Raffreddatore d'aria marino: come funziona
Un intercooler marino (CAC, chiamato anche intercooler) è uno scambiatore di calore montato tra il turbocompressore e i cilindri del motore sui motori diesel marini a 2 e 4 tempi. Il suo compito principale: raffreddare l'aria calda compressa turbocompressa prima che entri nelle camere di combustione del motore.
-Aria calda compressa dal turbocompressore
Il turbocompressore comprime l'aria aspirata per aumentare la potenza del motore. La compressione aumenta bruscamente la temperatura dell'aria, spesso di 180 gradi ~ 230 gradi. L'aria calda ha una densità inferiore; meno ossigeno per la combustione, maggiori emissioni di NOₓ e carico termico del motore.
-Trasferimento di calore all'interno dell'intercooler
L'aria calda di sovralimentazione fluisce attraverso fasci tubieri alettati. All'interno dei tubi scorre acqua di mare/acqua dolce di raffreddamento. Trasferimenti di calore da aria calda → alette → parete del tubo → mezzo di raffreddamento. La temperatura dell'aria scende generalmente a 45‑55 gradi prima dell'ingresso del motore.
-L'aria densa e fredda alimenta i cilindri
L'aria raffreddata diventa più densa, fornendo più ossigeno per la combustione del carburante.
Due tipi di circuiti di raffreddamento per CAC marino
1. Raffreddato ad acqua di mare (diretto)
Mezzo di raffreddamento: acqua di mare all'interno dei tubi, solitamente tubi in cupronichel 90‑10.
>Pro: forte capacità di raffreddamento.
>Contro: rischio di corrosione, erosione-corrosione, incrostazione; richiede una pulizia regolare.
2. Raffreddato ad acqua dolce (circuito indiretto/chiuso)
L'acqua glicolata fresca chiusa circola attraverso l'intercooler; l'acqua dolce viene quindi raffreddata da uno scambiatore di calore separato con acqua di mare.
>Pro: minore corrosione del tubo, maggiore durata del nucleo CAC.
>Contro: sistema più grande, temperatura dell'aria di sovralimentazione in uscita leggermente più alta.
Principali vantaggi derivanti dal funzionamento dell'intercooler
- Aumenta la potenza del motore
- Riduce la temperatura di scarico e lo stress termico sulle parti del motore
- Riduce la formazione di NOₓ (conforme alle norme sulle emissioni marine)
- Migliora l'efficienza della combustione del carburante, riduce il consumo di carburante
Problemi marini comuni nel mondo reale
- Incrostazioni lato aria: nebbia d'olio, depositi di fuliggine bloccano le alette → raffreddamento scarso, temperatura di uscita dell'aria più elevata
- Le incrostazioni sull'acqua/il biofouling marino riducono il flusso e il trasferimento di calore
- Perdita nel tubo: l'acqua di mare mescolata all'aria aspirata provoca il rischio di corrosione del motore
