Сучасні системи СВКО для важкої техніки стають все розумнішими та «електричними»

У міру електрифікації позашляхової техніки та оснащення машин функціями, що забезпечують їх взаємодію з іншими машинами та пристроями, зростають вимоги, що пред’являються до таких систем, як системи СВКО.

Комфортні умови для роботи оператора є важливим аспектом загальної продуктивності та ефективної роботи машини. У розпорядженні OEM-виробників існує багато різних способів, що дозволяють підвищити рівень комфорту для оператора. Сюди відноситься використання систем кондиціонування, вентиляції та опалення (СКВО).

“Коли в кабіні важкої техніки для оператора створені комфортні умови роботи, працівника легше утримати, підвищується його задоволеність своєю роботою. Знайти працівника легше, коли ви можете запропонувати комфортні умови праці, – говорить віцепрезидент з продажу та маркетингу компанії Sy-Klone International Остін Браун (Austin Browne). Для створення комфортних і безпечних умов праці важливо підтримувати якість повітря в кабіні машини. Це можна зробити за допомогою високоефективної безперервно працюючої системи вентиляції та кондиціонування “.

На думку Остіна Брауна, при проєктуванні обладнання для OEM-виробників і їх клієнтів ключовими критеріями є здоров’я і безпека праці персоналу. Ці ж аспекти слід враховувати при проєктуванні та інтеграції систем СКВО. Рішення для очищення повітря, включаючи високоефективні фільтри та наддув, інтегровані в системи СКВО, допоможуть забезпечити захист здоров’я і безпеку праці персоналу.

Сучасні системи СКВО здатні задовольнити всі ці потреби. І в міру того, як виробники важкої техніки розширюють свої зусилля з електрифікації машин і використання інтелектуальних систем, системи СКВО також піддаються модернізації, щоб відповідати цим галузевим тенденціям.

Електрифікація означає впровадження нових технологій і появу нових вимог до обігріву та охолодження

У міру того, як все більше OEM-виробників і клієнтів переходять до використання альтернативних приводних рішень для важкої техніки, потреба в системах СКВО, які підходять для використання на цих машинах, буде зростати.

Віцепрезидент компанії Red Dot Метт Джун (Matt Jun) каже, що електрифікація справила величезний вплив на системи СКВО. Традиційно ці системи складалися з чотирьох компонентів – компресора, випарника, терморегулюючого вентиля і конденсатора. Для інтеграції системи в обладнання було кілька шлангів. Однак електрифікація техніки призвела не тільки до збільшення компонентів систем, а й до зміни завдань, які виконували системи СКВО, встановлені на машинах.

«Системи СКВО поступово перетворюються з» бажаної, але не обов’язкової опції «яка має надзвичайно важливе значення як охорони здоров’я оператора, так і для роботи машини», – говорить Метт Джун. Сьогодні, крім обігріву та охолодження повітря для створення комфортних умов в кабіні, системи СКВО виконують завдання з обігріву та охолодження акумуляторних батарей і електродвигунів, зарядних пристроїв та іншої електроніки.

Сьогодні в системах СКВО використовуються компоненти, які не використовувалися раніше. Це та охолоджувачі повітря, і електронні терморегулюючі вентилі (ЕРВ) та інші компоненти, які, за словами Метта Джуна, ускладнюють самі системи СКВО. Також зростають вимоги до потужності систем, додатково ускладнюючи виробникам завдання з проєктування таких систем.

Метт Джун зазначив, що в електрифікованих транспортних засобах золотим стандартом ефективності стають теплові насоси. Принцип роботи теплових насосів чимось нагадує принцип роботи реверсивних повітряних кондиціонерів. Як і реверсивні кондиціонери, замість відпрацьованого тепла від двигуна теплові насоси забирають теплову енергію з навколишнього середовища і перетворять її в корисне тепло для обігріву повітря в кабіні оператора. За словами Метта Джуна, це більш ефективний метод, що дозволяє зменшити витрату заряду акумуляторних батарей. “Більш розумно забирати теплову енергію не тільки з навколишнього середовища, але і вловлювати та переносити в кабіну відпрацьоване тепло від двигунів, акумуляторів та електроніки. Це те, що ми зараз робимо за допомогою теплонасосних систем “.

Оскільки у багатьох OEM-виробників немає такого великого досвіду в електрифікації систем СКВО, Метт Джун каже, що компанія Red Dot готова працювати з виробниками на початковому етапі процесу проєктування, щоб забезпечити розробку належної архітектури систем опалення та охолодження.

За словами Остіна Брауна, чисте повітря важливе не тільки для охорони здоров’я операторів, але і для безперебійної роботи електричних і автономних транспортних засобів. “Присутній у повітрі пил і частинки бруду можуть викликати інтенсивний знос деталей і послужити причиною виходу з ладу чутливої електроніки та елементів управління, які відіграють ключову роль у роботі автономних транспортних засобів, – пояснює Остін Браун. – Встановлення системи фільтрації припливного повітря та підтримання позитивного тиску в кабіні автономного транспортного засобу забезпечують чистоту повітря для правильної роботи електроніки та компонентів машини “.

Остін Браун також зазначив, що на гібридних і повністю електричних машинах більш широко використовуються електричні шафи, які захищають мікросхеми, датчики та інші мікрокомпоненти від впливу зовнішніх факторів. Оскільки в ці шафи також може потрапляти пил і бруд, компанія Sy-Klone пропонує OEM-виробникам технологію RESPA, що створює в електрошафи підвищений тиск повітря, запобігаючи проникненню потенційно небезпечних частинок.

У системі підготовки повітря RESPA повітря спочатку очищається від пилу і бруду за допомогою запатентованої технології очищення повітря. Потім повітря проходить через високоефективний фільтр, який вловлює найдрібніші частинки пилу. Після цього очищене повітря подається в зону, в якій встановлена система RESPA. За допомогою системи RESPA створюється захисна оболонка з повітря високого ступеня очищення, що забезпечує позитивний тиск повітря в кабіні або інших відсіках машини, таких, наприклад, як електричні шафи.

Створення більш розумних систем

Так звані інтелектуальні технології поступово проникають у всі аспекти проєктування компонентів важкої техніки. Системи СКВО не є винятком.

Існує безліч варіантів інтелектуальних систем. Компанія Sy-Klone, наприклад, представила монітори RESPA Advisor + і RESPA Advisor, призначені для установки в кабіні машин. Монітори служать для попередження оператора про потенційні проблеми в кабіні, таких як небезпечний рівень вуглекислого газу (CO2) або втрата тиску повітря в кабіні. Монітор RESPA Advisor + відповідає вимогам нещодавно введеного в дію стандарту по системах контролю якості повітря кабіни оператора ISO 23875, дія якого поширюється на гірничу промисловість. Стандарт покликаний забезпечити охорону здоров’я і безпеку праці операторів спецтехніки.

Остін Браун зазначає, що з метою охорони здоров’я та забезпечення безпеки праці робітників компанія Sy-Klone проводить при співпраці з Національним інститутом охорони праці та промислової гігієни (NIOSH) Центру з контролю і профілактики захворювань США (U.S. Center for Disease Control) дослідження в галузі використання інтелектуальних технологій для створення автономних систем управління якістю повітря в закритих просторах, в яких працюють оператори машин. “Дослідження спрямоване на визначення кращої із застосовуваних на практиці інтелектуальних систем активного моніторингу параметрів, що визначають якість повітря в кабіні. Оцінюється також здатність системи регулювати параметри в режимі реального часу для оптимізації якості повітря при роботі в найсуворіших і найскладніших умовах “, – розповідає Остін Браун.

У вересні 2020 року компанія Mahle вивела на ринок свою інтелектуальну систему кондиціонування повітря. За словами компанії, ключовою особливістю системи є вбудовані безпосередньо в систему датчики дрібнодисперсних частинок, які забезпечують миттєве отримання інформації про якість повітря як в кабіні оператора, так і зовні. На підставі отриманих даних система здатна швидко і точно виконати відповідне коригування. Завдяки тому, що датчики інтегровані безпосередньо в систему, система вийшла більш компактною і нескладною для установки.

Компанія протестувала систему на легковому автомобілі, але стверджує, що інтелектуальна система кондиціонування повітря також може використовуватися на великовантажних дорожніх і позашляхових транспортних засобах. Для випробування системи кондиціонування повітря в неї були інтегровані два датчики дрібнодисперсних частинок. Щоб забезпечити більш чисте повітря в салоні, в систему був також інтегрований новий фільтр тонкої очистки, що забезпечує високу ефективність в плані вловлювання дрібнодисперсних частинок.

В ході випробування інтелектуальної системи кондиціонування повітря компанії Mahle були отримані позитивні результати. Результати випробувань показали також наявність потенціалу для інших переваг у майбутньому внаслідок впровадження нової технології фільтрації та датчиків якості повітря. Система фільтрації кондиціонера може реагувати на зміну робочих умов, забезпечуючи додаткову фільтрацію, коли це необхідно, або виконуючи фільтрацію повітря на вимогу.

Вбудовані датчики можуть також полегшити обслуговування системи, відстежуючи рівень заповнення фільтрів і попереджаючи про необхідність їх заміни. У цьому випадку можна гарантувати, що заміна фільтрів буде проводитися тільки тоді, коли це дійсно необхідно. Можливості мережевої взаємодії дозволяють скористатися цілою низкою мобільних сервісів, наприклад, сервісом замовлення нових фільтрів.

“Я думаю, що одна з областей, де можуть допомогти інтелектуальні технології, – це електронний блок управління нашої системи, – говорить Метт Джун. Можна зробити так, щоб електронний регулятор системи був здатний самостійно відстежувати та контролювати температуру в кабіні оператора, в зоні акумуляторів і електронних пристроїв, а також запускати обігрів або охолодження, коли це необхідно. “Ми хочемо., щоб електронний блок управління нашої системи робив це автоматично, що дозволило б зменшити робоче навантаження та одночасно підвищити рівень комфорту для оператора “.

Майбутнє систем СКВО

Забігаючи вперед, можна сказати, що ключовим фактором при проєктуванні систем СКВО стане їх ефективність. Традиційно, каже Метт Джун, ефективність цих систем не мала пріоритетного значення. Але зрушення в бік електрифікації зробить ефективність цих систем більш пріоритетним завданням. «Також ми повинні ретельно продумати як ефективно управляти енергоспоживанням систем СКВО», – говорить Метт Джун. – Це буде ключовим фактором просування вперед “.

Автономна робота машин призведе до виникнення нових потреб і нових вимог до конструкції систем СКВО. На думку Метта Джуна, вимоги до систем СКВО для автономних транспортних засобів будуть іншими, але водночас трохи схожими на вимоги для електромобілів. Як і для електромобілів, як і раніше буде необхідний обігрів і охолодження кабіни, а також охолодження електродвигунів і акумуляторів. Навіть після відмови від кабін операторів збережеться потреба в охолодженні електричних компонентів, яке може забезпечити система СКВО.

В цілому, потреби клієнтів будуть як і раніше залишатися ключовим фактором при проєктуванні систем СКВО. Будуть доступні нові можливості та функції, але основна мета – забезпечення безпеки та комфортних умов праці для операторів машин – залишиться колишньою.

Передає Інформаційний портал Заповнювачі