נושא : שיטות שונות לקירור שנאים מסוגים שונים

רשת החשמל בנויה בצורה מסועפת ומורכבת אך בכל צומת אשר נפנה במוקדם או במאוחר אנחנו ניתקל בשנאי , וכידוע לשנאים יש מספר סוגי הפסדים עליהם דנו בפעם הקודמת ניתן לקרוא כאן (https://www.ogla.co.il/loss.html ) וסכום הפסדים מתבטאים בחום אשר מתפזר על פני השנאי ,חלקו על ליבת הברזל והגורם העיקרי הינו הפסדי הנחושת שהם מתבטאים במשוואת ההספק I²*Rההתנגדות הינה יחסית קבועה אך הזרם משתנה והחום משתנה בהתאמה אֶקְסְפּוֹנֶנְצִיאָלִית וכתוצאה מכך אנו מגיעים למסקנה המתבקשת שהיא שככל שהזרם גדול יותר כך השנאי יתחמם יותר.
אילו טמפרטורת השנאי הייתה ממשיכה לגדול דבר זה היה גורם לכשל בבידוד השנאי, וכשל בבידוד יוביל לנזק לשנאי ופגיעה ברציפות האספקה של המתקן ועוד. ולכן פותחו שיטות שונות לקירור של השנאי ובכך לגרום לאורך חיים ארוך יותר ויעילות גבוהה יותר של השנאי.

סוגי הקירור הקיימים בשנאי יבש

1.     אוויר טבעי  (AN)

חום השנאי מקורר על ידי זרימת של אוויר ללא השפעה מיוחדת. כאשר
הטמפרטורה של השנאי עולה לעומת טמפרטורת האוויר בסביבה מתרחש תהליך של הסעה של חום
באמצעות האוויר , האוויר החם (צמוד לשנאי) מוחלף על ידי אוויר קריר יותר שיטה זו
משמשת לקירור שנאים עד לסדרי גודל של 2MVA

2.     אוויר מאולץ (AF)

בשיטה זו, החום שנוצר בליבת השנאי מקורר באמצעות מפוחים, אוויר במהירות
גבוה עובר דרך ליבת השנאי ובאמצעות הסעת אוויר יזומה הטמפרטורה בתוך השנאי יורדת
.לרוב שנאים יבשים הינם בעלי אוויר מאולץ כאשר בתוך הסלילים ישנו מד טמפרטורה אשר
מודד את טמפרטורת הסלילים וכאשר ערך הטמפרטורה מגיע לערך מוגדר מופעלים המפוחים באופן
אוטומטי כלומר בהתחלה הוא אוויר טבעי ואז עם חום יתר אוויר מאולץ. לרוב עם אוויר
מאולץ ניתן להגדיל את הספק ב 25% בשל פיזור חום מהיר יותר.

• תמונה מספר 1: שנאי יבש תוצרת חברת EATON עם אוורור מאולץ

סוגי הקירור הקיימים בשנאי שמן

   1.סחרור אוויר טבעי וסחרור שמן טבעי (ONAN- Oil Natural Air Natural)

שיטה זו הינה שיטת הקירור הבסיסית ביותר שקיימת והיא מתבססת על עקרונות פיזיקליים בסיסים השמן במיכל השנאי מתחמם וחלקו החם עולה לחלק העליון של מיכל השנאי והמקום הריק מתמלא בשמן קר. השמן החם אשר בחלקו העליון פולט את החום על ידי הסעה טבעית של אוויר הזורם דרך צלעות הקירור של השנאי וכאשר השמן בחלק העליון טיפה מתקרר הוא יורד למטה כי הוא התקרר ושמן חם יותר מחליף את מקומו , בדרך זו שמן השנאי מסתחרר ללא הרף בעת פעולת השנאי

• תמונה מספר 2: שנאי שמן אטום עם סחרור אוויר טבעי

   2. סחרור אוויר מאולץ וסחרור שמן טבעי (ONAF- Oil Natural Air Forced)

כפי שצוין בשיטת ONAN, ירידת הטמפרטורה מתבצעת על ידי תהליך הסעת החום באמצעות אוויר, השיטה הזו דומה אך כאן האוויר מוזרם באופן מאולץ וככל ששטחם של צלעות הקירור יהיו גדולות יותר קירור השמן יהיה מהיר יותר שכן החום מוסע בצורה טובה יותר. עלות שיטה זו גדולה יותר מ ONAN בשל העובדה כי מפעילים מפוחים לקירור.

   3. סחרור אוויר מאולץ וסחרור שמן מאולץ (OFAF- Oil Forced Air Forced)

בשיטה זו השמן במיכל השנאי מסתחרר באמצעות משאבות ,דרך צלעות הקירור (רדיאטור) של השנאי מוזרם אוויר בספיקה גבוה הגורם להסעה של החום מהמערכת. שיטה זו דומה לONAN כאשר העומס נמוך והשנאי לא חם הקירור נעשה בשיטת ONAN וכאשר העומס גדל וכתוצאה מכך החום הנוצר בשמן גדל מתקבלת התרעה מחיישני הטמפרטורה להפעיל מפוחים ומשאבות על מנת לסלק את החום הנוצר במערכת במהירות גדולה יותר .

• תמונה מספר 3: שנאי שמן עם מיכל התפשטות וסחרור שמן ואוויר מאולץ

   4. סחרור שמן טבעי וסחרור מים מאולץ (ONWF- Oil Natural Water Forced)

השיטה מתבססת על מערכת החלפת חום , מערכת החלפת החום מותקנת מחוץ לשנאי מצידה האחד מותקנת צנרת שמן אשר מופרדת מצנרת המים והיא בנויה בצורה כזו שמירב החום ייקלט בצידה השני של המערכת , ובצידה השני מותקנת צנרת מים אשר מסחררת מים במערכת באמצעות משאבות ובכך גורמת לסילוק של חום באמצעות הולכה שלו למקום אחר , המים יכולים להיות מקוררים או נשאבים ממאגר מים ייעודי בדרך כלל מערכת סגורה על מנת למנוע משקעים בתוך מחליפי החום של השנאי אם נרצה לקרר את המים נתקין מחליף חום נוסף לקירור המים.

   5. סחרור שמן מאולץ וסחרור מים מאולץ (OFWF- Oil Forced Water Forced)

כמו שיטת ONWF גם כאן אנחנו משתמשים במחליף חום שדרכו עוברים מצידו האחד שמן מסוחרר באמצעות משאבה ומצידו האחר מים מסוחררים באמצעות משאבה משאבת השמן מתוכננת ללחץ גבוה יותר ממשאבת המים כך שאם מתרחשת פריצה שמן יעבור למים אך מים לא יעברו לשמן. את סוג זה נוכל לפגוש בשנאים גדולים מאוד או במקומות מיוחדים. בתחנות ההידרו בארץ מותקנים שנאים מסוג זה.

• תמונה מספר 4 : שנאי עם מיכל התפשטות בעל משאבות שמן ומשאבות מים .

   6. סחרור אוויר מאולץ וסחרור שמן ישיר (ODAF – Oil Directed Air Forced)

על מנת לשפר את קצב הקירור של השנאי, מתבצעים תכנון מוקדם אשר מכוון את השמן המוזרם דרך נתיבים שנקבעו מראש, בשיטה משתמשים עם סחרור שמן מאולץ מסלול השמן מתוכנן כך שהשמן עובר דרך הסלילים על מנת לגרום להעברת חום מקסימלית ולא באופן שרירותי כמו שקורה ב OFAF .

הסבר לאותיות המופיעות על סוג קירור השנאי

בהצלחה