Jäähdytysjärjestelmä
Suvanto, Jere (2021)
2021
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202105138617
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202105138617
Tiivistelmä
Opinnäytetyön aiheena oli tuotekehitystyö, jossa tarkoituksena oli suunnitella nestejäähdytysjärjestelmät sahalinjan hydrauliikan ja vääntömoottoreiden jäähdyttämiseksi. Työn tilaajana toimii Veisto Oy. Tehtävänanto rajautui hydrauliikkakoneikoiden ja nestejäähdytteisten vääntömoottoreiden jäähdytyksen tarkasteluun. Tavoitteena työssä oli suunnitella nesteestä nesteeseen -lämmönsiirtoperiaatteella toimivat jäähdytysjärjestelmät, joissa tarkastellaan järjestelmän ohjausta, komponentteja sekä anturointia. Hydrauliikan jäähdytysjärjestelmä tuli suunnitella siten, etteivät hydraulineste tai ulkoinen lämmönsiirtoneste pääse sekoittumaan järjestelmässä.
Työssä suunniteltiin kaksi versiota hydrauliikkakoneikon jäähdytysjärjestelmästä. Versioita olivat välipiirijärjestelmä sekä kahdennettu järjestelmä. Molemmissa tapauksissa hydrauliikkaöljy jäähdytetään levylämmönvaihtimella, jonka toimintaperiaatteena on nesteestä nesteeseen tapahtuva lämmönvaihtuminen ulkoiseen jäähdytyskiertoon. Nestejäähdytteisten vääntömoottoreiden jäähdytyspiirit suunniteltiin samankaltaiseksi kuin hydrauliikkakoneikoiden jäähdytysjärjestelmä, mutta tähän järjestelmään ei lisätty välipiiriä tai kahdennettua piiriä, sillä jäähdytettävä ja jäähdyttävä neste ovat ominaisuuksiltaan lähellä toisiaan. Jäähdytysjärjestelmätyypeistä luotiin kattava selvitystyö, jonka pohjalta käsiteltiin järjestelmien toimintaperiaatteita. Lopuksi järjestelmistä luotiin periaatekaaviot, joissa esitetään toimintaperiaate, ohjaus, komponentit sekä anturoinnit.
Työssä onnistuttiin luomaan kattavan selvitystyön perusteella jäähdytysjärjestelmät hydrauliikan ja vääntömoottoreiden jäähdytystarpeisiin. Työn päätelmänä hydrauliikan järjestelmä tulisi toteuttaa kahdennetulla järjestelmässä, joka mahdollistaa jatkuvan tuotantoprosessin ja mahdollistaa vuototurvatun toiminnan, jossa nesteiden sekoittumisen on estetty. Vääntömoottoreiden järjestelmä tulee toteuttaa yksinkertaisella vesikiertojärjestelmällä.
Tuloksien avulla toimeksiantaja saa tiedot tarvittavasta jäähdytysjärjestelmätyypistä ja sen toimintaperiaatteista sekä tarvittavasta laitteistosta. Työssä ei mitoitettu järjestelmän komponentteja, sillä kaikkien muuttujien arvot eivät olleet työn aloitusvaiheessa tiedossa. Huomioitavaa mitoitusvaiheessa on mahdolliset järjestelmän muutokset johtuen esimerkiksi virtauksista, paineesta ja lämmönsiirtymisestä.
Työssä suunniteltiin kaksi versiota hydrauliikkakoneikon jäähdytysjärjestelmästä. Versioita olivat välipiirijärjestelmä sekä kahdennettu järjestelmä. Molemmissa tapauksissa hydrauliikkaöljy jäähdytetään levylämmönvaihtimella, jonka toimintaperiaatteena on nesteestä nesteeseen tapahtuva lämmönvaihtuminen ulkoiseen jäähdytyskiertoon. Nestejäähdytteisten vääntömoottoreiden jäähdytyspiirit suunniteltiin samankaltaiseksi kuin hydrauliikkakoneikoiden jäähdytysjärjestelmä, mutta tähän järjestelmään ei lisätty välipiiriä tai kahdennettua piiriä, sillä jäähdytettävä ja jäähdyttävä neste ovat ominaisuuksiltaan lähellä toisiaan. Jäähdytysjärjestelmätyypeistä luotiin kattava selvitystyö, jonka pohjalta käsiteltiin järjestelmien toimintaperiaatteita. Lopuksi järjestelmistä luotiin periaatekaaviot, joissa esitetään toimintaperiaate, ohjaus, komponentit sekä anturoinnit.
Työssä onnistuttiin luomaan kattavan selvitystyön perusteella jäähdytysjärjestelmät hydrauliikan ja vääntömoottoreiden jäähdytystarpeisiin. Työn päätelmänä hydrauliikan järjestelmä tulisi toteuttaa kahdennetulla järjestelmässä, joka mahdollistaa jatkuvan tuotantoprosessin ja mahdollistaa vuototurvatun toiminnan, jossa nesteiden sekoittumisen on estetty. Vääntömoottoreiden järjestelmä tulee toteuttaa yksinkertaisella vesikiertojärjestelmällä.
Tuloksien avulla toimeksiantaja saa tiedot tarvittavasta jäähdytysjärjestelmätyypistä ja sen toimintaperiaatteista sekä tarvittavasta laitteistosta. Työssä ei mitoitettu järjestelmän komponentteja, sillä kaikkien muuttujien arvot eivät olleet työn aloitusvaiheessa tiedossa. Huomioitavaa mitoitusvaiheessa on mahdolliset järjestelmän muutokset johtuen esimerkiksi virtauksista, paineesta ja lämmönsiirtymisestä.