Knowledge base
Un grande motore turbocompresso non ha un solo circuito di raffreddamento, ma due. Il circuito ad alta temperatura (HT) porta il calore delle camicie e delle teste dei cilindri a una temperatura elevata; il circuito a bassa temperatura (LT) raffredda l'aria di sovralimentazione dopo il turbocompressore, e spesso anche l'olio, a una temperatura molto più bassa. Un radiatore LT/HT cede entrambi i carichi termici all'aria ambiente in un'unica unità. Questa guida spiega perché i circuiti sono separati, come sono disposte le due batterie e perché di solito è il circuito LT a decidere la taglia del radiatore.
Perché un motore ha bisogno di due temperature
L'acqua delle camicie esce calda dal motore, perché un blocco caldo lavora con efficienza e il costruttore del motore vuole il metallo a una temperatura stabile. L'aria di sovralimentazione è un altro discorso: il turbocompressore la comprime e la scalda, e ogni grado di cui viene raffreddata ne aumenta la densità, cioè più aria e più potenza nel cilindro e meno ossidi di azoto. Il refrigeratore dell'aria di sovralimentazione richiede quindi un refrigerante freddo quanto il radiatore riesce a ottenere.
Mescolare i due in un unico anello surriscalderebbe l'aria di sovralimentazione oppure raffredderebbe troppo le camicie. Per questo il motore ha due anelli, ciascuno con la propria pompa, i propri limiti di portata e di temperatura e la propria perdita di carico ammessa; il costruttore del motore li indica nella scheda tecnica del motore.
Un solo involucro, due batterie
Un radiatore LT/HT contiene due batterie separate, con collettori e connessioni propri, così che i due circuiti non si mescolano mai. La disposizione abituale pone le batterie in serie nel flusso d'aria, con la batteria LT sul lato di ingresso dell'aria: l'aria più fredda incontra il circuito che ne ha bisogno e l'aria, già riscaldata dalla batteria LT, passa poi sulla batteria HT, che lavora a una temperatura molto più alta e non ne risente. L'alternativa è affiancare le batterie in modo che entrambe vedano l'aria ambiente; l'involucro diventa più largo, ma il circuito LT dispone di una temperatura dell'aria più bassa.
Entrambe le batterie condividono un unico gruppo di ventilatori e un unico involucro, il che fa risparmiare ingombro, telaio e cablaggio rispetto a due radiatori separati. Dove il sito, il trasporto o la disposizione lo richiedono, due radiatori separati restano una scelta valida; i circuiti del motore sono gli stessi in entrambi i casi.
Perché il circuito LT decide la taglia
Il calore che un radiatore può cedere dipende dalla differenza di temperatura tra il refrigerante e l'aria ambiente. Il circuito HT lavora con una differenza ampia. Il circuito LT deve fornire al refrigeratore dell'aria di sovralimentazione un refrigerante appena più caldo dell'aria, e in una giornata calda o in quota questa differenza si riduce ulteriormente. Una differenza piccola significa una grande superficie di scambio e una portata d'aria elevata a parità di potenza termica, perciò in clima caldo la batteria LT è spesso la parte più grande dell'unità.
È anche per questo che la temperatura ambiente va indicata con onestà in una richiesta: pochi gradi aggiunti alla temperatura ambiente di progetto possono modificare la batteria LT più di qualsiasi altro dato. I costruttori dei motori indicano un limite per il circuito LT a una temperatura ambiente dichiarata; un radiatore progettato per una temperatura ambiente inferiore a quella del sito vedrà superato il limite nei giorni più caldi.
Cosa deve rispettare il progetto
Per ciascun circuito il radiatore viene progettato in base alla potenza termica, alla portata, alle temperature di ingresso e di uscita, alla perdita di carico ammessa sul lato refrigerante e alla miscela di glicole; il lato refrigerante viene verificato in modo che la velocità di flusso mantenga la perdita di carico entro il limite del costruttore del motore, senza rendere i tubi rumorosi o soggetti a erosione. Sul lato aria il gruppo ventilatori viene scelto in base alla portata d'aria complessiva e al limite di rumore, con ventilatori elettrici (AC o EC, a velocità regolabile) per le unità remote. Il progetto termico segue la scheda tecnica del motore e l'unità è costruita per la pressione e la classe di corrosione del sito.
TECS Engineering progetta e costruisce radiatori LT/HT per gruppi elettrogeni a gas e diesel e per centrali con motori, come unità remote orizzontali e verticali, unità a V e, per i gruppi più piccoli, unità a trascinamento meccanico. Inviate la scheda tecnica del motore oppure le due potenze termiche, la temperatura ambiente del sito e i limiti di installazione, e la proposta mostrerà entrambi i circuiti.
In sintesi
- Circuito HT: camicie del motore; circuito LT: aria di sovralimentazione e spesso l'olio
- Due batterie con collettori separati in un unico involucro e sotto un unico gruppo di ventilatori
- Batteria LT di solito sul lato di ingresso dell'aria, così incontra l'aria più fredda
- La piccola differenza di temperatura LT ne fa spesso la batteria più grande in clima caldo
- Ogni circuito progettato per la propria portata, le proprie temperature e la propria perdita di carico
- Orizzontale, verticale, a V o a trascinamento meccanico, con ventilatori AC o EC
Cosa inviare con una richiesta
- Scheda tecnica del motore, oppure potenza termica, portata e temperature di entrambi i circuiti
- Perdita di carico ammessa sul lato refrigerante per ciascun circuito e miscela di glicole
- Temperatura ambiente del sito (il giorno più caldo in cui il motore deve sostenere il pieno carico), altitudine, umidità
- Installazione: remota orizzontale, verticale, a V oppure montata sul motore
- Limite di rumore e distanza di misura
- Alimentazione dei ventilatori, classe di corrosione e limiti di spazio
Domande frequenti
Che cosa significano LT e HT?
Bassa temperatura e alta temperatura. Il circuito HT raffredda le camicie del motore, il circuito LT raffredda l'aria di sovralimentazione e spesso l'olio. Funzionano a temperature diverse e restano separati.
Un solo radiatore può servire entrambi i circuiti?
Sì. Un radiatore LT/HT ha due batterie in un unico involucro, ciascuna con le proprie connessioni, sotto un unico gruppo di ventilatori. I circuiti restano separati.
Quale circuito è più difficile da raffreddare?
Il circuito LT, perché il suo refrigerante deve restare vicino alla temperatura dell'aria ambiente. Una piccola differenza di temperatura richiede una grande superficie di scambio e una portata d'aria elevata.
Un radiatore LT/HT è più grande di uno a circuito singolo?
Per lo stesso motore deve sostenere entrambe le potenze termiche, quindi è più grande di un radiatore per la sola potenza HT, ma più piccolo e più semplice di due unità separate con telai e ventilatori propri.
Cosa succede se la temperatura ambiente reale è più alta di quella di progetto?
La temperatura del refrigerante LT supera per prima il limite del costruttore del motore, l'aria di sovralimentazione si scalda e il motore riduce la potenza o va in allarme. La temperatura ambiente di progetto dovrebbe essere la più alta che il sito vedrà a pieno carico.
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.
