprocessor controller with a modulator, which, in turn, is electrically connected to an AC electric drive.

Первый дополнительный технический результат достигается тем, что поверхности теплообмена каждой секции снабжены поверхностными электронагревателями; поверхность теплообмена выполнена в виде по крайней мере одного пластично-ребристого пакета из чередующихся плоских и гофрированных листов, при этом нагреватели выполнены в виде плоских электропроводных элементов и установлены на внешних боковых стенках пакетов; электропроводный элемент выполнен в виде неметаллического греющего слоя, заключенного в полимерную оболочку. The first additional technical result is achieved in that the heat exchange surfaces of each section are equipped with surface electric heaters; the heat exchange surface is made in the form of at least one plastic-ribbed package of alternating flat and corrugated sheets, while the heaters are made in the form of flat conductive elements and mounted on the outer side walls of the packages; the conductive element is made in the form of a non-metallic heating layer enclosed in a polymer shell.

Второй дополнительный результат - тем, что каждый коллектор содержит рабочий и циркуляционный патрубки, причем к последним подключена байпасная линия. The second additional result is the fact that each collector contains working and circulation pipes, with a bypass line connected to the latter.

Проводимые чертежи иллюстрируют предложенную группу изобретений. The drawings illustrate the proposed group of inventions.

На фиг. 1 - представлена схема регулируемого охлаждения масла и описываемом двухсекционном аппарате воздушного охлаждения с двумя вентиляторами (контур предварительной циркуляции и электронагреватели не показаны). In FIG. 1 is a diagram of a controlled oil cooling and the described two-section air-cooling apparatus with two fans (pre-circulation circuit and electric heaters not shown).

На фиг. 2 - изображена схема замкнутого контура рабочей и предварительной циркуляции с описываемым аппаратом воздушного охлаждения; иллюстрирует пп. 4, 5, 12 формулы изобретения. In FIG. 2 - shows a closed circuit diagram of the working and preliminary circulation with the described air cooling apparatus; illustrates paragraphs. 4, 5, 12 of the claims.

На фиг. 3 - схематично представлен трехсекционный охладитель с контуром предварительной циркуляции; иллюстрирует пп. 4, 5, 12 формулы изобретения. In FIG. 3 - schematically presents a three-section cooler with a preliminary circulation circuit; illustrates paragraphs. 4, 5, 12 of the claims.

На фиг. 4 - изображена секция рекуперативного охладителя в аксонометрии, иллюстрирующая расположение электронагревателей на боковых стенках секции, рабочих и циркуляционных патрубков. In FIG. 4 - shows a section of a regenerative cooler in a perspective view illustrating the location of electric heaters on the side walls of the section, working and circulation pipes.

На фиг. 5 - представлен в аксонометрии пластинчато-ребристый пакет секции охладителя. In FIG. 5 is a perspective view of a plate-rib package of a cooler section.

На фиг. 6 - сечение А-А на фиг. 4. In FIG. 6 is a section AA in FIG. 4.

Конструкция аппарата воздушного охлаждения
Аппарат воздушного охлаждения содержит рекуперативный охладитель 1, который может иметь одну или несколько секций 2. Каждая секция состоит из поверхности 3 теплообмена и раздающего 4 и собирающего 5 коллекторов, примыкающих к поверхности 3 теплообмена. Аппарат включает также один или несколько осевых вентиляторов 7 для подачи на теплообменную поверхность охлаждающей среды (преимущественно воздуха). Теплообменная поверхность преимущественно выполнена в виде по крайней мере одного пластинчато-ребристого пакета 8 из чередующихся плоских 9 и гофрированных 10 листов.Air Cooler Design
The air cooling apparatus comprises a recuperative cooler 1, which may have one or more sections 2. Each section consists of a heat exchange surface 3 and distributing 4 and collecting 5 collectors adjacent to the heat exchange surface 3. The apparatus also includes one or more axial fans 7 for supplying a cooling medium (mainly air) to the heat exchange surface. The heat exchange surface is preferably made in the form of at least one lamellar-ribbed packet 8 of alternating flat 9 and corrugated 10 sheets.

Поверхность теплообмена может быть выполнена и трубчатой или комбинированной или любого другого известного в теплообмене типа. The heat exchange surface can be made tubular or combined, or any other type known in heat transfer.

Теплообменные поверхности снабжены поверхностными электронагревателями, которые преимущественно выполнены в виде электропроводных элементов 11, установленных на внешних боковых стенках 12 пакета. Сам же электропроводный элемент может быть выполнен в виде неметаллического греющего слоя 13, заключенного в полимерную оболочку 14. The heat exchange surfaces are equipped with surface electric heaters, which are mainly made in the form of conductive elements 11 mounted on the outer side walls 12 of the package. The electrically conductive element itself can be made in the form of a non-metallic heating layer 13 enclosed in a polymer shell 14.

Аппарат содержит также устройство для регулирования температуры охлаждаемой среды (в частном случае масла). The apparatus also comprises a device for controlling the temperature of the medium to be cooled (in the particular case of oil).

Это устройство содержит термодатчик 15 (термопреобразователь сопротивления в частном случае), установленный на магистрали 16, выходящей из сорбирующего коллектора 5. Количество коллекторов 5 определяется количеством секций 2. Термодатчик 15 электрически связан с модулятором 17 (выполнен в виде преобразователя частоты) через регулирующий блок 18 (выполненный в виде микропроцессорного регулятора). Модулятор 17 электрически связан с исполнительным механизмом 19, который представляет собой электропривод вентилятора 7. Устройство может быть снабжено блоком 20 управления модулятором 17, при этом модулятор 17 подключен к промышленной сети через дроссель 21, а регулирующий блок 18 - к слаботочному источнику 22 питания постоянного тока. Каждый раздающий 4 и собирающий 5 коллекторы содержат соответственно рабочие 23, 24 и циркуляционные 25, 26 патрубки, подключенные к байпасной линии 27. This device contains a temperature sensor 15 (resistance temperature transducer in a particular case) installed on the highway 16 exiting the sorbent collector 5. The number of collectors 5 is determined by the number of sections 2. The temperature sensor 15 is electrically connected to the modulator 17 (made in the form of a frequency converter) through the control unit 18 (made in the form of a microprocessor controller). The modulator 17 is electrically connected to the actuator 19, which is an electric drive of the fan 7. The device can be equipped with a control unit 20 of the modulator 17, while the modulator 17 is connected to the industrial network through the inductor 21, and the control unit 18 is connected to a low-current DC power supply 22 . Each distributor 4 and collector 5 collectors contain respectively working 23, 24 and circulation 25, 26 nozzles connected to the bypass line 27.

В дальнейшем аппарат воздушного охлаждения рассматривается на примере его использования для охлаждения масла. В общих же случаях этот аппарат может быть применен и для охлаждения других сред, например жидкого топлива, сжатого газа и т.п. In the future, the air cooling apparatus is considered as an example of its use for cooling oil. In general cases, this apparatus can also be used for cooling other media, for example, liquid fuel, compressed gas, etc.

Рекуперативный охладитель (см. фиг. 1 и 2) включен в систему охлаждения масла в интервале заданных рабочих температур с помощью воздуха, прокачиваемого вентиляторами 7. Эта система содержит насос 28 и источник 29 тепла (в качестве источника могут быть подшипники газотурбинного двигателя, нагнетателя, компрессора и т.п.). Насос 28 магистралью 30 (через источник 29) соединен рабочим патрубком 23 для входа масла в раздающий коллектор 4 и магистралью 16 с рабочим патрубком 24 собирающего коллектора 5 для выхода масла. A recuperative cooler (see Figs. 1 and 2) is included in the oil cooling system in the range of the specified operating temperatures using air pumped by fans 7. This system contains a pump 28 and a heat source 29 (the source may be bearings of a gas turbine engine, a supercharger, compressor, etc.). The pump 28 line 30 (through the source 29) is connected by a working pipe 23 for oil inlet to the distributing manifold 4 and line 16 with the working pipe 24 of the collecting manifold 5 for oil exit.

При выполнении охладителя многосекционным он будет включен в аналогичную циркуляционную систему охладителя масла. Разница будет лишь в конкретных патрубках, к которым будут подключены магистрали 16 и 30. When performing a multi-section cooler, it will be included in a similar oil cooler circulation system. The difference will only be in specific pipes, to which highways 16 and 30 will be connected.

Данная система имеет замкнутый контур предварительной циркуляции среды, включающий магистрали 16 и 30, источник 29 тепла, насос 28, коллекторы 4, 5 и байпасную линию 27 с регулирующим запорным органом 34. This system has a closed circuit of the preliminary circulation of the medium, including lines 16 and 30, a heat source 29, a pump 28, collectors 4, 5 and a bypass line 27 with a regulating shut-off member 34.

Система имеет также замкнутый контур рабочей циркуляции среды, включающий магистрали 16 и 30, источник 29 тепла, насос 28, теплообменную поверхность 3, раздающий и собирающий коллекторы 4, 5. The system also has a closed loop of the working medium circulation, including lines 16 and 30, heat source 29, pump 28, heat exchange surface 3, distributing and collecting collectors 4, 5.

В многосекционных охладителях (см. фиг. 3) на одном из концов смежных коллекторов (либо раздающих 4, либо собирающих 5), обращенных один к другому, расположен рабочий патрубок (либо 23 - для входа среды, либо 24 - для выхода среды), а на другом конце смежного коллектора - циркуляционный патрубок 25 или 26. Рабочий и циркуляционный патрубки соединены посредством соединительных трубопроводов 31. Трубопроводы 31 совместно с коллекторами 4, 5 и байпасной линией 27 образуют части замкнутого контура предварительной циркуляции среды, имеющего внешний источник 29 тепла и насос 28. Эти же трубопроводы 31 с этими же коллекторами 4, 5 совместно с теплообменной поверхностью 3 секций 2 составляют часть замкнутого контура рабочей циркуляции среды, имеющего источник 29 тепла и насос 28. In multi-section coolers (see Fig. 3), at one end of adjacent collectors (either distributing 4 or collecting 5) facing one another, there is a working pipe (either 23 for medium inlet or 24 for medium outlet), and at the other end of the adjacent collector there is a circulation pipe 25 or 26. The working and circulation pipes are connected by connecting pipes 31. The pipes 31 together with collectors 4, 5 and bypass line 27 form parts of a closed medium pre-circulation circuit having an external source 29 heat and pump 28. The same pipelines 31 with the same collectors 4, 5 together with the heat exchange surface 3 of sections 2 form part of a closed loop of the working medium circulation, having a heat source 29 and pump 28.

Фиг. 3 иллюстрирует вариант, когда циркуляционные патрубки, к которым подключена байпасная линия, принадлежит одной и той же секции. FIG. 3 illustrates an embodiment where the circulation pipes to which the bypass line is connected belong to the same section.

Таким образом, раздающим и собирающим коллекторами, к циркуляционным патрубкам которых подсоединена байпасная линия, служат последний раздающий коллектор по ходу среды в замкнутом контуре предварительной циркуляции и собирающий коллектор этой же секции. Thus, the distributing and collecting manifolds, to the circulation pipes of which a bypass line is connected, serve as the last distributing collector along the medium in a closed preliminary circulation circuit and collecting the collector of the same section.

Как было показано выше, теплообменная поверхность 3 преимущественно выполнена в виде пластинчато-ребристого пакета (см. фиг. 5) чередующихся 9 и гофрированных 10 листов, образующих каналы 32 (масляные каналы) для охлаждаемой среды и каналы 33 (воздушные каналы) для охлаждающей среды (воздуха). As shown above, the heat exchange surface 3 is mainly made in the form of a plate-ribbed package (see Fig. 5) alternating 9 and corrugated 10 sheets forming channels 32 (oil channels) for the cooling medium and channels 33 (air channels) for the cooling medium (air).

В этом случае рекуперативный охладитель выполнен, как правило, перекрестноточным, причем со стороны подачи охлаждающей среды (как правило воздушной) коллекторов не имеет. In this case, the regenerative cooler is made, as a rule, cross-flow, and on the supply side of the cooling medium (usually air) has no collectors.

Материалом, из которого изготовлен охладитель, должен быть металл с высокой теплопроводностью, например алюминий, его сплавы и т.п. The material from which the cooler is made must be a metal with high thermal conductivity, for example aluminum, its alloys, etc.

Байпасная линия 27 имеет регулирующий запорный орган 34, который может быть выполнен в виде задвижки с ручным управлением, либо в виде регуляторов температуры различной конструкции, автоматически изменяющих расход масла через байпасную линию от нуля до максимального значения в зависимости от температуры масла. Bypass line 27 has a regulating shut-off element 34, which can be made in the form of valves with manual control, or in the form of temperature controllers of various designs that automatically change the oil flow through the bypass line from zero to a maximum value depending on the oil temperature.

Электропроводные элементы 11, установленные на внешних боковых стенках 12 пакета, имеют, как правило, слой теплоизоляции 35. The electrically conductive elements 11 mounted on the outer side walls 12 of the package have, as a rule, a thermal insulation layer 35.

Работа аппарата воздушного охлаждения
Описывается вариант работы аппарата, когда охлаждаемой средой (подаваемой в коллекторы) является масло, а охлаждающей средой воздух, при этом байпасная линия подключена к циркуляционному контуру охлаждения подшипников газотурбинного двигателя или нагнетателя.Air cooler operation
A variant of the apparatus operation is described when the cooled medium (supplied to the collectors) is oil and the cooling medium is air, while the bypass line is connected to the circulation cooling circuit of the bearings of a gas turbine engine or supercharger.

Рабочий режим
(Регулирующий запорный орган 34 байпасной линии 27 закрыт).Work mode
(The regulating shut-off member 34 of the bypass line 27 is closed).

Масло, нагнетаемое из маслобака (на фиг. 1 и 2 не показан), насосом 28 через магистраль 30 подается в источник 29 тепла, которым являются подшипники газотурбинного двигателя или нагнетателя. Смазав и охладив подшипники и вобрав в себя тепло трения, нагретое масло направляется в рабочий патрубок 23 для входа среды раздающего коллектора 4 секции 2 односекционного рекуперативного охладителя (см. фиг. 2). Из раздающего коллектора 4 нагретое масло поступает не теплообменную поверхность 3 в масляные каналы 32 (см. фиг. 5), где охлаждается при прохождении по воздушным каналам 33 охлаждающего воздуха, прокачиваемого вентиляторами 7. Охлажденное масло поступает в собирающий коллектор 5 и через рабочий патрубок 24 для выхода среды и магистраль 16 (через маслобак) возвращается во всасывающий патрубок насоса 28. The oil pumped from the oil tank (not shown in FIGS. 1 and 2) is pumped through a line 30 to a heat source 29, which are bearings of a gas turbine engine or a supercharger, through a line 30. Having lubricated and cooled the bearings and absorbed the heat of friction, the heated oil is sent to the working pipe 23 to enter the medium of the distributing collector 4 of section 2 of a single-section regenerative cooler (see Fig. 2). From the distributing manifold 4, the heated oil enters the non-heat exchange surface 3 into the oil channels 32 (see Fig. 5), where it is cooled when cooling air passing through the air channels 33 is pumped by the fans 7. The cooled oil enters the collecting manifold 5 and through the working pipe 24 to exit the medium and line 16 (through the oil tank) returns to the suction pipe of the pump 28.

Возможны варианты схемы, когда источник 29 тепла расположен на магистрали 16 всасывающей линии насоса 28; при этом рабочий режим охлаждения масла остается таким же, как описано выше. Variants of the scheme are possible when the heat source 29 is located on the suction line 16 of the pump 28; while the operating mode of cooling the oil remains the same as described above.

В многосекционном охладителе (см. фиг. 3) масло, поступившее в раздающий коллектор 4 секции 2, разделяется на 2 части: одна часть, равная примерно 1/3 от всего расхода масла, поступает на теплообменную поверхность 3 секции 2, а вторая часть, равная примерно 2/3 расхода масла, через циркуляционный патрубок 25 и соединительный трубопровод 31 поступает в рабочий патрубок 23 раздающего коллектора 4 второй по ходу масла секции 2, где, в свою очередь, вновь разделяется на 2 части. Каждая из этих частей равна примерно 1/3 расхода масла; при этом одна часть поступает на теплообменную поверхность 3 второй секции 2, а другая - через циркуляционный патрубок 25 раздающего коллектора 4 и соединительный трубопровод 31 в рабочий патрубок 23 раздающего коллектора 4 третьей по ходу масла секции 2. In a multi-section cooler (see Fig. 3), the oil that enters the distributor 4 of section 2 is divided into 2 parts: one part, equal to about 1/3 of the total oil flow, enters the heat exchange surface 3 of section 2, and the second part, equal to approximately 2/3 of the oil flow rate, through the circulation pipe 25 and the connecting pipe 31 enters the working pipe 23 of the distributing manifold 4 of the second section 2 along the oil, where, in turn, it is again divided into 2 parts. Each of these parts is approximately 1/3 of the oil consumption; in this case, one part enters the heat exchange surface 3 of the second section 2, and the other through the circulation pipe 25 of the distributing manifold 4 and the connecting pipe 31 into the working pipe 23 of the distributing manifold 4 of the third section 2 along the oil.

Масло, охлажденное в третьей секции, через собирающий коллектор 5 этой секции, рабочий патрубок 24 для выхода среды, соединительный трубопровод 31 и циркуляционный патрубок 26 поступает в собирающий коллектор 5 второй секции, где смешивается с маслом, охлажденным во второй секции, и далее через рабочий патрубок 24 для выхода чреды, соединительный трубопровод 31 и циркуляционный патрубок 26 масло поступает в собирающий коллектор 5 первой секции, где соединяется с маслом, охлажденным в этой секции, и полный расход охлажденного мала через рабочий патрубок 24 раздающего коллектора 5 секции 2 направляется в магистраль 16 и далее к насосу 28. The oil cooled in the third section, through the collecting manifold 5 of this section, the working pipe 24 for the output of the medium, the connecting pipe 31 and the circulation pipe 26 enters the collecting manifold 5 of the second section, where it is mixed with the oil cooled in the second section, and then through the working the outlet pipe 24, the connecting pipe 31 and the circulation pipe 26, the oil enters the collecting manifold 5 of the first section, where it is connected to the oil cooled in this section, and the total flow rate of the cooled is small through the working pa the tubes 24 of the distribution manifold 5 of section 2 is sent to the line 16 and then to the pump 28.

Регулирование температуры масла в заданном рабочем режиме осуществляется следующим образцом. Опишем этот процесс для аппарата с двухсекционным охладителем (см. фиг. 1). Regulation of oil temperature in a given operating mode is carried out by the following sample. We describe this process for an apparatus with a two-section cooler (see Fig. 1).

Микропроцессорный регулятор 18 настраивают на требуемую температуру охлаждения масла. При отклонении температуры охлаждаемого масла от заданного значения по преобразующему сигналу термопреобразователя 15 сопротивления на выходе регулятора 18 формируется аналоговый сигнал (от 0 до 10 B), который, поступая на вход преобразователя частоты 17, изменяет частоту питающей сети вентиляторов (от 0,2 до 50 Гц). The microprocessor controller 18 is adjusted to the desired oil cooling temperature. When the temperature of the cooled oil deviates from the set value by the converting signal of the resistance thermal converter 15, an analog signal (from 0 to 10 B) is generated at the output of the regulator 18, which, when fed to the input of the frequency converter 17, changes the frequency of the fan supply network (from 0.2 to 50 Hz).

Число оборотов вентилятора связано с частотой питающей сети по формуле:

где f - частота питающей сети, Гц;
p - число полюсов; S - скольжение ротора.The fan speed is related to the frequency of the supply network according to the formula:

where f is the frequency of the supply network, Hz;
p is the number of poles; S - slip of the rotor.

Расход воздуха, прокачиваемого вентилятором, зависит от числа его оборотов. В свою очередь, температура охлаждаемого масла зависит от температуры и расхода воздуха, прокачиваемого вентилятором через воздушные каналы 33 секций охладителя. Чем ниже температура воздуха, тем меньше его нужно прокачивать через охладитель. The flow rate of air pumped by the fan depends on the number of revolutions. In turn, the temperature of the oil to be cooled depends on the temperature and air flow pumped by the fan through the air ducts of 33 sections of the cooler. The lower the air temperature, the less it needs to be pumped through the cooler.

При рассогласовании измерений (с помощью термопреобразователя 15 сопротивления) температуры охлаждаемого масла и температуры ее задания на регуляторе 18 в большую или меньшую сторону происходит соответственно изменение числа оборотов вентилятора, а следовательно, и расхода воздуха, прокачиваемого вентилятором через охладитель, что, в свою очередь, изменяет температуру охлаждаемого масла, обеспечивая ее поддержание на заданном уровне. When the measurements are mismatched (with the help of the resistance temperature converter 15), the temperature of the cooled oil and the temperature of its setting on the regulator 18 to a greater or lesser side, respectively, a change in the number of fan revolutions and, consequently, the flow rate of the air pumped by the fan through the cooler, changes the temperature of the cooled oil, ensuring its maintenance at a given level.

Регулирование температуры для односекционного охладителя осуществляется аналогичным образом. Регулирование температуры в охладителе с количеством секций больше двух осуществляется также аналогичным образом. Незначительное различие может быть только в количестве вентиляторов и, возможно, в количестве элементов регулирования, которые монтируются по аналогичным схемам. Temperature control for a single-section cooler is carried out in a similar way. Temperature control in a cooler with more than two sections is also carried out in a similar way. A slight difference can only be in the number of fans and, possibly, in the number of control elements that are mounted according to similar schemes.

Аппарат воздушного охлаждения проектируется с учетом наиболее напряженного режима работы, определяемого максимальным значением температуры охлаждающего воздуха, равной обычно +40^oC, при этом числе оборотов вентилятора принимается, как правило, равным 1500 об/мин. Однако большую часть периода своей эксплуатации аппарат работает при более низких значениях температуры окружающей среды, т.е. вентилятор работает с уменьшенным числом оборотов.The air cooler is designed taking into account the most intense operating mode, determined by the maximum value of the cooling air temperature, usually equal to +40 ^o C, while the number of fan revolutions is taken, as a rule, equal to 1500 rpm. However, for the most part of its operation, the device operates at lower ambient temperatures, i.e. the fan runs at a reduced speed.

Эти обусловлена высокая экономичность такого регулирования, так как мощность вентилятора прямо пропорциональна числу оборотов в кубе (N ~ n³). Работа на уменьшенных числах оборотов обеспечивает также повышение надежности и долговечности вентиляторов и всего аппарата воздушного охлаждения в целом.These are due to the high efficiency of such regulation, since the fan power is directly proportional to the number of revolutions in the cube (N ~ n ³ ). Work at reduced speeds also provides increased reliability and durability of the fans and the entire air cooling apparatus as a whole.

В зимнее время число оборотов вентилятора снижается существенно, вплоть до значений 5 - 50 об/мин. Таким образом обеспечивается плавность автоматического регулирования вне зависимости от температуры окружающей среды. In winter, the fan speed decreases significantly, up to values of 5 - 50 rpm. This ensures smooth automatic control regardless of the ambient temperature.

Существенным достоинством предлагаемого аппарата воздушного охлаждения является и то, что устройство для регулирования температуры охлаждаемого масла, входящее в его состав, характеризуется весьма низкими значениями массы и габаритных размеров. Так например, для двух двигателей суммарной мощностью 15 кВт преобразователь частоты совместно с блоком управления имеет габаритные размеры 205х250х404 мм и массу 11 кг; микропроцессорный регулятор - 48х96х157 мм и 0,6 кг; блок питания к нему - 165х174х196 мм и 2 кг. A significant advantage of the proposed air cooling apparatus is the fact that the device for regulating the temperature of the cooled oil, which is part of it, is characterized by very low values of mass and overall dimensions. For example, for two engines with a total power of 15 kW, the frequency converter together with the control unit has overall dimensions of 205x250x404 mm and a mass of 11 kg; microprocessor regulator - 48x96x157 mm and 0.6 kg; power supply to it - 165x174x196 mm and 2 kg.

Для сравнения масса системы жалюзи с ручным приводом для аппарата воздушного охлаждения с такими же двигателями составляет около 100 кг. For comparison, the mass of the manually operated blinds system for an air-cooling unit with the same engines is about 100 kg.

Режим запуска в условиях низких температур окружающей среды
(Перед запуском регулирующий запорный орган 34 байпасной линии 27 открыт. Устройство для регулирования температуры не работает, также как и вентилятор 7).Low temperature start mode
(Before starting, the regulating shut-off element 34 of the bypass line 27 is open. The temperature control device does not work, as well as the fan 7).

При неработающем насосе 28 и отсутствии циркуляции масла включает все поверхностные нагреватели 11 и разогревают секции охладителя до температур, близких к температуре масла в контуре. После этого включают насос, и начинает работать контур предварительной циркуляции масла. При этом, масло, нагнетаемое насосом 28 через магистраль 30, источник 29 тепла, поступает в рабочий патрубок 23 раздающего коллектора 4 секции 2 (см. фиг. 2) и далее в обход теплообменной поверхности 3 (вследствие ее большого гидравлического сопротивления при пониженных температурах масла) направляется через циркуляционный патрубок 25 и байпасную линию 27 в циркуляционный патрубок 26 собирающего коллектора 5 и через рабочий патрубок 24 этого же коллектора и через магистраль 16 возвращается к насосу 28. When the pump 28 is idle and there is no oil circulation, it turns on all surface heaters 11 and heats the cooler sections to temperatures close to the temperature of the oil in the circuit. After that, turn on the pump, and the oil pre-circulation circuit begins to work. In this case, the oil pumped by the pump 28 through the highway 30, the heat source 29, enters the working pipe 23 of the distributing collector 4 of section 2 (see Fig. 2) and then bypassing the heat exchange surface 3 (due to its high hydraulic resistance at low oil temperatures ) is sent through the circulation pipe 25 and the bypass line 27 to the circulation pipe 26 of the collecting manifold 5 and through the working pipe 24 of the same collector and through the line 16 returns to the pump 28.

В многосекционных охладителях масло в контуре предварительной циркуляции протекает в обход теплообменной поверхности 3 последовательно через все раздающие коллекторы 4, байпасную линию 27 и затем последовательно через все собирающие коллекторы 5 (см. фиг. 3). In multi-section coolers, the oil in the preliminary circulation circuit flows bypassing the heat exchange surface 3 sequentially through all distributing manifolds 4, bypass line 27 and then sequentially through all collecting manifolds 5 (see Fig. 3).

Масло, циркулируя по контуру предварительной циркуляции, включающему источник 29 тепла, постепенно нагревается, также постепенно нагревая секции охладителя. По мере повышения температуры масла запорный орган 34 начинает постепенно закрываться, направляя все большую часть масла из раздающих коллекторов 4 на теплообменную поверхность 3. После достижения маслом температуры, равной примерно ее рабочему значению, регулирующий запорный орган 34 закрывается полностью, и все масло из раздающих коллекторов 4 направляется на теплообменную поверхность 3 секции 2 охладителя; тем самым прекращается предварительная циркуляция масла и начинается рабочий режим. The oil, circulating along the preliminary circulation circuit, including the heat source 29, is gradually heated, while also gradually heating the cooler sections. As the oil temperature rises, the shut-off element 34 begins to gradually close, directing an increasing part of the oil from the distributing manifolds 4 to the heat exchange surface 3. After the oil reaches a temperature equal to approximately its operating value, the regulating shut-off element 34 is completely closed and all the oil from the distributing manifold 4 is directed to the heat exchange surface 3 of the cooler section 2; thereby stops the preliminary circulation of oil and begins the operating mode.

Осуществление способа
Описываемый способ охлаждения масла осуществляют в аппарате воздушного охлаждения, который имеет рекуперативный охладитель, включающий одну или несколько секций с раздающими и собирающими коллекторами для масла, при этом масло охлаждают воздушным потоком, подаваемым в тот же рекуперативный охладитель с помощью вентиляторов с электроприводом переменного тока. Данный способ предусматривает операцию пуска охладителя при низких температурах окружающей среды. На практике такие условия могут создаваться в зимнее время года, когда аппарат воздушного охлаждения находится в неутепленных помещениях или на открытом воздухе и, прекратив работу, будет подвергаться отрицательному воздействию низких температур (до -60^oC). Данный способ предусматривает наличие циркуляционного замкнутого контура, имеющего внешний источник тепла.The implementation of the method
The described method of cooling the oil is carried out in an air cooling apparatus, which has a regenerative cooler, including one or more sections with distributing and collecting manifolds for oil, while the oil is cooled by the air flow supplied to the same regenerative cooler using fans with AC electric drive. This method involves the operation of starting the cooler at low ambient temperatures. In practice, such conditions can be created in the winter season, when the air-cooler is in insulated rooms or in the open air and, having ceased operation, will be adversely affected by low temperatures (up to -60 ^o C). This method involves the presence of a closed loop circuit having an external heat source.

Осуществление предложенного способа рассматривается на примере выполнения циркуляционного замкнутого контура в виде системы охлаждения масла, поступающего в подшипники газотурбинного двигателя или нагнетателя, работающего в условиях низких температур, т.е. в зимнее время года. При работающем двигателе (или нагнетателе) способ осуществляется следующим образом (см. фиг. 1). The implementation of the proposed method is considered on the example of a closed circulation loop in the form of an oil cooling system entering the bearings of a gas turbine engine or supercharger operating at low temperatures, i.e. in the winter season. When the engine (or supercharger) is operating, the method is as follows (see Fig. 1).

Масло, нагретое в подшипниках (источник 29 тепла) до 60-120^oC (в зависимости от свойств применяемого масла), с помощью насоса 28 по магистрали 30 поступает в раздающий коллектор 4, затем на теплообменную поверхность 3, где охлаждается до заданной температуры, а затем в собирающий коллектор 5, откуда по магистрали 16 охлажденное масло с помощью насоса 28 возвращается к подшипникам. Охлаждающий воздух подают на теплообменную поверхность с помощью вентиляторов 7 с электроприводом переменного тока, регулируя производительность которых, добиваются нужного режима охлаждения.The oil heated in bearings (heat source 29) to 60-120 ^o C (depending on the properties of the oil used), through the pump 28 through the line 30 enters the distributing manifold 4, then to the heat exchange surface 3, where it is cooled to a predetermined temperature, and then into the collecting manifold 5, from where, through line 16, the cooled oil is returned to the bearings using a pump 28. Cooling air is supplied to the heat exchange surface using fans 7 with an AC electric drive, adjusting the performance of which, they achieve the desired cooling mode.

Регулирование температуры масла в заданном рабочем режиме осуществляется следующим образом. Опишем этот процесс для аппарата с двухсекционным охладителем (см. фиг. 1). Regulation of oil temperature in a given operating mode is as follows. We describe this process for an apparatus with a two-section cooler (see Fig. 1).

Микропроцессорный регулятор 18 настраивают на требуемую температуру охлаждения масла. При отклонении температуры охлаждаемого масла от заданного значения по преобразующему сигналу термопреобразователя 15 сопротивления на выходе регулятора 18 формируется аналоговый сигнал (от 0 до 10 В), который, поступая на вход преобразователя частоты 17, изменяет частоту питающей сети вентиляторов (от 0,2 до 50 Гц). The microprocessor controller 18 is adjusted to the desired oil cooling temperature. When the temperature of the cooled oil deviates from the set value by the converting signal of the resistance temperature converter 15, an analog signal (from 0 to 10 V) is formed at the output of the regulator 18, which, when fed to the input of the frequency converter 17, changes the frequency of the fan supply network (from 0.2 to 50 Hz).

При рассогласовании измерений (с помощью термопреобразователя 15 сопротивления) температуры охлаждаемого масла и температуры ее задания на регуляторе 18 в большую или меньшую сторону происходит соответствующее изменение числа оборотов вентилятора, а следовательно, и расход воздуха, прокачиваемого вентилятором через охладитель, что, в свою очередь, изменяет температуру охлаждаемого масла, обеспечивая ее поддержание на заданном уровне. When the measurements are mismatched (with the help of the resistance temperature converter 15) of the temperature of the cooled oil and the temperature of its setting on the regulator 18, the corresponding change in the fan speed and, consequently, the flow of air pumped by the fan through the cooler occurs to a greater or lesser extent, which, in turn, changes the temperature of the cooled oil, ensuring its maintenance at a given level.

Режим регулирования температуры ведут таким образом, чтобы отклонение температуры от заданного рабочего интервала не превышало ±0,5^oC, что достигается соответствующей настройкой микропроцессорного блока; при этом при низких температурах окружающей среды устанавливают число оборотов вентилятора равным 5-50 об/мин.The temperature control mode is carried out in such a way that the temperature deviation from the specified operating interval does not exceed ± 0.5 ^o C, which is achieved by the appropriate setting of the microprocessor unit; at the same time, at low ambient temperatures, the fan speed is set to 5-50 rpm.

В режиме запуска аппарата воздушного охлаждения способ осуществляется следующим образом. In the startup mode of the air cooling apparatus, the method is as follows.

Режим запуска начинается при неработающем газотурбинном двигателе или нагнетателе, когда температура масла равна 10-20^oC, а температура аппарата воздушного охлаждения (его коллекторов, поверхности теплообмена), который находится вне помещения, может достигать -60^oC.The start mode starts when the gas turbine engine or supercharger is not operating, when the oil temperature is 10-20 ^o C, and the temperature of the air cooler (its collectors, heat exchange surface), which is located outdoors, can reach -60 ^o C.

В этом режиме описываемый способ предусматривает операцию предварительной циркуляции масла путем его подачи через все раздающие и собирающие коллекторы (см. фиг. 3) в обход теплообменной поверхности или через раздающий и собирающий коллекторы одной секции (см. фиг. 2) при односекционном выполнении охладителя. При этом после завершения предварительной циркуляции масла, последнее подают на теплообменную поверхность непосредственно из раздающих коллекторов секций охладителя. Эту операцию осуществляют с помощью байпасной линии 27 с регулирующим запорным органом 34. In this mode, the described method involves the operation of preliminary circulation of oil by feeding it through all the distributing and collecting manifolds (see Fig. 3) bypassing the heat exchange surface or through the distributing and collecting manifolds of one section (see Fig. 2) with a single-section cooler. Moreover, after completion of the preliminary circulation of the oil, the latter is fed to the heat exchange surface directly from the distributing sections of the cooler headers. This operation is carried out using the bypass line 27 with a regulatory shut-off member 34.

Режим запуска начинают с подвода тепла к боковым стенкам секций охладителя путем регулируемого кондуктивного нагрева, при этом включают электронагреватели при отключенном циркуляционном контуре (двигатель или нагнетатель не работают). Неметаллической электропроводный слой 13 нагревателей выполнен из материала на основе графита, электрическое сопротивление которого в области предельных для нагревателей температур 80 - 120^oC резко возрастает, что автоматически приводит к значительному уменьшению мощности нагрева в соответствии с общеизвестной формулой
N = U²/R, Вт,
где U - напряжение, В;
R - сопротивление, Ом.The start mode begins with the supply of heat to the side walls of the sections of the cooler by adjustable conductive heating, while turning on the electric heaters with the circuit switched off (engine or supercharger do not work). The non-metallic conductive layer 13 of the heaters is made of graphite-based material, the electrical resistance of which sharply increases in the range of temperatures extreme for heaters 80 - 120 ^o C, which automatically leads to a significant decrease in the heating power in accordance with the well-known formula
N = U ² / R, W,
where U is the voltage, V;
R is the resistance, Ohm.

Этим обеспечивается защита нагревателей от перегрева. Дополнительно автоматическая защита от перегрева обеспечивается установкой термодатчика на поверхности нагревателей, которые через реле температуры управляют магнитным пускателем (не показаны), осуществляющим включение-выключение нагревателей или переключение их с напряжением 380 В на 190 В и обратно. This protects the heaters from overheating. In addition, automatic protection against overheating is provided by installing a temperature sensor on the surface of the heaters, which control a magnetic starter (not shown) through the temperature relay, which switches the heaters on and off or switches them with a voltage of 380 V to 190 V and vice versa.

Нагрев поверхности секций охладителя, благодаря их выполнению из материалов с высокой теплопроводностью, ведется интенсивно и через некоторое время будет удовлетворяться условие t_по=t_м±(10-20)^oC, где t_по - температура теплообменной поверхности аппарата в градусах Цельсия; t_н - температура масла в градусах Цельсия. На практике эта температура равна 10-15^oC, а температура самих нагревателей не превышает 80-120^oC.The heating surface cooler sections through their implementation of materials with high thermal conductivity and being intensively after some time will be satisfied _by the condition of t = t _m ± (10-20) ^o C, wherein t _on - the temperature of the heat exchange surface of the device in degrees Celsius; t _n - oil temperature in degrees Celsius. In practice, this temperature is 10-15 ^o C, and the temperature of the heaters themselves does not exceed 80-120 ^o C.

После этого переходят к предварительной циркуляции масла, которую начинают одновременно с запуском двигателя или нагнетателя. На практике эта операция осуществляется следующим образом. Регулирующий орган 34 байпасной линии 27 устанавливается (автоматически или вручную) в положение "открыто", открывают заслонки (не показаны) на магистралях 16, 30, и масло от подшипников поступает в коллекторы и байпасную линию, минуя теплообменную поверхность, а затем по магистрали 16 снова к подшипникам. При этом масло постепенно нагревается, регулирующий запорный орган 34 байпасной линии 27 прикрывается, направляя все большую часть масла из раздающего коллектора на теплообменную поверхность и, когда масло достигнет температуры, удовлетворяющей условию t_мt_р±(10-20)^oC, где t_м -температура масла в контуре предварительной циркуляции в градусах Цельсия; t_р - рабочая температура масла на входе в аппарат воздушного охлаждения, режим запуска заканчивают и начинают обычный рабочий режим охлаждения масла, т.е. включают вентиляторы.After that, they proceed to the preliminary circulation of oil, which begins simultaneously with the start of the engine or supercharger. In practice, this operation is as follows. The regulator 34 of the bypass line 27 is installed (automatically or manually) in the open position, open the shutters (not shown) on the lines 16, 30, and the oil from the bearings enters the manifolds and the bypass line, bypassing the heat exchange surface, and then through the line 16 back to the bearings. In this case, the oil is gradually heated, the regulating shut-off element 34 of the bypass line 27 is covered, directing an increasing part of the oil from the distribution manifold to the heat exchange surface and when the oil reaches a temperature satisfying the condition t _m t _p ± (10-20) ^o C, where t _m is the oil temperature in the preliminary circulation circuit in degrees Celsius; t _p is the working temperature of the oil at the inlet to the air-cooling apparatus, the start-up mode is completed and the usual working mode of oil cooling starts, i.e. turn on the fans.

Claims

1. A method of controlled cooling of oil by supplying an air stream through an AC electric fan to a recuperative air cooling apparatus with distributing and collecting oil manifolds while regulating the temperature of the cooled oil in a given working interval by changing the flow rate of cooling air, characterized in that the change in flow rate of cooling air air is driven by changing the speed of the fan, while measuring the temperature of the cooled oil and using electric If the deviation of this value from the specified interval, the frequency of the alternating current supplied to the electric drive is changed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the deviation of the temperature of the cooled oil from a predetermined working interval is set, not exceeding ± 0.5 ^o C.

3. The method according to claim 1, characterized in that at low ambient temperatures the speed of the fan is set equal to 5 to 50 rpm

4. The method according to claim 1, characterized in that before supplying the oil flow to the air cooling apparatus at low ambient temperatures, an adjustable preheating of the collectors and the heat exchange surface of the apparatus is performed.

5. The method according to claim 1, characterized in that prior to supplying the air flow, oil is pre-circulated in a closed circuit having an external heat source by supplying oil through distributing and collecting manifolds bypassing the heat exchange surface.

6. The method according to claim 1, characterized in that the preliminary circulation of the oil begins when the surface of the cooler reaches a temperature that satisfies the condition:
_at t = t _m ± (10 20 ^o C), ^o C
where t _on is the temperature of the heat exchange surface of the apparatus in degrees Celsius;
t _m - oil temperature in degrees Celsius.

7. The method according to claim 1, characterized in that the preliminary circulation of the oil is completed when it reaches a temperature that satisfies the condition
t _m = t _r ± (10 ^o C 20), ^o С
where t _m is the temperature of the oil in the preliminary circulation circuit in degrees Celsius;
t _p - the operating temperature of the oil at the inlet to the air-cooling apparatus.

8. An air cooling apparatus comprising a recuperative cooler with at least one section consisting of a heat exchange surface and adjacent distributing and collecting manifolds for a cooled medium, at least one fan for supplying a cooling medium having an AC electric drive to the heat exchange surface, as well as a device for regulating the temperature of the refrigerated medium, characterized in that the device for regulating the temperature of the refrigerated medium is made in the form installed on m gistrali escaping from the collecting reservoir, a temperature sensor electrically connected through the microprocessor controller to the modulator, which in turn is electrically connected to the actuator AC.

9. The apparatus of claim 8, characterized in that the heat exchange surfaces of each section are equipped with surface electric heaters.

10. The apparatus of claim 8, characterized in that the heat exchange surface is made in the form of at least one plate-ribbed package of alternating flat and corrugated sheets, while the heaters are made in the form of flat conductive elements and are installed on the outer side walls of the packages.

11. The apparatus of claim 8, characterized in that the conductive element is made in the form of a non-metallic heating layer enclosed in a polymer shell.

12. The apparatus according to claim 8, characterized in that each collector contains a working and circulation pipes, and the bypass line is connected to the latter.