Uma usina de cogeração (CHP) obtém sua eficiência aproveitando o calor do motor - para aquecimento distrital, estufas, hospitais ou processos industriais - enquanto gera eletricidade. Mas a demanda de calor sobe e desce com a estação e a hora do dia, enquanto a eletricidade pode ser necessária o tempo todo. Quando ninguém consome o calor, o motor continua precisando se livrar dele. Essa é a função do radiador de emergência, também chamado de dump radiator ou table cooler: um radiador que rejeita para o ar o calor não utilizado, para que o motor continue operando em plena potência.
Em uma unidade de cogeração com motor a gás, o calor é recuperado de várias fontes: a água das camisas do circuito de alta temperatura (HT), os gases de escape por meio de um trocador de calor de escape e, muitas vezes, o primeiro estágio do resfriador do ar de sobrealimentação. O circuito de baixa temperatura (LT) - ar de sobrealimentação de segundo estágio e às vezes o óleo lubrificante - opera frio demais para ser útil na maioria das redes de aquecimento e, de qualquer forma, é resfriado por seu próprio radiador.
O radiador de emergência fica no lado HT do circuito de recuperação de calor. Quando o consumidor de calor absorve menos do que o motor produz, uma válvula de controle envia o excedente ao radiador de emergência; quando a demanda volta, a vazão retorna ao consumidor.
Dimensionamento para o pior caso
O radiador de emergência precisa ser capaz de rejeitar todo o calor recuperado do motor na maior temperatura ambiente de projeto - porque o pior caso é um dia de verão sem nenhuma demanda de calor. Ele é projetado para a rejeição de calor, a vazão e os limites de temperatura do fabricante do motor, e seus ventiladores normalmente têm controle de velocidade, para trabalhar apenas com a intensidade que o calor excedente exige. Junto com o radiador LT, pode ser combinado em um único gabinete de radiador LT/HT, o que economiza espaço e tubulação.
Os componentes ao redor
Um radiador de emergência trabalha dentro de um sistema hidráulico: bombas, válvulas de controle de três vias, trocadores de calor a placas que separam o circuito do motor da rede de aquecimento, tanques de expansão e instrumentação. Fornecer esses itens como um pacote coordenado - um módulo de aquecimento ou skid de bombas junto com os radiadores e os trocadores de calor a placas - evita problemas de interface em campo.
O que considerar
- Estratégia de controle - como a válvula e a velocidade dos ventiladores respondem à queda da demanda de calor, para que o motor nunca sofra um pico de temperatura.
- Glicol e proteção contra congelamento - um radiador de emergência pode ficar parado no inverno e não pode congelar.
- Ruído - as usinas de cogeração costumam ficar perto dos edifícios que aquecem, por isso os limites de ruído noturno são importantes.
- Corrosão e incrustação - materiais de aleta e revestimentos adequados ao local, e acesso para limpeza.
- Instalação - ar livre ao redor da unidade, para que o ar quente de descarga não retorne à admissão.
Conclusão
O radiador de emergência é o componente que permite a uma usina de cogeração seguir o mercado de eletricidade, e não o clima. Projetado para todo o calor na maior temperatura ambiente e integrado ao circuito de recuperação de calor, ele mantém o motor em operação seja qual for a demanda de calor. Saiba mais sobre as soluções TECS para cogeração, ou envie os dados do seu projeto.
