Base de conhecimento
Um dry cooler é um trocador de calor a ar que resfria um líquido - água ou, mais frequentemente, uma mistura de água e glicol - soprando ou aspirando o ar ambiente através de uma serpentina de tubos aletados. Nada evapora e nada é consumido: o calor simplesmente passa do líquido quente através da parede do tubo e das aletas para o ar, e o ar o leva embora. O nome vem das indústrias de HVAC e de processos; no setor de grupos geradores e usinas, a mesma máquina é chamada de radiador remoto, e é com esse nome que a TECS a fabrica.
Este guia explica como funciona um dry cooler, o que determina o seu tamanho, onde ele é usado e onde atinge seus limites.
Como funciona um dry cooler
O coração da unidade é a serpentina: fileiras de tubos de cobre ou de aço, expandidos em finas aletas de alumínio separadas por poucos milímetros. O líquido escoa por dentro dos tubos, o ar passa entre as aletas, e as aletas multiplicam por dez a vinte a superfície do lado do ar, porque o ar transporta calor muito pior que a água. Ventiladores axiais acima ou ao lado da serpentina movimentam o ar; a estrutura, os coletores, as conexões e o painel de controle completam a unidade.
O líquido quente entra na serpentina por uma extremidade e sai mais frio pela outra; o ar entra à temperatura ambiente e sai mais quente. A diferença entre a saída do líquido e o ar ambiente - a aproximação - é o que a unidade precisa atingir, e quanto menor a aproximação, maior a serpentina. Um dry cooler nunca consegue resfriar o líquido abaixo da temperatura do ar ambiente; essa é a diferença em relação a uma torre de resfriamento evaporativa, e a razão pela qual se escolhe um dry cooler onde a água é escassa ou a instalação precisa permanecer seca.
O que determina o tamanho
Três grandezas definem a carga: o calor a ser rejeitado em kW, a vazão do líquido e sua temperatura de entrada, e a temperatura ambiente de projeto do ar. A partir delas o projetista determina a superfície da serpentina, o número de fileiras e o passo das aletas, além dos ventiladores que fornecem a vazão de ar contra a perda de carga da serpentina. Uma quarta grandeza, a perda de carga admissível no lado do líquido, determina como os tubos são circuitados.
A temperatura ambiente importa mais do que qualquer outro dado. Uma unidade projetada para 35 °C tem uma aproximação confortável em um dia de verão europeu; a mesma carga a 50 °C dispõe de um terço a menos de diferença de temperatura e exige uma serpentina correspondentemente maior ou mais ar. A altitude rarefaz o ar - cerca de 10 % menos densidade a cada 1.000 m -, de modo que o ventilador movimenta menos massa e a serpentina volta a precisar de mais vazão de ar ou de superfície. Por isso, um local quente, alto ou úmido é indicado na consulta e na folha de dados, pois a capacidade impressa nela pertence a essas condições.
Onde os dry coolers são usados
Onde quer que um líquido precise ser resfriado e o ar seja o único dissipador de calor: data centers e seus chillers, resfriamento de processos na indústria, condensadores de instalações de refrigeração e, acima de tudo, os circuitos de arrefecimento de motores. Um grupo gerador, um motor a gás em uma planta de cogeração ou uma usina com motores rejeita um terço da energia do combustível para o líquido de arrefecimento, e um dry cooler - o radiador remoto - fica do lado de fora e leva esse calor para o ar. Para os motores modernos, circuitos separados de baixa e de alta temperatura são reunidos em uma só carcaça.
A disposição segue o local: uma unidade horizontal com ventiladores no topo onde há terreno, uma unidade vertical junto a uma veneziana onde o ar é canalizado, uma unidade tipo V onde muitas unidades precisam ficar em um terreno pequeno. Ventiladores EC com controle de velocidade permitem que a unidade opere silenciosamente em carga parcial e atenda a um limite de ruído no limite da propriedade; passos de aleta mais largos a mantêm em funcionamento em um local com poeira; aletas de AlMg2.5 e revestimento epóxi a mantêm viva no litoral.
Dry cooler, radiador ou torre de resfriamento?
As palavras se sobrepõem. Um dry cooler e um radiador remoto são a mesma máquina vista a partir de duas indústrias; um radiador, no sentido mais restrito, é o resfriador montado no motor, sobre a base do grupo gerador; uma torre de resfriamento é uma máquina diferente, que evapora água e chega abaixo da temperatura de bulbo seco ambiente ao custo do consumo e do tratamento de água. O guia de comparação abaixo coloca os três lado a lado.
A TECS projeta e fabrica dry coolers como radiadores remotos para grupos geradores, usinas, cogeração e data centers, nas disposições horizontal, vertical e tipo V, de circuito único ou LT/HT, com a folha de dados, o desenho dimensional, a curva do ventilador e os dados acústicos de cada unidade. Envie a carga térmica, a vazão, as temperaturas e as condições do local, ou envie a folha de dados do motor, e o projeto retorna como uma proposta.
Em resumo
- Um dry cooler resfria um líquido com o ar ambiente, por meio de uma serpentina aletada e ventiladores; nada evapora
- Ele não resfria abaixo da temperatura do ar ambiente; a aproximação determina o tamanho
- Carga térmica, vazão, temperaturas e a temperatura ambiente de projeto são os dados de entrada; altitude e umidade alteram o resultado
- Disposições horizontal, vertical e tipo V, circuito único ou LT/HT
- No setor de grupos geradores, a mesma máquina é um radiador remoto
- A TECS os fabrica para motores, usinas, cogeração e data centers
Para projetar um dry cooler
- Calor a ser rejeitado, ou a marca e o modelo do motor com sua folha de dados de arrefecimento
- Vazão do líquido, temperatura de entrada e temperatura de saída requerida
- Líquido: água ou mistura com glicol e sua porcentagem
- Temperatura ambiente de projeto, umidade e altitude do local
- Perda de carga admissível no lado do líquido
- Limite de ruído, espaço disponível e alimentação elétrica dos ventiladores
Perguntas frequentes
Um dry cooler é o mesmo que um radiador?
Funcionalmente sim: ambos são serpentinas de tubos aletados com ventiladores que rejeitam calor de um líquido para o ar. “Dry cooler” é o termo de HVAC e de processos, “radiador remoto” é o termo do setor de grupos geradores; “radiador” sozinho costuma designar a unidade montada no motor, sobre a base.
Quão frio um dry cooler consegue deixar a água?
Nunca mais frio que o ar. Na prática, o líquido sai alguns kelvins acima da temperatura de bulbo seco ambiente; quanto mais próxima a aproximação, maior e mais cara a unidade. Para temperaturas abaixo da ambiente, é necessário um chiller ou um resfriador evaporativo.
Um dry cooler usa água?
Não. Essa é sua principal vantagem sobre uma torre de resfriamento: sem água de reposição, sem tratamento de água, sem arraste e sem risco de legionela, e sem bacia que congela no inverno. Uma mistura com glicol protege o próprio circuito contra o gelo.
O que é um dry cooler adiabático?
Um dry cooler com um painel umedecido ou um spray à frente da serpentina, que resfria o ar de entrada por evaporação apenas nos dias mais quentes. Ele ganha alguns kelvins de aproximação com um pequeno consumo de água e é usado onde a temperatura ambiente de projeto é muito alta.
Como é informada a capacidade de um dry cooler?
Em kW rejeitados a uma temperatura de entrada e de saída do líquido indicada, uma vazão e uma porcentagem de glicol indicadas, e uma temperatura ambiente e uma altitude indicadas. Uma capacidade sem essas condições não significa nada; a folha de dados da TECS informa todas elas.
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