Base de conocimiento
Un motor convierte en potencia al eje aproximadamente una tercera parte de su combustible. Otra tercera parte sale con los gases de escape, y la mayor parte del resto pasa al refrigerante: la mezcla de agua y glicol que circula por las camisas de los cilindros, el refrigerador de aire de sobrealimentación y, a menudo, el refrigerador de aceite. El radiador es el lugar donde ese refrigerante cede su calor al aire para poder volver a circular, y en el día más caluroso del año a plena carga debe seguir manteniendo el motor dentro de los límites de temperatura de su fabricante.
Esta guía explica los circuitos, los dos tipos de radiador —montado en el motor y remoto— y qué decide entre ellos.
Los circuitos de refrigeración de un motor moderno
Los motores pequeños tienen un circuito: la bomba impulsa el refrigerante por el motor, hasta el radiador y de vuelta, con un termostato que mantiene la temperatura en torno a 85 a 95 °C. Los motores más grandes —desde unos pocos cientos de kilovatios— tienen dos. El circuito de alta temperatura (HT) refrigera las camisas de los cilindros y la primera etapa del refrigerador de aire de sobrealimentación, y sale del motor a 90 a 100 °C. El circuito de baja temperatura (LT) refrigera la segunda etapa del aire de sobrealimentación y el aceite, y debe volver al motor a 45 a 60 °C, porque la potencia nominal y las emisiones del motor dependen de un aire de admisión frío y denso.
Un radiador LT/HT reúne ambas baterías en una misma carcasa bajo una misma fila de ventiladores, con la batería LT en primer lugar en la corriente de aire porque su salida es la más próxima a la temperatura ambiente. Cada circuito tiene su propio caudal, su propia temperatura de salida y su propio límite de pérdida de carga externa fijado por el fabricante del motor, y el radiador se diseña para todos ellos a la vez.
El radiador montado en el motor
El radiador clásico de un grupo electrógeno está sobre el skid, delante del motor, y su ventilador es accionado por el motor mediante una correa o un eje: un radiador de accionamiento mecánico. Es autónomo —sin potencia eléctrica para ventiladores, sin cuadro de control, sin tuberías— y es el paquete estándar del fabricante del motor para una sala de máquinas abierta o una cabina exterior. Su ventilador consume un pequeño porcentaje de la potencia del motor, gira siempre que gira el motor y toma el aire a través de la sala de motores.
Este último punto es su límite. En una sala cerrada, la abertura de entrada, el conducto de descarga y los atenuadores de ambos deben dimensionarse para el caudal de aire completo del ventilador, la sala se calienta, y el ventilador funciona a una sola velocidad y con un único nivel sonoro. TECS fabrica radiadores de accionamiento mecánico como paquetes verticales completos adaptados al motor; cuando la sala, el calor o el ruido no los aconsejan, el radiador remoto toma el relevo.
El radiador remoto
Un radiador remoto se instala separado del motor —fuera del edificio, en la cubierta, en una plataforma— y tiene sus propios ventiladores eléctricos. El refrigerante llega hasta él por tuberías; la sala de motores solo tiene que ventilar el calor radiado por el motor y el alternador. Los ventiladores toman su energía de la alimentación auxiliar y, con motores EC o un convertidor de frecuencia, giran solo a la velocidad que pide la temperatura del refrigerante: en un día fresco o a carga parcial la potencia del ventilador cae con el cubo de la velocidad, y con ella el nivel sonoro.
Es la misma máquina que el sector de la climatización llama aerorrefrigerador, diseñada según los datos del fabricante del motor. Horizontal con los ventiladores arriba donde hay terreno, vertical junto a una rejilla donde el aire se conduce por conductos, en V donde muchas unidades deben compartir una parcela pequeña. Los emplazamientos calurosos, elevados, polvorientos o costeros cambian su tamaño y sus materiales, no su principio; un límite sonoro en el cerramiento se cumple con más ventiladores y más lentos y con una batería más larga.
Cómo elegir entre los dos
Skid abierto, sin límite sonoro, servicio de emergencia: el radiador montado en el motor es el paquete más sencillo y barato. Motor en un edificio o en un contenedor, emplazamiento sensible al ruido, varios grupos juntos, potencia principal o continua, sala de motores calurosa: el radiador remoto. Muchos fabricantes de grupos electrógenos ofrecen ambos y dejan que decida la instalación; TECS diseña y fabrica ambos, con la misma hoja de datos del motor.
Para una propuesta, envíe la marca y el modelo del motor con su hoja de datos de refrigeración, la temperatura ambiente y la altitud del emplazamiento, dónde se instalará el grupo y cualquier límite sonoro; o envíe los planos y las hojas de datos a través de la página de transferencia de archivos.
En resumen
- El refrigerante lleva aproximadamente una tercera parte de la energía del combustible al radiador
- Los motores grandes tienen un circuito HT en torno a 95 °C y un circuito LT en torno a 50 °C
- Radiador montado en el motor: ventilador accionado por correa sobre el skid, aire a través de la sala de motores
- Radiador remoto: ventiladores eléctricos, instalado aparte, aire del exterior, control de velocidad
- Cada circuito tiene su propio caudal, temperatura y límite de pérdida de carga fijados por el fabricante del motor
- TECS fabrica ambos tipos, de circuito único o LT/HT, para cualquier marca de motor
Para encargar el diseño de un radiador
- Marca, modelo y potencia del motor con la hoja de datos de refrigeración
- Disipación de calor, caudal y temperaturas por circuito, si no se dispone de la hoja de datos
- Mezcla de refrigerante y porcentaje
- Temperatura ambiente, humedad y altitud del emplazamiento
- Dónde se instala el grupo y dónde podría instalarse el radiador
- Límite sonoro y distancia, alimentación eléctrica de los ventiladores
Preguntas frecuentes
¿Qué es un radiador remoto?
Un radiador refrigerado por aire con sus propios ventiladores eléctricos, instalado lejos del motor. El refrigerante se bombea hasta él por tuberías y regresa tras ceder su calor al aire. El término del sector de la climatización para la misma unidad es aerorrefrigerador (dry cooler).
¿Qué significa LT/HT?
Baja temperatura y alta temperatura: los dos circuitos de refrigeración de un motor moderno. El HT refrigera los cilindros, el LT refrigera el aire de sobrealimentación y el aceite. Un radiador LT/HT incorpora ambos en una misma carcasa.
¿Por qué limita el fabricante del motor la pérdida de carga?
La bomba del propio motor tiene una altura fija. Si el radiador y las tuberías consumen más de la que admite el fabricante, el caudal a través del motor disminuye, el motor se calienta y puede pararse en un día caluroso.
¿A qué distancia del motor puede estar el radiador?
Decenas de metros es habitual. Las tuberías se dimensionan de modo que su pérdida de carga más la del radiador se mantenga dentro del límite del fabricante del motor; los recorridos más largos requieren tuberías mayores o una bomba auxiliar.
¿Puede un radiador dar servicio a varios motores?
Normalmente cada motor tiene su propio radiador, para que la refrigeración de un motor no dependa de la de otro. En algunas plantas se utiliza un circuito de refrigeración común con un banco de radiadores, que requiere sus propias bombas y controles.
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