Base de connaissances
Dimensionner un radiateur pour groupe électrogène n'est ni une devinette ni une recherche dans un catalogue : c'est un calcul à partir d'une poignée de données que fournissent le constructeur du moteur, le site et le client. Si ces données sont justes, le radiateur est juste ; si l'une manque, l'appareil est soit trop grand et trop cher, soit trop petit et le moteur déclasse dès le premier après-midi chaud. Ce guide énumère les données, leur origine et l'effet de chacune sur le résultat.
Ce que donne le constructeur du moteur : chaleur, débit, températures, limites
La fiche technique de refroidissement du moteur est le point de départ. Pour chaque circuit - un pour un petit moteur, un circuit haute température (HT) et un circuit basse température (BT) pour un gros - elle indique la chaleur à évacuer en kW à la puissance nominale sur site, le débit du liquide de refroidissement en m³/h ou l/min, la température du liquide à la sortie du moteur et la température maximale à laquelle il peut revenir, ainsi que la perte de charge externe maximale que la pompe du moteur peut assurer. Le circuit BT porte aussi la température de l'air de suralimentation dont le moteur a besoin pour sa puissance et ses émissions, ce qui fait de sa température de retour la valeur la plus serrée de toutes.
Ces valeurs ne sont pas négociables. Le radiateur doit évacuer la chaleur indiquée au débit indiqué, renvoyer le liquide à une température égale ou inférieure à celle indiquée le jour de dimensionnement, et le faire avec une perte de charge qui, ajoutée à la tuyauterie, reste sous la limite. Une puissance à une autre température ambiante ou à une autre altitude suppose une autre fiche technique ; demandez au constructeur du moteur la puissance nominale sur site.
Ce que donne le site : température ambiante, altitude, humidité, air
La température ambiante de dimensionnement est la donnée la plus déterminante : elle fixe l'écart de température avec lequel travaille la batterie. La règle est la température à laquelle le moteur doit encore délivrer toute sa puissance nominale sur site - 50 °C pour le Golfe, 40 à 45 °C pour le sud de l'Europe, 35 °C pour le nord - et un radiateur dimensionné pour 40 °C est tout simplement trop petit à 50 °C. L'altitude raréfie l'air, environ 10 % de masse volumique en moins par tranche de 1 000 m, de sorte que les ventilateurs déplacent moins de masse et que la batterie demande plus de débit d'air ou de surface. L'humidité modifie un peu la capacité thermique et la masse volumique de l'air et doit être indiquée comme base du calcul.
Le site dit aussi ce que l'air transporte - poussière, sable, graines, sel - ce qui fixe le pas et le matériau des ailettes, et où le radiateur peut se trouver : au sol, en toiture, à côté du bâtiment, avec ou sans vent qui pourrait renvoyer l'air chaud de refoulement vers l'aspiration.
Ce que donne le client : liquide, bruit, espace, alimentation
Le liquide de refroidissement et son pourcentage de glycol modifient la capacité thermique, la viscosité et la perte de charge - un radiateur pour 50 % de glycol demande 10 à 20 % de surface en plus qu'un radiateur pour l'eau - le mélange est donc une donnée d'entrée, pas un détail. Une limite sonore, avec sa distance et son application à un appareil ou à l'installation, décide des ventilateurs, de leur nombre et de leur vitesse, et souvent de la longueur de l'appareil. L'espace disponible et toute limite de transport plafonnent la longueur et la hauteur ; l'alimentation électrique - tension, fréquence, EC ou AC - fixe la famille de ventilateurs.
À partir de là, l'étude détermine la surface de la batterie, les rangs et le pas d'ailettes, le circuitage qui respecte la limite de perte de charge, et les ventilateurs qui fournissent le débit d'air contre la résistance de la batterie à la masse volumique du site. Le résultat est la fiche technique : puissance requise et calculée par circuit, débits, températures, pertes de charge, débit d'air, ventilateurs, puissance, niveaux sonores, dimensions et masses - le tout aux conditions indiquées.
Une liste de contrôle pour la demande
Une demande qui comporte la fiche technique de refroidissement du moteur à la puissance nominale sur site, la température ambiante de dimensionnement, l'altitude, le mélange de liquide de refroidissement, la limite sonore avec sa distance, l'espace et l'alimentation électrique peut recevoir une étude et un prix en quelques jours. Une demande qui ne comporte qu'une valeur en kilowatts reçoit d'abord une liste de questions. TECS dimensionne des radiateurs pour des groupes électrogènes de toute marque - à circuit unique ou BT/HT, horizontaux, verticaux ou en V - et remet avec l'offre la fiche technique, le plan d'encombrement, la courbe de ventilateur et les données acoustiques.
En bref
- La fiche technique du moteur fixe la chaleur, le débit, les températures et la limite de perte de charge par circuit
- La température ambiante de dimensionnement fixe l'écart de température ; l'altitude et l'humidité modifient l'air
- Pourcentage de glycol, limite sonore, espace et alimentation électrique façonnent l'appareil
- La température de retour BT est la valeur la plus serrée sur un site chaud
- La fiche technique indique chaque valeur aux conditions auxquelles elle correspond
- TECS dimensionne des radiateurs pour toute marque de moteur et remet une étude complète avec l'offre
Ce qu'il faut joindre à votre demande
- Fiche technique de refroidissement du moteur à la puissance nominale sur site
- Température ambiante de dimensionnement, altitude et humidité du site
- Mélange de liquide de refroidissement et pourcentage
- Limite sonore et distance à laquelle elle s'applique
- Installation, espace et limites de transport
- Alimentation électrique : tension, fréquence, ventilateurs EC ou AC
Les questions qu'on nous pose souvent
Un radiateur peut-il être dimensionné à partir des seuls kW du moteur ?
Approximativement, pour un budget. Une vraie étude demande la chaleur évacuée par circuit, le débit et les températures de la fiche technique du moteur ; deux moteurs de même puissance peuvent nécessiter des radiateurs qui diffèrent de moitié.
Et si la fiche technique du moteur est donnée pour le niveau de la mer et 25 °C ?
Demandez au motoriste les données à l'ambiance et à l'altitude du site - la chaleur à évacuer et la puissance nominale varient avec les deux. TECS peut estimer le déclassement, mais ce sont les valeurs du motoriste qui servent de base au dimensionnement.
Quelle marge un radiateur doit-il avoir ?
Assez pour couvrir l'encrassement, les incertitudes sur les données du site et la base d'humidité - quelques pour cent de puissance, davantage sur un site poussiéreux. La marge est indiquée dans le calcul ; une marge non indiquée n'est pas une marge.
La taille du radiateur change-t-elle avec des ventilateurs EC ?
Les ventilateurs ne changent pas la chaleur à évacuer ; ils changent la façon dont le débit d'air est fourni. Les ventilateurs EC permettent des vitesses plus faibles pour respecter une limite de bruit, ce qui peut demander une batterie plus longue, et ils économisent de l'énergie à charge partielle. La surface de batterie pour le jour de dimensionnement reste la même.
Combien de temps dure le calcul d'un radiateur ?
Avec une demande complète, quelques jours. Le calcul thermique et acoustique, le plan et la courbe de ventilateur sont produits ensemble ; le temps passe dans les questions lorsque des données manquent.
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