Base de conhecimento
Um motor transforma cerca de um terço de seu combustível em potência no eixo. Outro terço sai com o escapamento, e a maior parte do restante vai para o líquido de arrefecimento: a mistura de água e glicol que circula pelas camisas dos cilindros, pelo resfriador do ar de sobrealimentação e, muitas vezes, pelo resfriador de óleo. O radiador é onde esse líquido cede seu calor ao ar para poder circular novamente, e no dia mais quente do ano, em plena carga, ele ainda precisa manter o motor dentro dos limites de temperatura do fabricante.
Este guia explica os circuitos, os dois tipos de radiador - montado no motor e remoto - e o que decide entre eles.
Os circuitos de arrefecimento de um motor moderno
Motores menores têm um circuito: a bomba empurra o líquido de arrefecimento pelo motor, até o radiador e de volta, com um termostato mantendo a temperatura em torno de 85 a 95 °C. Motores maiores - a partir de algumas centenas de quilowatts - têm dois. O circuito de alta temperatura (HT) resfria as camisas dos cilindros e o primeiro estágio do resfriador do ar de sobrealimentação e sai do motor a 90 a 100 °C. O circuito de baixa temperatura (LT) resfria o segundo estágio do ar de sobrealimentação e o óleo, e precisa retornar ao motor a 45 a 60 °C, porque a potência nominal e as emissões do motor dependem de ar de admissão frio e denso.
Um radiador LT/HT coloca as duas serpentinas em uma só carcaça, sob uma só fileira de ventiladores, com a serpentina LT primeiro na corrente de ar, porque sua saída é a mais próxima da temperatura ambiente. Cada circuito tem sua própria vazão, sua própria temperatura de saída e seu próprio limite de perda de carga externa definido pelo fabricante do motor, e o radiador é projetado para todos eles ao mesmo tempo.
O radiador montado no motor
O radiador clássico de grupo gerador fica sobre a base, à frente do motor, e seu ventilador é acionado pelo motor por correia ou eixo: um radiador de acionamento mecânico. Ele é autônomo - sem potência elétrica para ventilador, sem painel de controle, sem tubulação - e é o pacote padrão do fabricante do motor para uma sala de máquinas aberta ou uma cabine externa. Seu ventilador consome alguns por cento da potência do motor, gira sempre que o motor gira e aspira o ar através da sala de máquinas.
Esse último ponto é o seu limite. Em uma sala fechada, a abertura de entrada, o duto de descarga e os atenuadores de ambos precisam ser dimensionados para a vazão de ar total do ventilador, a sala se aquece, e o ventilador opera a uma só velocidade e a um só nível de ruído. A TECS fabrica radiadores de acionamento mecânico como pacotes verticais completos adequados ao motor; onde a sala, o calor ou o ruído são contrários a eles, o radiador remoto assume.
O radiador remoto
Um radiador remoto fica afastado do motor - fora do prédio, no telhado, em uma plataforma - e tem seus próprios ventiladores elétricos. O líquido de arrefecimento chega a ele por tubulação; a sala de máquinas só precisa ventilar o calor irradiado pelo motor e pelo alternador. Os ventiladores tiram sua potência da alimentação auxiliar e, com motores EC ou um conversor de frequência, operam apenas na velocidade que a temperatura do líquido pede: em um dia fresco ou em carga parcial, a potência do ventilador cai com o cubo da velocidade, e o nível de ruído a acompanha.
É a mesma máquina que o mundo do HVAC chama de dry cooler, projetada segundo os valores do fabricante do motor. Horizontal, com os ventiladores no topo, onde há terreno; vertical, junto a uma veneziana, onde o ar é canalizado; tipo V, onde muitas unidades precisam dividir um terreno pequeno. Locais quentes, altos, com poeira ou litorâneos alteram seu tamanho e seus materiais, não seu princípio; um limite de ruído no limite da propriedade é atendido com mais ventiladores, mais lentos, e uma serpentina mais comprida.
Escolhendo entre os dois
Base aberta, sem limite de ruído, serviço de emergência: o radiador montado no motor é o pacote mais simples e mais barato. Motor em um prédio ou em um contêiner, local sensível a ruído, vários grupos lado a lado, potência prime ou contínua, sala de máquinas quente: o radiador remoto. Muitos fabricantes de grupos geradores oferecem ambos e deixam a instalação decidir; a TECS projeta e fabrica ambos, a partir da mesma folha de dados do motor.
Para uma proposta, envie a marca e o modelo do motor com sua folha de dados de arrefecimento, a temperatura ambiente e a altitude do local, onde o grupo será instalado e qualquer limite de ruído - ou envie os desenhos e as folhas de dados pela página de transferência de arquivos.
Em resumo
- O líquido de arrefecimento leva cerca de um terço da energia do combustível ao radiador
- Motores grandes têm um circuito HT em torno de 95 °C e um circuito LT em torno de 50 °C
- Radiador montado no motor: ventilador acionado por correia sobre a base, ar através da sala de máquinas
- Radiador remoto: ventiladores elétricos, instalado afastado, ar de fora, controle de velocidade
- Cada circuito tem sua própria vazão, temperatura e limite de perda de carga definidos pelo fabricante do motor
- A TECS fabrica ambos os tipos, circuito único ou LT/HT, para qualquer marca de motor
Para projetar um radiador
- Marca, modelo e potência do motor com a folha de dados de arrefecimento
- Rejeição de calor, vazão e temperaturas por circuito, se a folha de dados não estiver à mão
- Mistura do líquido de arrefecimento e porcentagem
- Temperatura ambiente, umidade e altitude do local
- Onde o grupo será instalado e onde o radiador poderia ficar
- Limite de ruído e distância, alimentação elétrica dos ventiladores
Perguntas frequentes
O que é um radiador remoto?
Um radiador a ar com seus próprios ventiladores elétricos, instalado afastado do motor. O líquido de arrefecimento é bombeado até ele por tubulação e retorna depois de ceder seu calor ao ar. O termo de HVAC para a mesma unidade é dry cooler.
O que significa LT/HT?
Baixa temperatura e alta temperatura: os dois circuitos de arrefecimento de um motor moderno. O HT resfria os cilindros, o LT resfria o ar de sobrealimentação e o óleo. Um radiador LT/HT reúne ambos em uma só carcaça.
Por que o fabricante do motor limita a perda de carga?
A bomba do próprio motor tem uma altura manométrica fixa. Se o radiador e a tubulação consomem mais dela do que o fabricante permite, a vazão pelo motor diminui, o motor opera quente e pode desligar em um dia quente.
A que distância do motor o radiador pode ficar?
Dezenas de metros são comuns. A tubulação é dimensionada de modo que sua perda de carga somada à do radiador fique dentro do limite do fabricante do motor; trechos mais longos exigem tubos maiores ou uma bomba de reforço.
Um radiador pode atender vários motores?
Normalmente cada motor tem seu próprio radiador, para que o arrefecimento de um motor não dependa de outro. Um circuito de arrefecimento comum com um banco de radiadores é usado em algumas usinas e exige bombas e controles próprios.
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