Base de conocimiento
Un grupo electrógeno con motor de gas convierte en torno al 40 % de su combustible en electricidad. La mayor parte del resto es calor, y una planta de cogeneración (CHP) pone ese calor a trabajar - en una red de calefacción urbana, un invernadero, un hospital, un proceso de fábrica. Recuperarlo eleva el aprovechamiento total del combustible al 80-90 %, por lo que la cogeneración es el estándar para los motores de gas siempre que hay un consumidor de calor. Esta guía explica de dónde viene el calor, cómo se recupera y por qué toda planta de cogeneración sigue necesitando un radiador.
De dónde viene el calor
Cuatro fuentes llevan el calor de un motor de gas. El agua de camisas, a 80-95 °C, lleva el calor de los cilindros. El aceite lubricante lleva el calor de los cojinetes y los pistones, normalmente al agua de camisas a través de un enfriador de aceite. El aire de sobrealimentación, comprimido por el turbocompresor, se enfría en dos etapas: la primera, caliente, puede alimentar el circuito de recuperación de calor; la segunda, de baja temperatura, debe enfriarse cerca de la temperatura ambiente para la potencia nominal y las emisiones del motor. Los gases de escape, a 400-500 °C, llevan la mayor parte individual y se recuperan en un intercambiador de calor de gases de escape o en una caldera de vapor.
Aproximadamente, un motor entrega cantidades similares de potencia eléctrica y de calor recuperable; el balance térmico del fabricante del motor da el reparto exacto por circuito y nivel de temperatura.
El módulo de calefacción
El módulo de calefacción es el bastidor que recoge ese calor y lo entrega al consumidor. Lleva el intercambiador de calor de placas que separa el circuito del motor de la red de calefacción, las bombas, las válvulas de tres vías que mantienen la temperatura de retorno del motor donde la quiere el fabricante del motor haga lo que haga la red, el equipo de expansión y seguridad, y la conexión al intercambiador de calor de los gases de escape. Construido como un único módulo probado en fábrica, llega con las tuberías, la instrumentación y los controles en su sitio y reduce el trabajo en obra a unas pocas conexiones.
Por qué una planta de cogeneración sigue necesitando un radiador
El consumidor de calor no siempre quiere el calor: una red de calefacción urbana en verano, un invernadero de noche, una fábrica en un día festivo. El motor, sin embargo, debe mantener su agua de camisas y su aceite dentro de los límites siempre que funciona. El enfriador de emergencia - también llamado radiador de disipación - asume el calor que el consumidor no puede tomar, de modo que el motor pueda seguir produciendo electricidad. Se dimensiona para todo el calor del motor a la temperatura ambiente de diseño de verano, se controla con las mismas válvulas que sirven al módulo de calefacción y suele funcionar solo durante parte del año.
El circuito de aire de sobrealimentación de baja temperatura es un caso distinto: su calor es demasiado bajo para ser útil en la mayoría de las redes, por lo que va siempre a un radiador - a menudo una unidad LT/HT en la que una batería enfría el aire de sobrealimentación y la otra sirve de enfriador de emergencia. TECS diseña y fabrica módulos de calefacción, enfriadores de emergencia y radiadores LT/HT para plantas de cogeneración con motores de gas como un sistema coordinado; envíe el balance térmico del motor y los datos de la red, y la propuesta mostrará los circuitos que encajan.
En resumen
- El agua de camisas, el aceite, el aire de sobrealimentación y los gases de escape llevan el calor del motor
- La cogeneración eleva el aprovechamiento total del combustible al 80-90 %
- El módulo de calefacción separa el circuito del motor y controla la temperatura de retorno
- El enfriador de emergencia asume el calor que el consumidor no puede tomar
- El calor de baja temperatura del aire de sobrealimentación va a un radiador todo el año
- TECS fabrica módulos de calefacción, enfriadores de emergencia y radiadores LT/HT para cogeneración
Qué incluir en la consulta
- Marca y modelo del motor y el balance térmico por circuito
- Red de calefacción: temperaturas de impulsión y retorno, caudal, presión
- Si se recupera el calor de los gases de escape y cómo
- Temperatura ambiente del emplazamiento para el enfriador de emergencia y el radiador LT
- Espacio para el módulo y los radiadores, límite de ruido
- Interfaz de control con el motor y la red
Preguntas frecuentes
¿Cuánto calor puede recuperarse de un motor de gas?
Aproximadamente tanto como la potencia eléctrica, del agua de camisas, el aceite y los gases de escape en conjunto; el balance térmico del fabricante del motor da la cifra por circuito. El calor de baja temperatura del aire de sobrealimentación normalmente no se recupera.
¿Qué es un enfriador de emergencia?
Un radiador que disipa el calor del motor cuando el consumidor de calor no puede tomarlo, de modo que el motor pueda seguir funcionando. También se llama radiador de disipación o enfriador de disipación.
¿Por qué se controla la temperatura de retorno al motor?
El fabricante del motor fija un rango para el retorno del agua de camisas; demasiado fría provoca condensación y desgaste, demasiado caliente dispara el motor. Las válvulas del módulo de calefacción la mantienen ahí haga lo que haga la red.
¿Puede un mismo radiador cumplir el servicio de emergencia y el servicio LT?
Sí: un radiador LT/HT lleva la batería del aire de sobrealimentación y la batería de emergencia en una misma carcasa bajo una misma fila de ventiladores, cada una con su propio circuito.
¿Forma el módulo de calefacción parte del paquete del motor?
A veces; a menudo se suministra por separado y se diseña para la red concreta. TECS lo fabrica como un bastidor probado en fábrica junto con los radiadores.
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