Теплообменники гидропривода гидравлических лифтов - часть 1

Как уже говорилось прежде, вся электрическая энергия, потребляемая мотором привода из силовой сети, преобразуется в тепло, которое приводит к нагреванию рабочей жидкости и соприкасающихся с ней элементов гидропривода, и особенно в тех случаях, когда блок мотор-насос расположен внутри резервуара и погружен в масло.

С другой стороны, известно, что лифты работают в нестационарном циклическом режиме, и что в ночное время число проходов лифта очень мало или равно нулю.

Если работа лифта чередуется с довольно продолжительными периодами простоя, имеется вероятность, что большая часть вырабатываемого тепла может рассеиваться через стенки цилиндра, трубопровода и стенки бака гидроагрегата, так что в течение дня температура масла поддерживается ниже максимальных допустимых пределов, а в ночные часы масло может полностью охлаждаться.

И, наоборот, если периоды простоя весьма непродолжительны, как, например, при работе лифта в гостинице или офисном здании, возможен интенсивный разогрев масла до предельно допустимых температур, при которых будет срабатывать защитное устройство для предотвращения быстрого ухудшения характеристик масла.

Представляет практический интерес выяснить в каждом конкретном случае, может ли то количество энергии, которое преобразуется в тепло, приводить к опасному повышению температуры масла, и есть ли необходимость в использовании принудительной системы охлаждения. Иными словами, необходимо знать, может ли вырабатываемое тепло полностью отводиться рассеивающими поверхностями оборудования гидропривода лифта.

При известной нагрузке гидроцилиндра, величине пути перемещения кабины, числе включений в час и КПД установки, количество энергии, преобразуемой в тепло за час работы, можно определить по следующей формуле:

Однако следует иметь в виду, что только в совершенно исключительных случаях с хорошей точностью известно произведение величин Р-Н п.

Если лифты работают в качестве технологического оборудования на предприятии, эта величина может быть известна с большой точностью.

Этого нельзя сказать о лифте, предназначенном для перевозки людей, который должен совершать большое количество остановок. Лифт будет иметь различную нагрузку, и путь перемещения кабины будут изменяться случайным образом. Поэтому в расчет можно вводить только усредненные данные о нагрузке, пути перемещения кабины и числе включений лифта.

Обычно предпочитают использовать для произведения Р * Н номинальное значение, умножая его на коэффициент у < 1, который учитывает случайный характер изменения нагрузки и пути перемещения, кабины. Как правило, величина улежит в диапазоне от 0,4 до 0,8 и обычно уменьшается с увеличением количества остановок.

Следует учитывать, что в промежутках между проходами лифта масло остывает в той или иной степени в зависимости от продолжительности периодов покоя. Обычно этот факт учитывается коэффициентом , значение которого лежит между 1 и 0,5.

Количество тепла, которое может рассеиваться через стенки емкостей (цилиндра, трубопровода, резервуара), находящихся в контакте с маслом, зависит от величины рассеивающей поверхности и от разности температур масла и окружающей среды:

Если, как уже говорилось, во избежание быстрого ухудшения характеристик масла его температура не должна превышать 60 °С ( Т = 50---55°С ), то в отношении температуры окружающей среды следует принимать максимальную температуру, которая может быть зарегистрирована в помещении установки гидроагрегата.

Первые две величины легко определяются, если известен внешний диаметр цилиндра и трубопровода.

Площадь поверхности резервуара определить сложнее, так как только часть ее соприкасается с маслом. При работе лифта уровень масла непрерывно изменяется, а, следовательно, изменяется и площадь рассеивающей тепло поверхности.

На практике, или берут уровень масла в резервуаре при полностью втянутом поршне и определяют площадь рассеивающей поверхности, или же используют эффективную поверхность, контактирующую с маслом при полностью втянутом поршне, и дополнительно учитывают рассеивающую способность выше расположенной части резервуара.

Оба метода связаны с конструкцией используемого резервуара и его геометрическими характеристиками.

Сказанное справедливо для случая, когда температура в машинном помещении остается практически постоянной даже при поступлении тепла QT. Это возможно только в хорошо проветриваемом помещении.

Количество тепла, необходимое для прогрева объема воздуха в помещении до определенной тепературы, можно рассчитать по формуле:

Если не учитывать количество тепла, рассеиваемого через стенки и лифтовую шахту, то объем воздуха, который нужно подавать в машинное помещение, чтобы поддерживать рабочую температуру только на 2 °С выше внешней, будет равен следующей величине:

При небольшой разнице в количествах вырабатываемого и рассеиваемого тепла, может оказаться достаточной установка на крышке резервуара вентилятора для интенсивной циркуляции воздуха над поверхностью жидкости (рис. 5.11).

Теплообменники гидропривода гидравлических лифтов

Рис.5.11 Охлаждение жидкости вентилятором

Такая система оказывается весьма экономичной, но может использоваться только при хорошей вентиляции машинного помещения.

Недостатком метода является попадание на поверхность жидкости частичек пыли, наличие дополнительного источника колебаний и шума.

Когда разница между количеством вырабатываемого и рассеиваемого тепла велика, следует использовать теплообменник той или иной конструкции.