ما هو سائل التبريد المستخدم في مولدات الديزل؟

لماذا تحتاج مولدات الديزل إلى سائل تبريد؟

مولدات الديزل تُنتج المولدات الكهرباء عن طريق الاحتراق الداخلي. ورغم كفاءة هذه العملية وقوتها، إلا أنها تُولّد كمية كبيرة من الحرارة. وإذا لم يتم التحكم بهذه الحرارة بشكل صحيح، فقد تُلحق الضرر بمكونات المحرك، وتُقلل من كفاءته، وتُقصّر من عمره الافتراضي.

تستخدم معظم مولدات الديزل الحديثة أنظمة التبريد السائل لأنها توفر تحكمًا حراريًا أكثر استقرارًا وكفاءة من أنظمة التبريد الهوائي. يتكون سائل التبريد عادةً من مزيج من الماء ومضاد التجمد، وهو مصمم للتحكم في درجة الحرارة وحماية مكونات المحرك. في نظام التبريد السائل، يدور سائل التبريد داخل المحرك لامتصاص الحرارة والحفاظ على درجة حرارة تشغيل آمنة.

يتألف نظام التبريد عادةً من مشعاع، ومضخة ماء، وخراطيم، وممرات لسائل التبريد داخل المحرك. تقوم مضخة الماء بتدوير سائل التبريد عبر كتلة المحرك ورأس الأسطوانات، حيث يمتص الحرارة الناتجة عن الاحتراق. ثم يتدفق سائل التبريد الساخن إلى المشعاع، حيث يزيل الهواء الحرارة قبل أن يعود سائل التبريد إلى الدوران عبر المحرك.

الوظائف الرئيسية لسائل التبريد في مولدات الديزل

• الحماية من التجمد: معظم سوائل تبريد مولدات الديزل تحمي من درجات الحرارة التي تتراوح بين -20 درجة مئوية و -45 درجة مئوية، وذلك حسب التركيبة.
• الحماية من الغليان: يرفع سائل التبريد درجة غليان السائل في نظام التبريد. تغلي معظم سوائل التبريد بين 104 و108 درجة مئوية، وتزداد درجة الغليان أكثر عند زيادة ضغط نظام التبريد.
• الحماية من التآكل: تساعد الإضافات الخاصة في سائل التبريد على منع التآكل داخل نظام التبريد، مما يحمي الأجزاء المعدنية ويقلل من خطر التسربات.
• الوقاية من الصدأ: يحمي سائل التبريد عالي الجودة الأسطح المعدنية من الصدأ، مما يساعد على الحفاظ على كفاءة نقل الحرارة وإطالة عمر المحرك.
• الوقاية من القشور: يستخدم سائل التبريد الماء المعالج أو منزوع الأيونات لمنع ترسب المعادن وتراكم الترسبات الكلسية.

عواقب عدم كفاية التبريد

• ارتفاع درجة الحرارة، والذي قد يؤدي إلى تشوه رؤوس الأسطوانات أو تلف المكونات الداخلية
• تشقق كتلة المحرك، مما يؤدي إلى إصلاحات مكلفة أو استبدالها
• انخفاض الكفاءة، حيث تؤثر الحرارة الزائدة على أداء الاحتراق
• يؤدي التآكل المتسارع إلى تقصير عمر خدمة المولد.
• يؤدي تراكم الترسبات والتآكل إلى تقييد تدفق سائل التبريد وتقليل كفاءة التبريد.

أنواع المبردات المستخدمة في مولدات الديزل

٢. الري: يُعدّ الماء أبسط أنواع سوائل التبريد وأكثرها استخدامًا في مولدات الديزل. في بعض الحالات، يُمكن استخدام مياه الأمطار أو مياه الأنهار أو البحيرات أو مياه الصنبور. مع ذلك، ينبغي ترشيح مصادر المياه الطبيعية لإزالة الغبار والرواسب قبل استخدامها. في حال استخدام مياه جوفية ذات عسر عالٍ، يجب تليينها بالغليان أو المعالجة الكيميائية لتقليل الترسبات المعدنية.

• المميزات: منخفضة التكلفة وسهلة الحصول عليها؛ موصلية حرارية ممتازة لنقل الحرارة.
• العيوب: يتجمد عند درجة حرارة 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت)، مما قد يؤدي إلى تلف المحرك في المناخات الباردة؛ يغلي عند درجة حرارة 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت)، مما يحد من الأداء في درجات الحرارة العالية؛ لا يوجد حماية من التآكل، مما قد يؤدي إلى الصدأ وتراكم الترسبات.

2. مخاليط الماء والجليكول: تُعدّ مخاليط الماء والجليكول أكثر سوائل التبريد استخدامًا في مولدات الديزل. تتكون هذه المحاليل عادةً من الماء مع الإيثيلين جليكول أو البروبيلين جليكول بنسب مثل 50:50 أو 60:40. يُحسّن هذا المزيج الحماية من التجمد والغليان، مع توفير مقاومة أساسية للتآكل. يجب أن تكون درجة التجمد عادةً أقل بحوالي 10 درجات مئوية من أدنى درجة حرارة متوقعة في منطقة التشغيل. يمكن التحقق من درجة التجمد باستخدام مقياس الانكسار أو شرائط اختبار خاصة بمضادات التجمد.

• المميزات: يوفر الحماية من التجمد في المناخات الباردة؛ ويرفع درجة الغليان لتقليل خطر ارتفاع درجة الحرارة؛ ويوفر الحماية من التآكل لمكونات المحرك.
• العيوب: معدل انتقال الحرارة أقل قليلاً من الماء النقي؛ يتطلب مراقبة تركيز سائل التبريد؛ الإيثيلين جليكول سام، بينما البروبيلين جليكول أكثر أمانًا ولكنه أغلى ثمناً.

3. سوائل التبريد طويلة العمر ELC أو OAT: تستخدم سوائل التبريد طويلة العمر ELC، والمعروفة أيضًا باسم تقنية الأحماض العضوية OAT، مثبطات الأحماض العضوية بدلاً من الإضافات التقليدية.

• المميزات: عمر خدمة طويل غالباً خمس سنوات أو أكثر؛ حماية قوية من التآكل للألمنيوم والمعادن الأخرى.
• العيوب: تكلفة أعلى من سوائل التبريد التقليدية؛ قد لا يكون متوافقًا مع المحركات القديمة أو بعض مواد الحشيات؛ قد يؤدي خلطه مع سائل التبريد التقليدي إلى تقليل الأداء.

4. تقنية الأحماض العضوية الهجينة HOAT: تجمع سوائل التبريد HOAT بين الأحماض العضوية ومثبطات التآكل غير العضوية التقليدية. يوفر هذا التصميم الهجين حماية متوازنة لمحركات الديزل الحديثة والقديمة على حد سواء.

• المميزات: حماية ممتازة من التآكل؛ مناسبة للمحركات ذات المكونات المعدنية المختلطة؛ أداء جيد في درجات الحرارة العالية والمنخفضة.
• العيوب: أغلى من مخاليط الماء والجليكول القياسية؛ مشاكل في التوافق عند خلطها مع نوع سائل التبريد الخاطئ؛ تتطلب مراقبة دقيقة لتحقيق أقصى عمر افتراضي.