Lämmönvaihtimen mitoitus

30% on varsin hyvä arvaus pienehkön venedieselin hyötysuhteeksi. Isot laivadieselit voivat päästä hiukan yli 50%.

10 kW koneen "polttoaineteho" on tuo 10/0,3=33 kW, josta siis 10 kW saadaan potkuriin ja "vain" 23 kW muuttuu heti lämmöksi. Tuosta 23 kW:stä suuri osa menee pakokaasuihin, jotka jäähdytetään pakoputkeen syötettävällä raakavedellä.

En tiedä päteekö tuohon vanha nyrkkisääntö 1/3 hyötytehoa, 1/3 pakoputkeen ja 1/3 jäähdytysveteen, jolloin lämmönvaihtimeen menevä teho olisi siis kutakuinkin sama kuin moottorin teho.

Huomaa, että lämmönvaihtimen teho pitää olla määritetty juuri niissä oloissa missä sitä voit pahimmillaan käyttää eli sisään tulee ainakin 25 asteista vettä ja makealla puolella lämpötilat ovat siellä 70 asteen kieppeillä ja virtaama on pumppusi mukainen. Ja silloinkin on toki tarpeen olla huomattavasti (50%?) pelivaraa.

Joakim kirjoitti:

30% on varsin hyvä arvaus pienehkön venedieselin hyötysuhteeksi. Isot laivadieselit voivat päästä hiukan yli 50%.

10 kW koneen "polttoaineteho" on tuo 10/0,3=33 kW, josta siis 10 kW saadaan potkuriin ja "vain" 23 kW muuttuu heti lämmöksi. Tuosta 23 kW:stä suuri osa menee pakokaasuihin, jotka jäähdytetään pakoputkeen syötettävällä raakavedellä.

En tiedä päteekö tuohon vanha nyrkkisääntö 1/3 hyötytehoa, 1/3 pakoputkeen ja 1/3 jäähdytysveteen, jolloin lämmönvaihtimeen menevä teho olisi siis kutakuinkin sama kuin moottorin teho.

Huomaa, että lämmönvaihtimen teho pitää olla määritetty juuri niissä oloissa missä sitä voit pahimmillaan käyttää eli sisään tulee ainakin 25 asteista vettä ja makealla puolella lämpötilat ovat siellä 70 asteen kieppeillä ja virtaama on pumppusi mukainen. Ja silloinkin on toki tarpeen olla huomattavasti (50%?) pelivaraa.

Lue lisää

vain kokeilemalla.
Asiaan voi vaikuttaa myös vaihtimen ja moottorin kunto, ja tietysti käyttö.
Esim. Motonetistä saa Redline oilin Water wetteriä joka parantaa jäähdytystehoa, jos menee tiukille.

selviää kirjoitti:

vain kokeilemalla.
Asiaan voi vaikuttaa myös vaihtimen ja moottorin kunto, ja tietysti käyttö.
Esim. Motonetistä saa Redline oilin Water wetteriä joka parantaa jäähdytystehoa, jos menee tiukille.

Lue lisää

Uutta hommaamassa eikä viittis ostaa liian pientä lämmönvaihdinta. Pitää vissiin ostaa vaan reilusti iso vaihdin eli noin 2 x moottorin teho. Loppuu lämmön nousu ongelmat. Linjat on puhtaat ja vesikierto toimii, mutta vaihdin on vaan hieman liian pieni nykyisellään.

ymmällään oleva kirjoitti:

Uutta hommaamassa eikä viittis ostaa liian pientä lämmönvaihdinta. Pitää vissiin ostaa vaan reilusti iso vaihdin eli noin 2 x moottorin teho. Loppuu lämmön nousu ongelmat. Linjat on puhtaat ja vesikierto toimii, mutta vaihdin on vaan hieman liian pieni nykyisellään.

Lue lisää

Kyllähän tuollaisen lämmönvaihtimen mitoitus on helppoa, kun tietää mitoitusarvot eli virtausmäärät, sisääntulolämpötilat ja halutut ulostulolämpötilat. Ei siinä mitään kokeilemisia tarvita!

Lämmönvaihtimen teho riippuu TODELLA PALJON virtausmääristä eli pumpun kapasiteetista ja putkiston painehäviöstä sekä raaka- että makeavesipuolella.

http://www.ejbowman.co.uk/products/Header_Spares.htm

Tuolla näyttää olevan myös kullekin mallille "moottoriteho", joka tietysti edellyttää tiettyä virtausmäärää ja tarpeeksi kylmää raakavettä.

Joakim kirjoitti:

Kyllähän tuollaisen lämmönvaihtimen mitoitus on helppoa, kun tietää mitoitusarvot eli virtausmäärät, sisääntulolämpötilat ja halutut ulostulolämpötilat. Ei siinä mitään kokeilemisia tarvita!

Lämmönvaihtimen teho riippuu TODELLA PALJON virtausmääristä eli pumpun kapasiteetista ja putkiston painehäviöstä sekä raaka- että makeavesipuolella.

http://www.ejbowman.co.uk/products/Header_Spares.htm

Tuolla näyttää olevan myös kullekin mallille "moottoriteho", joka tietysti edellyttää tiettyä virtausmäärää ja tarpeeksi kylmää raakavettä.

Lue lisää

lämpötilat, virtausmäärät, kapasiteetit ja painehäviöt on todella helppo laskea ja mitata, kaikkihan sen osaa...

Jos lämmönvaihdin on 45kw niin se sopii periaatteessa alle 45kw tehoisiin moottoreihin. Ja kun tuo nettiveneen vaihdin maksaa 130€ niin kokeileminen ei tunnu kauhean kalliilta, jos on liian pieni niin takaisin myyntiin...

Itsellä on 180kw/340hv vaihdin 500hv moottorissa, isompireikäisellä termostaatilla ja moottorin oma vesipumppu on 20% tehokkaampi kuin alkuperäinen. Termostaatti on 160F ja lämpötila on aika tasan 165F.

juuu,, kirjoitti:

lämpötilat, virtausmäärät, kapasiteetit ja painehäviöt on todella helppo laskea ja mitata, kaikkihan sen osaa...

Jos lämmönvaihdin on 45kw niin se sopii periaatteessa alle 45kw tehoisiin moottoreihin. Ja kun tuo nettiveneen vaihdin maksaa 130€ niin kokeileminen ei tunnu kauhean kalliilta, jos on liian pieni niin takaisin myyntiin...

Itsellä on 180kw/340hv vaihdin 500hv moottorissa, isompireikäisellä termostaatilla ja moottorin oma vesipumppu on 20% tehokkaampi kuin alkuperäinen. Termostaatti on 160F ja lämpötila on aika tasan 165F.

Lue lisää

Kaikki ei tietysti noita osaa laskea, mutta kaikki noita tekävät osaavat. Ei ole vaikeaa, kun on todennäköisesti valmis ohjelma, jonne syöttää arvot parissa minuutissa.

Joakim kirjoitti:

30% on varsin hyvä arvaus pienehkön venedieselin hyötysuhteeksi. Isot laivadieselit voivat päästä hiukan yli 50%.

10 kW koneen "polttoaineteho" on tuo 10/0,3=33 kW, josta siis 10 kW saadaan potkuriin ja "vain" 23 kW muuttuu heti lämmöksi. Tuosta 23 kW:stä suuri osa menee pakokaasuihin, jotka jäähdytetään pakoputkeen syötettävällä raakavedellä.

En tiedä päteekö tuohon vanha nyrkkisääntö 1/3 hyötytehoa, 1/3 pakoputkeen ja 1/3 jäähdytysveteen, jolloin lämmönvaihtimeen menevä teho olisi siis kutakuinkin sama kuin moottorin teho.

Huomaa, että lämmönvaihtimen teho pitää olla määritetty juuri niissä oloissa missä sitä voit pahimmillaan käyttää eli sisään tulee ainakin 25 asteista vettä ja makealla puolella lämpötilat ovat siellä 70 asteen kieppeillä ja virtaama on pumppusi mukainen. Ja silloinkin on toki tarpeen olla huomattavasti (50%?) pelivaraa.

Lue lisää

Aloittaja on ongelman varmasti ratkaissut aika päiviä sitten. Toivottavasti tällä kerralla oikein. Mutta muita haun kautta tänne eksyneitä varten kirjaan lyhyesti, miten minulle kävi lämmönvaihtimen mitoituksessa.

Tein tässä myöhemmin kerrotun muutoksen kokemusperäisesti ilman sen enempiä laskelmia. Aiemmin oli jo kölijäähdytyksen (kölin ulkopintaan kiinnitetty kupariputki, jossa moottorista tuleva makeavesi käy jäähtymässä) aikaan kierrätyspumppu vaihdettu isommaksi siitä syystä, että ylilämpökyhtkin (60 C) hälytti toisinaan rivakan ajon päätteksi. Tässä tarinassa tuo isompikin pumppu jäi toimettomaksi. Huomautettakoon, että yksikään kierrätyspumppu (mekaaninen tai sähköinen) ei ole vikaantumisen takia mennyt vaihtoon reilun 30v aikana vaan muista muutoksista johtuen. Sähköisille ei ole tehty mitään paitsi korvattu pykälää isommalla. Mekaaniseen on vaihdettu kiilahihna, laakerit, huulitiiviste ja imprelleri sekä pumpun kannesta hiottu siipipyörän kulumat pois. Mutta sillä okin ikää yli 40 vuotta.

Moottori on Yanmar 2QM15. Alunperin merivesijäähdytteinen, Ollut makeavesiäähdytteinen lähes neljäkymmentä vuotta. Nyt kölijäähdytyksen merivedessä olevat osat alkoivat hapertua ja tilalle tuli lämmönvaihdin kokonaan veneen sisälle. Kölijäähdytyksellä oli kierrätyspumppuna viimeksi toiminut Johnson virtausmäärältään 18.5 l/min. Koneen alkuperäinen merivesipumppu jäähdytti pakoputkea. Termostaatti oli pois köljäähdytyksen aikana. Se oli poistettu satunnaisten ylilämpöongelmien vuoksi mutta ei ollut syy niihin. Kone kävi isommalla pumpulla alilämpöisenä < 50 C). Koneeseen oli asennettu jo 20v aiemmin lämpömittari, josta moottorin lämmön näki. Samasta mittarista otettu lukemat tämän muutoksen jälkeen.

Lämmönvaihdin kölijäähdytyksen tilalle:
- Lämmönvaihdin Bowman EC120 (merivesi pillien sisällä, 50% glygoli/vesi vaipassa)
- Makeavesipumppu Jabsco 59520-OOOB (asento 5 käytössä, n. 22 l/min)
- vanha pumppu CM10P7-118.5 l/min poistettu käytöstä tilaongelman vuoksi.
- Merivesipumppu Albin F3 (n. 35 l/min)
- Pakoputken jäähdytys alkuperäisellä merivesipumpulla (tuotto kasvaa kierrosten mukaan)
- Ylilämpökytkin vaihdettu 60 -> 90 C
- Alkuperäinen ja testattu termostaatti asennettu (avautumislämpötila 42 C, täysin auki 52 C)
- vanhan kölijäähdytyksen toinen läpivienti korvattu läpivientisihdillä ja hanalla (vedenotto uudelle merivesipumpulle). Toinen läpivienti tulpattu toistaiseksi.
- merivesisuodatin (vedenpinnan alapuolelle asennettava malli) ennen kumpaakin pumppua

Kävi niin, että alhaisilla nopeuksilla (teholla) moottorin lämpö on lämmettyään aina 50 C. Sen alle ei laske. Termostaati toimii. Normaalissa matka-ajossa, jolla vene kulkee miellyttävästi, lämpö n. 45 min ajon jälkeen 75 C. Sen jälkeen 10 min isolla teholla (perä painiuu jo liian alas ja aalto kasvaa mutta vauhti ei lisäänny) lämpö nousee 80 C tuntumaan mutta ei vielä sen yli. Pilli ei soinut missään vaiheessa. Koeajo tehiin heinäkuun puolivälin helteissä. Meriveden lämpöjä en mitannut mutta säätietojen mukaan oli n. 20 C.
Yksi muutos aiempaan verrattuna tapahtui: moottori ei enää savuta ajossa. Aiemmin kylmemmällä moottorilla ajettaessa savua oli hieman nähtävissä. Voisin jopa väittää, että käyntääni vaikutti hiljaisemmalta. Melua ei mitattu tässä yhteydessä. Moottorille ei muutoksen yhteydessä tehty muuta huoltoa. Normaalit huollot on tehty syksyllä.

Mitä tästä voi oppia. Ainakaan liian suuri valitu lämmönvaihdin ei ole. Samasta vaihtimesta saa toki lisää kapasiteettia, jos lisää etenkin merivesipiirin virtausta pumpun tehoa kasvattamalla. Mutta joku raja siinäkin tulee vastaan ainakin pumpun virrankulutuksen suhteen.
Kannattaa huomata mahdollisia lämmönvaihtimia valitesaan, että niiden tehot pätee tavattoman suurilla vedenvirtauksilla ainakin näille "single pass" - malleille. Kannattaa valita two tai three pass-malli, jos on saatavilla kohtuuhintaan. Näin saa enemmän jäähdytystehoa pienemmällä virtauksella.

Ja vielä kommentti noiden sähköpumppujen luotettavuuteeen. Tosiaan koskaan ei ole yksikään kierrätyspumppu matkan varrella särkynyt. Mutta kaikesta huolimatta kiinnitin laipioon piiloon valmiiksi vastaavat sähköiset varapumput noille kierrätyspumpuille letkukaroin varustettuna, Alunperinkin oli käsiventtiilit, joilla saa suljettua moottorista /moottoriin menevän linjan. Käsiventtiilit on myös sekä lämmönvaihtimen tulo ja lähtöpuolella. Jos pumppu menee rikki matkalla, voi ajaa sivuun, laskea ankkutrin ja vaihtaa letkut varapumppuihin parissakymmenessä minuutissa. Ja jatkossa pitää muistaa varoa makeavesipiirin kuumia nesteitä. Jäähdytysnesteen lisäyksen jälkeen voi matka taas jatkua. Merivesipiirissä ei nesteiden kanssa tarvitse lutrata. Riittää, kun avaa hanan ja käynnitää pumpun. Jos laturi rikkoontuu, ainahan on seviimeinen optio, että letkuttaa meriveden virtaamaan mekaaniselta pumpulta taas moottorin läpi. Niinkuin tehtaalla on suunniteltu.

juuu,, kirjoitti:

lämpötilat, virtausmäärät, kapasiteetit ja painehäviöt on todella helppo laskea ja mitata, kaikkihan sen osaa...

Jos lämmönvaihdin on 45kw niin se sopii periaatteessa alle 45kw tehoisiin moottoreihin. Ja kun tuo nettiveneen vaihdin maksaa 130€ niin kokeileminen ei tunnu kauhean kalliilta, jos on liian pieni niin takaisin myyntiin...

Itsellä on 180kw/340hv vaihdin 500hv moottorissa, isompireikäisellä termostaatilla ja moottorin oma vesipumppu on 20% tehokkaampi kuin alkuperäinen. Termostaatti on 160F ja lämpötila on aika tasan 165F.

Lue lisää

Minulla on 7600 kW vaihdin 8800 kW moottoreissa, termostaattia ei ole mutta lämpötilatiedon mukaan ohjautuva sähkömoottoritoiminen venttiili kylläkin. Venttiili on varustettu sähkökatkon varalta myös 85- prosenttisesti pakkoavautuvalla mekanismilla.

Anonyymi kirjoitti:

Aloittaja on ongelman varmasti ratkaissut aika päiviä sitten. Toivottavasti tällä kerralla oikein. Mutta muita haun kautta tänne eksyneitä varten kirjaan lyhyesti, miten minulle kävi lämmönvaihtimen mitoituksessa.

Tein tässä myöhemmin kerrotun muutoksen kokemusperäisesti ilman sen enempiä laskelmia. Aiemmin oli jo kölijäähdytyksen (kölin ulkopintaan kiinnitetty kupariputki, jossa moottorista tuleva makeavesi käy jäähtymässä) aikaan kierrätyspumppu vaihdettu isommaksi siitä syystä, että ylilämpökyhtkin (60 C) hälytti toisinaan rivakan ajon päätteksi. Tässä tarinassa tuo isompikin pumppu jäi toimettomaksi. Huomautettakoon, että yksikään kierrätyspumppu (mekaaninen tai sähköinen) ei ole vikaantumisen takia mennyt vaihtoon reilun 30v aikana vaan muista muutoksista johtuen. Sähköisille ei ole tehty mitään paitsi korvattu pykälää isommalla. Mekaaniseen on vaihdettu kiilahihna, laakerit, huulitiiviste ja imprelleri sekä pumpun kannesta hiottu siipipyörän kulumat pois. Mutta sillä okin ikää yli 40 vuotta.

Moottori on Yanmar 2QM15. Alunperin merivesijäähdytteinen, Ollut makeavesiäähdytteinen lähes neljäkymmentä vuotta. Nyt kölijäähdytyksen merivedessä olevat osat alkoivat hapertua ja tilalle tuli lämmönvaihdin kokonaan veneen sisälle. Kölijäähdytyksellä oli kierrätyspumppuna viimeksi toiminut Johnson virtausmäärältään 18.5 l/min. Koneen alkuperäinen merivesipumppu jäähdytti pakoputkea. Termostaatti oli pois köljäähdytyksen aikana. Se oli poistettu satunnaisten ylilämpöongelmien vuoksi mutta ei ollut syy niihin. Kone kävi isommalla pumpulla alilämpöisenä < 50 C). Koneeseen oli asennettu jo 20v aiemmin lämpömittari, josta moottorin lämmön näki. Samasta mittarista otettu lukemat tämän muutoksen jälkeen.

Lämmönvaihdin kölijäähdytyksen tilalle:
- Lämmönvaihdin Bowman EC120 (merivesi pillien sisällä, 50% glygoli/vesi vaipassa)
- Makeavesipumppu Jabsco 59520-OOOB (asento 5 käytössä, n. 22 l/min)
- vanha pumppu CM10P7-118.5 l/min poistettu käytöstä tilaongelman vuoksi.
- Merivesipumppu Albin F3 (n. 35 l/min)
- Pakoputken jäähdytys alkuperäisellä merivesipumpulla (tuotto kasvaa kierrosten mukaan)
- Ylilämpökytkin vaihdettu 60 -> 90 C
- Alkuperäinen ja testattu termostaatti asennettu (avautumislämpötila 42 C, täysin auki 52 C)
- vanhan kölijäähdytyksen toinen läpivienti korvattu läpivientisihdillä ja hanalla (vedenotto uudelle merivesipumpulle). Toinen läpivienti tulpattu toistaiseksi.
- merivesisuodatin (vedenpinnan alapuolelle asennettava malli) ennen kumpaakin pumppua

Kävi niin, että alhaisilla nopeuksilla (teholla) moottorin lämpö on lämmettyään aina 50 C. Sen alle ei laske. Termostaati toimii. Normaalissa matka-ajossa, jolla vene kulkee miellyttävästi, lämpö n. 45 min ajon jälkeen 75 C. Sen jälkeen 10 min isolla teholla (perä painiuu jo liian alas ja aalto kasvaa mutta vauhti ei lisäänny) lämpö nousee 80 C tuntumaan mutta ei vielä sen yli. Pilli ei soinut missään vaiheessa. Koeajo tehiin heinäkuun puolivälin helteissä. Meriveden lämpöjä en mitannut mutta säätietojen mukaan oli n. 20 C.
Yksi muutos aiempaan verrattuna tapahtui: moottori ei enää savuta ajossa. Aiemmin kylmemmällä moottorilla ajettaessa savua oli hieman nähtävissä. Voisin jopa väittää, että käyntääni vaikutti hiljaisemmalta. Melua ei mitattu tässä yhteydessä. Moottorille ei muutoksen yhteydessä tehty muuta huoltoa. Normaalit huollot on tehty syksyllä.

Mitä tästä voi oppia. Ainakaan liian suuri valitu lämmönvaihdin ei ole. Samasta vaihtimesta saa toki lisää kapasiteettia, jos lisää etenkin merivesipiirin virtausta pumpun tehoa kasvattamalla. Mutta joku raja siinäkin tulee vastaan ainakin pumpun virrankulutuksen suhteen.
Kannattaa huomata mahdollisia lämmönvaihtimia valitesaan, että niiden tehot pätee tavattoman suurilla vedenvirtauksilla ainakin näille "single pass" - malleille. Kannattaa valita two tai three pass-malli, jos on saatavilla kohtuuhintaan. Näin saa enemmän jäähdytystehoa pienemmällä virtauksella.

Ja vielä kommentti noiden sähköpumppujen luotettavuuteeen. Tosiaan koskaan ei ole yksikään kierrätyspumppu matkan varrella särkynyt. Mutta kaikesta huolimatta kiinnitin laipioon piiloon valmiiksi vastaavat sähköiset varapumput noille kierrätyspumpuille letkukaroin varustettuna, Alunperinkin oli käsiventtiilit, joilla saa suljettua moottorista /moottoriin menevän linjan. Käsiventtiilit on myös sekä lämmönvaihtimen tulo ja lähtöpuolella. Jos pumppu menee rikki matkalla, voi ajaa sivuun, laskea ankkutrin ja vaihtaa letkut varapumppuihin parissakymmenessä minuutissa. Ja jatkossa pitää muistaa varoa makeavesipiirin kuumia nesteitä. Jäähdytysnesteen lisäyksen jälkeen voi matka taas jatkua. Merivesipiirissä ei nesteiden kanssa tarvitse lutrata. Riittää, kun avaa hanan ja käynnitää pumpun. Jos laturi rikkoontuu, ainahan on seviimeinen optio, että letkuttaa meriveden virtaamaan mekaaniselta pumpulta taas moottorin läpi. Niinkuin tehtaalla on suunniteltu.

Lue lisää

Tähän vielä päivitys lämmönvaihtimen mitoituksesta 2QM15 tapauksessa parin vuoden käytön pohjalta. Lopullinen toimivaksi todettu kokoonpano:

- Lämmönvaihdin Bowman EC120 EC100 sarjassa (signe-pass, merivesi pillien sisällä, 50% glygoli/vesi vaipassa)
- Makeavesipumppu Jabsco 59520-OOOB (asento 5 käytössä, n. 22 l/min)
- Merivesipumppu Albin F3 (n. 35 l/min)
- Pakoputken jäähdytys alkuperäisellä merivesipumpulla (tuotto kasvaa kierrosten mukaan)
- Ylilämpökytkin vaihdettu 60 -> 90 C

Noilla mainituilla pumpuilla ja virtauksilla ja pitkähköillä letkuilla varustettuna lämmönvaihtimia pitääkin olla kaksi sarjassa. Nyt nopetta ei tarvitse rajoittaa milloinkaan moottorin lämmön mukaan. Voi ajella runkonopeutta tuntikausia eikä moottorin lämpö nouse liiaksi. Käytännössä lämpö asettuu n. 75 C tuntumaan.