Originariamente considerata un’opzione per piccole imbarcazioni da diporto, il suo continuo sviluppo ha permesso di creare sistemi che forniscono oltre 100 kW di energia pulita e a zero emissioni!
Con lo sviluppo dei sistemi di propulsione, un problema costante è la necessità di mantenere il calore generato entro i parametri operativi, per garantirne le prestazioni senza causare guasti del sistema dovuti al sovraccarico termico.
Le aree che richiedono il raffreddamento possono includere il pacco batterie e il caricabatterie di bordo, il convertitore CA-CC, il convertitore CC-CC, il motore di azionamento elettrico, i trasformatori, gli inverter e le stazioni di ricarica delle batterie a terra.
Sebbene tutti i sistemi richiedano diversi livelli di dissipazione del calore, esistono linee guida generali che possono essere applicate per stabilire la dimensione tipica dello scambiatore di calore richiesto.
Ad esempio, un motore elettrico perderà comunemente circa il 6% della potenza nominale sotto forma di calore. Pertanto, un motore da 100 kW potrebbe necessitare di un’unità in grado di rimuovere 6 kW di energia termica. I componenti associati richiedono in genere che un ulteriore 3% della potenza del motore venga dissipato, mentre potrebbe essere necessario un ulteriore raffreddamento per le batterie.
Anche le portate del refrigerante influiscono sulle prestazioni di uno scambiatore di calore e di solito variano da un sistema elettrico all’altro. Quindi, l’esempio di sistema da 100 kW di cui sopra richiederebbe almeno 9 kW di dissipazione del calore. I grafici delle prestazioni riportati di seguito illustrano che se il flusso di refrigerante attraverso il sistema è di 40 l/min, un Bowman EC100 rappresenta l’unità adatta per questo sistema. Tuttavia, se la portata del refrigerante fosse di soli 15 l/min, sarebbe necessario uno scambiatore di calore FC100 più grande, poiché una bassa portata del refrigerante riduce significativamente la capacità di raffreddamento di qualsiasi scambiatore di calore!
Scambiatori di calore serie EC
Scambiatori di calore serie FC
Dati basati su: Tipo di refrigerante: 50/50 acqua/glicole. Temperatura ingresso acqua di mare: 30 °C a 50 l/min. Temperatura di ingresso del liquido di raffreddamento: 50 °C.
Gli scambiatori di calore Bowman sono facilmente integrati nella progettazione del sistema di propulsione e di solito è sufficiente una singola unità. Tuttavia, in alcune installazioni potrebbe essere necessario un circuito secondario dove i componenti (come la batteria) abbiano specifici requisiti di raffreddamento. Le immagini seguenti mostrano tre scenari tipici per il raffreddamento di sistemi elettrici e ibridi.
Due scambiatori di calore, installati in serie, controllano le diverse esigenze di raffreddamento del banco batterie e dei circuiti inverter/azionamento.
In questa installazione viene utilizzato un unico scambiatore di calore per raffreddare i doppi circuiti inverter/azionamento.
Un unico scambiatore di calore raffredda sia i motori ibridi che gli inverter, oltre a due raffreddatori separati installati all’interno di questo sistema ibrido.
I sistemi elettrici e ibridi sono spesso progettati per funzionare con temperature dell’acqua di mare superiori a 30 °C, quindi selezionare l’unità giusta è fondamentale per avere prestazioni e affidabilità garantite. Inoltre, una volta comunicate le seguenti informazioni, Bowman può fornire una selezione di prodotti assistita da computer, per consigliare lo scambiatore di calore più appropriato per un’applicazione specifica:
Tipo e concentrazione del refrigerante
Calore da dissipare (in kW)
Temperatura di uscita del refrigerante richiesta (in °C)
Flusso refrigerante (in l/min)
Temperatura dell’acqua di mare (in °C)
Per ulteriori informazioni, contattare il numero +44 (0) 121 359 5401 o inviare una email a [email protected].