Honnan jön a hő?
Egy hidraulikus rendszer minden olyan energiát hővé alakít, amely nem a gép mozgatására megy el. A villanymotor saját veszteségét a levegőbe adja le, az olajba kerülő hő viszont a hidraulikus körből jön:
- Szivattyú – a belső szivárgás és a súrlódás vesztesége.
- Nyomáshatároló és fojtások – ha a fölösleges térfogatáram nagy nyomáson folyik el, szinte a teljes teljesítménye hővé alakul. Rosszul tervezett rendszerben ez a legnagyobb hőforrás.
- Szelepek, csővezetékek, szűrők – minden nyomásesés hőt termel.
- Hengerek és hidromotorok – súrlódás és belső szivárgás.
- Nyomástartás – ha tartás alatt a szivattyú tovább szállít és az olaj nyomáshatárolón folyik vissza, a gép áll, a tápegység mégis fűt.
A hűtés ezért nem csak a hűtőn múlik: a legolcsóbb hő az, ami meg sem keletkezik. Tehermentesítő kapcsolás, megfelelően szabályozott állítható szivattyú vagy fordulatszám-szabályzott hajtás sokszor kisebb hűtőt – vagy hűtő nélküli tápegységet – tesz lehetővé.
A hőmérleg: termelt és leadott hő
A hőmérleg két oldalt hasonlít össze. Az egyik a termelt hő: a munkaciklus egyes szakaszaiban keletkező veszteségek, a ciklus egészére átlagolva. A másik a leadott hő: amit a tartály fala, a csőhálózat és a gép szerkezete természetes úton elvezet a környezetbe. Ha a termelt hő a nagyobb, az olaj addig melegszik, amíg a leadás utol nem éri – ez az egyensúlyi hőmérséklet gyakran túl magas.
Ilyenkor hűtő kell. A hűtőt arra a hőmennyiségre méretezzük, amennyit a természetes hőleadás nem visz el, a legmelegebb várható környezeti hőmérsékletnél, tervezési tartalékkal.
A tartály hőleadásáról és a lengőtérfogatról részletesen a tartályméretezés cikkben írunk.
Milyen olajhőmérséklet jó?
Sok ásványolajos ipari rendszerben 40–55 °C körüli üzemi olajhőmérséklet kedvező célérték. Az elfogadható tartományt a munkafolyadék viszkozitás–hőmérséklet jellemzője és a beépített komponensek – főleg a szivattyú – gyártói határértékei adják.
- Túl meleg olaj: csökken a viszkozitás, nő a belső szivárgás és a kopás, gyorsul az olaj öregedése és a lerakódásképződés, a tömítések hamarabb tönkremennek.
- Túl hideg olaj: nagy a viszkozitás, a szivattyú nehezen szív, kavitálhat, nő a nyomásveszteség és a zaj.
A jó tápegység ezért nem csak hűt, hanem szabályoz is: termosztatikus vezérlés tartja az olajat a kedvező tartományban, hidegben pedig fűtés vagy előmelegítés segíti az indulást.
Hűtőtípusok: olaj–levegő vagy olaj–víz?
| Olaj–levegő hűtő | Olaj–víz hűtő | |
|---|---|---|
| Működés | ventilátoros hőcserélő, a környezeti levegőbe hűt | lemezes vagy csőköteges hőcserélő, a hűtővízbe hűt |
| Előny | nem kell hűtővíz, egyszerű telepítés | kompakt, nagy hőmennyiség kis helyen, csendes |
| Korlát | meleg csarnokban csökken a teljesítménye, zajos lehet, a lamellák elszennyeződnek | hűtővíz-ellátás kell; vízkő, korrózió és – tömítetlenség esetén – vízbejutás az olajba |
| Jellemző helye | kis és közepes tápegységek, kültér, ahol nincs hűtővíz | nagy, központi rendszerek, meleg vagy zajérzékeny környezet |
A választás a hőmennyiségen túl a helyszínen múlik: van-e megfelelő minőségű hűtővíz, mennyire meleg és poros a környezet, milyen zajhatár érvényes. Poros környezetben (faipar, papír, hulladék) a levegős hűtő tisztíthatóságát már a tervezésnél meg kell oldani.
Hová kerül a hűtő a körben?
- Visszatérő ágban – egyszerű, gyakori megoldás. A hűtőn átfolyó térfogatáram ingadozik a ciklussal, és a visszatérő nyomáscsúcsoktól védeni kell (megkerülő szelep).
- Külön hűtő-szűrő körben – saját kis szivattyú keringeti az olajat a tartályból a hűtőn és egy finomszűrőn át. A hűtés így független a gép ciklusától, és a szűrés is folyamatos. Nagyobb tápegységeknél ez a jellemző kialakítás.
- Termosztatikus szabályzással – a hűtő csak akkor dolgozik, ha kell: ventilátor-kapcsolás, vízszelep vagy háromutas termosztátszelep.
Hideg indítás és fűtés
Kültéren, fűtetlen csarnokban vagy hosszú állás után az olaj túl sűrű lehet ahhoz, hogy a szivattyú biztonságosan szívjon. Ilyenkor tartályfűtés, előmelegítő keringetés vagy a viszkozitáshoz jobban illő munkafolyadék a megoldás. A fűtést a legalacsonyabb várható környezeti hőmérsékletre és a szükséges felfűtési időre méretezzük.
Kültéri, fűtött kivitelű egyedi tápegységeket rendszeresen építünk – lásd zsilip és vízügy, mezőgazdaság.
Gyakori hibák
- A hűtőt a csúcsra méretezik, nem a ciklusra – drága, nagy és fölöslegesen sokat fogyaszt.
- A hőforrást nem szüntetik meg. Egy állandóan nyomáshatárolón folyó térfogatáramot hűtővel kezelnek, tehermentesítés vagy szabályozott szivattyú helyett.
- Nincs termosztát. A hűtő télen is teljes erővel dolgozik, az olaj nem melegszik fel üzemi hőmérsékletre.
- Elhanyagolt levegős hűtő. A koszos lamellák miatt a hűtőteljesítmény fokozatosan csökken – a hőmérséklet lassan kúszik fel, és senki nem érti, miért.
- Nincs hőmérséklet-figyelés. Egy egyszerű hőmérséklet-távadó és trendrögzítés hónapokkal előbb jelzi a gondot.
Gyakori kérdések
Kell-e olajhűtő a hidraulika tápegységre?
Akkor kell, ha a munkaciklus alatt termelt hő több annál, amit a tartály, a csőhálózat és a környezet természetes úton le tud adni. Ezt a hőmérleg dönti el – rövid, szakaszos ciklusú kis gépeknél gyakran nem kell, folyamatos vagy hosszú nyomástartásos üzemnél szinte mindig.
Melyik a jobb: olaj–levegő vagy olaj–víz hűtő?
Ahol van megfelelő hűtővíz és nagy a hőmennyiség, az olaj–víz hűtő kompaktabb és csendesebb. Ahol nincs hűtővíz, vagy kültéren áll a tápegység, az olaj–levegő hűtő az egyszerűbb. A környezeti hőmérséklet, a por és a zajhatár is számít.
Miért melegszik túl a meglévő tápegységünk?
A leggyakoribb okok: nagy nyomáson elfolyó fölösleges térfogatáram, megváltozott (hosszabb, sűrűbb) munkaciklus, elszennyeződött hűtő, kopott szivattyú vagy hibás szelep. A javítás és hibakeresés a hidrakft.hu szerviz csapatánál van, a hőmérleg újraszámolását és a modernizálást mi végezzük.
Ki lehet váltani a hűtőt energiatakarékos hajtással?
Sokszor csökkenthető vagy el is hagyható: ha a hő nagy része a ciklus álló vagy tartó szakaszaiban keletkezik, a fordulatszám-szabályzott hajtás vagy a szabályozott szivattyú éppen ezt a részt szünteti meg. Hogy mennyit, azt a ciklus ismeretében számoljuk.
