Knowledge base
Un motore trasforma circa un terzo del suo combustibile in potenza all'albero. Un altro terzo se ne va con i gas di scarico, e la maggior parte del resto finisce nel refrigerante: la miscela di acqua e glicole che circola nelle camicie dei cilindri, nel refrigeratore dell'aria di sovralimentazione e spesso nel raffreddatore dell'olio. Il radiatore è il punto in cui quel refrigerante cede il calore all'aria per poter ricircolare, e nel giorno più caldo dell'anno a pieno carico deve comunque mantenere il motore entro i limiti di temperatura del suo costruttore.
Questa guida spiega i circuiti, i due tipi di radiatore - montato sul motore e remoto - e che cosa decide tra i due.
I circuiti di raffreddamento di un motore moderno
I motori più piccoli hanno un solo circuito: la pompa spinge il refrigerante attraverso il motore, al radiatore e ritorno, con un termostato che mantiene la temperatura intorno a 85-95 °C. I motori più grandi - da qualche centinaio di kilowatt in su - ne hanno due. Il circuito ad alta temperatura (HT) raffredda le camicie dei cilindri e il primo stadio del refrigeratore dell'aria di sovralimentazione ed esce dal motore a 90-100 °C. Il circuito a bassa temperatura (LT) raffredda il secondo stadio dell'aria di sovralimentazione e l'olio e deve rientrare nel motore a 45-60 °C, perché la potenza nominale e le emissioni del motore dipendono da un'aria di aspirazione fresca e densa.
Un radiatore LT/HT riunisce entrambe le batterie in un unico involucro sotto un'unica fila di ventilatori, con la batteria LT per prima nella corrente d'aria perché la sua uscita è la più vicina alla temperatura ambiente. Ogni circuito ha la propria portata, la propria temperatura di uscita e il proprio limite di perdita di carico esterna imposto dal costruttore del motore, e il radiatore è progettato per tutti contemporaneamente.
Il radiatore montato sul motore
Il classico radiatore del gruppo elettrogeno sta sullo skid davanti al motore e il suo ventilatore è azionato dal motore tramite cinghia o albero: un radiatore ad azionamento meccanico. È autonomo - nessuna potenza elettrica per il ventilatore, nessun quadro di comando, nessuna tubazione - ed è il pacchetto standard del costruttore del motore per un locale macchine aperto o una cabina esterna. Il suo ventilatore assorbe qualche punto percentuale della potenza del motore, gira ogni volta che gira il motore e aspira la propria aria attraverso la sala macchine.
Quest'ultimo punto è il suo limite. In un locale chiuso l'apertura di ingresso, il condotto di scarico e i silenziatori di entrambi devono essere dimensionati per l'intera portata d'aria del ventilatore, il locale si scalda e il ventilatore gira a una sola velocità e a un solo livello sonoro. TECS costruisce radiatori ad azionamento meccanico come pacchetti verticali completi abbinati al motore; dove il locale, il calore o il rumore li sconsigliano, subentra il radiatore remoto.
Il radiatore remoto
Un radiatore remoto sta separato dal motore - fuori dall'edificio, sul tetto, su una piattaforma - e ha propri ventilatori elettrici. Il refrigerante lo raggiunge tramite tubazioni; la sala macchine deve solo ventilare il calore irradiato dal motore e dall'alternatore. I ventilatori prendono energia dall'alimentazione ausiliaria e, con motori EC o un convertitore di frequenza, girano solo alla velocità richiesta dalla temperatura del refrigerante: in una giornata fresca o a carico parziale la potenza dei ventilatori cala con il cubo della velocità, e con essa il livello sonoro.
È la stessa macchina che il mondo HVAC chiama dry cooler, progettata sui dati del costruttore del motore. Orizzontale con i ventilatori in alto dove c'è terreno, verticale contro una griglia dove l'aria è canalizzata, a V dove molte unità devono condividere un'area ridotta. Siti caldi, in quota, polverosi o costieri ne cambiano la dimensione e i materiali, non il principio; un limite sonoro al confine si rispetta con più ventilatori, più lenti, e una batteria più lunga.
Scegliere tra i due
Skid aperto, nessun limite sonoro, servizio di emergenza: il radiatore montato sul motore è il pacchetto più semplice ed economico. Motore in un edificio o in un container, sito sensibile al rumore, più gruppi affiancati, potenza continua o primaria, sala macchine calda: il radiatore remoto. Molti costruttori di gruppi elettrogeni offrono entrambi e lasciano decidere all'installazione; TECS progetta e costruisce entrambi, sulla stessa scheda dati del motore.
Per una proposta, invii marca e modello del motore con la relativa scheda dati di raffreddamento, la temperatura ambiente e l'altitudine del sito, dove verrà installato il gruppo ed eventuali limiti sonori - oppure invii i disegni e le schede dati tramite la pagina di trasferimento file.
In sintesi
- Il refrigerante porta al radiatore circa un terzo dell'energia del combustibile
- I grandi motori hanno un circuito HT intorno a 95 °C e un circuito LT intorno a 50 °C
- Radiatore montato sul motore: ventilatore a cinghia sullo skid, aria attraverso la sala macchine
- Radiatore remoto: ventilatori elettrici, installato separatamente, aria dall'esterno, regolazione di velocità
- Ogni circuito ha la propria portata, temperatura e limite di perdita di carico stabiliti dal costruttore del motore
- TECS costruisce entrambi i tipi, a circuito singolo o LT/HT, per qualsiasi marca di motore
Per far progettare un radiatore
- Marca, modello e potenza del motore con la scheda dati di raffreddamento
- Calore da dissipare, portata e temperature per circuito, se la scheda dati non è disponibile
- Miscela del refrigerante e relativa percentuale
- Temperatura ambiente, umidità e altitudine del sito
- Dove sta il gruppo e dove potrebbe stare il radiatore
- Limite sonoro e distanza, alimentazione elettrica dei ventilatori
Domande frequenti
Che cos'è un radiatore remoto?
Un radiatore raffreddato ad aria con propri ventilatori elettrici, installato lontano dal motore. Il refrigerante vi viene pompato tramite tubazioni e ritorna dopo aver ceduto il calore all'aria. Il termine HVAC per la stessa unità è dry cooler.
Che cosa significa LT/HT?
Bassa temperatura e alta temperatura: i due circuiti di raffreddamento di un motore moderno. L'HT raffredda i cilindri, l'LT raffredda l'aria di sovralimentazione e l'olio. Un radiatore LT/HT li riunisce entrambi in un unico involucro.
Perché il costruttore del motore limita la perdita di carico?
La pompa del motore ha una prevalenza fissa. Se il radiatore e le tubazioni ne assorbono più di quanto il costruttore consente, la portata nel motore cala, il motore si scalda e può spegnersi in una giornata calda.
A che distanza dal motore può stare il radiatore?
Sono comuni decine di metri. Le tubazioni sono dimensionate in modo che la loro perdita di carico più quella del radiatore resti entro il limite del costruttore del motore; percorsi più lunghi richiedono tubi più grandi o una pompa di rilancio.
Un radiatore può servire più motori?
Di solito ogni motore ha il proprio radiatore, così il raffreddamento di un motore non dipende da quello di un altro. In alcuni impianti si usa un circuito di raffreddamento comune con una batteria di radiatori, che richiede proprie pompe e regolazioni.
Ci contatti
Ci invii la potenza termica, le temperature e le portate dei fluidi, le condizioni ambientali e i vincoli di installazione. Le risponderemo con una proposta di progetto, oppure ci scriva su WhatsApp.
