Enfriamiento del Motor

Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
8
Enfriamiento del Motor
detalles de requerimientos . Vea la Figura 614 para una representación esquemática de
las líneas de enfriamiento y ventilación de un
motor típico.
• Se usa un termostato en el motor para
permitir que el motor se caliente y para
regular la temperatura del motor en el lado
“caliente” del sistema de enfriamiento.
• El diseño del sistema de enfriamiento debe
tener en cuenta la expans ión del volumen del
refrigerante al incrementarse la temperatura
del motor. Se requiere provisión de
expansión de refrigerante de 6% sobre el
volumen normal.
• El sistema debe estar diseñado para siempre
haya un tanto positivo en la bomba de
refrigerante del motor.
• Los flujos apropiados para el enfriamiento
dependen de minimizar la estática y la
fricción en la bomba de refrigerante. El
generador no se enfriará apropiadamente si
se exceden las limitaciones de estática y
fricción de la bomba de refrigerante. Consulte
al fabricante del motor para la información
acerca de estos factores en el generador
seleccionado. Vea Cálculos del Tamaño de la
Tubería de Enfriamiento en esta sección para
las instrucciones específicas en la definición
de los tamaños de la tubería de refrigerante y
el cálculo de la estática y fricción.
• Los sistemas de enfriamiento deben estar
provistos con un drenado y aislamiento para
permitir el servicio y reparación del motor.
Vea los dibujos de ejemplo para la ubicación
de drenados y válvulas típicamente usadas
en diferentes aplicaciones.
Los motores enfriados por líquido son enfriados
al bombear una mezcla de refrigerante a través
de pasajes en el bloque del motor y la(s)
cabeza(s) por medio de una bomba impulsada
por el motor. La configuración más común de
generado r tiene un radiador y un ventilador
impulsado por el motor para enfriar el
refrigerante y ventilar el cuarto del generador.
Los métodos alternativos para enfriar el
refrigerante incluyen intercambiadores de calor
líquido-líquido montados en el patín, radiador
remoto, un intercambiador de calor líquidolíquido remoto y configuraciones de torre de
enfriamiento.
Los sistemas de enfriamiento para los
generadores
impulsados
por
motores
reciprocantes
tienen
las
siguientes
características comunes, independientem ente
del intercambiador de calor usado para
remover el calor del motor. Estas incluyen:
• La porción del motor del sistema de
enfriamiento es un sistema cerrado,
presurizado (10–14 psi/69.0 – 96.6 kPa) que
se llena con una mezcla de agua suave
(desmineralizad a) limpia, glicol etileno o
propileno y otros aditivos. Los motores no
deben ser enfriados directamente por agua
sin tratar, puesto que esto causará corrosión
en el motor y enfriado potencialmente
incorrecto. El lado “frío” del sistema de
enfriamiento se puede servir de un radiador,
intercambiador de calor o torre de
enfriamiento.
• El sistema de enfriamiento del motor debe
ser del tamaño apropiado para el ambiente y
los
componentes
seleccionados.
Típicamente, la temperatura del tanque
superior del sistema (temperatura a la
entrada del motor) no excederá 200°F
(104°C) para aplicaciones de emergencia y
200°F (93°C) para instalaciones de potencia
primaria.
• El sistema de enfriamiento debe incluir deaereación y ventilación para prevenir el
formado de aire en el motor debido al flujo
turbulento del refrigerante, y permitir el
llenado
apropiado
del
sistema
de
enfriamiento. Esto significa que, además de
las conexiones principales de entrada y
salida de refrigerante, probablemente deba
haber cuando menos un juego de líneas de
ventilación en lo “alto” del sistema de
enfriamiento. Consulte las recomendaciones
del fabricante del motor en uso para los
Radiador Montado en el Patín
Un generador con radiador montado en el patín,
(Figura 6-15) es un sistema integral de
ventilación y enfriamiento montado en el patín.
Se considera que un sistema de enfriamiento
montado en el patín , es el sistema de
enfriamiento más confiable y económico para
generadores porque requiere la menor cantidad
de equipo auxiliar, tubería, cableado de control,
refrigerante y minimiza el trabajo que se tiene
que hacer en el sitio en el sistema de
refrigerante. El ventilador del radiador es
generalmente impulsado mecánicamente por el
motor, simplificando el diseño. Los ventiladores
eléctricos se usan en algunas aplicaciones para
permitir un control más conveniente, basándose
en la temperatura del refrigerante. Esto es
particularmente útil en climas severamente fríos.
8
Los requerimientos para el ventilado y de-aereación de los motores
Cummins se encuentran en los documentos Cummins AEB.
6 DISEÑO MECANICO
© 2004 Cummins Power Generation. Las copias no son controladas.
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Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
6 DISEÑO MECANICO
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Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
Puesto que el fabricante del motor generalmente
diseña sistemas montados en el patín, el sistema
se puede probar para verificar el desempeño del
mismo en un ambiente de laboratorio. Un
ambiente
de
laboratorio
controlado
e
instrumentado es útil en la verificación del
desempeño del sistema de enfriamiento. A
menudo, las limitaciones físicas en el sito del
proyecto pueden limitar la precisión o lo práctico
de las pruebas de verificación del diseño.
La mayor desventaja del radiador montado en el
patín es el requerimiento de mover un volumen
relativamente grande de aire a través del cuarto
del generador, puesto que el flujo de aire a través
del cuarto debe ser suficiente para evacuar el
calor radiado por el motor y para remover el calor
del refrigerante del motor. Vea Ventilación en
esta sección para detalles de diseño de
ventilación y cálculos relacionados al sistema de
ventilación. El ventilador del motor a menudo
proporcionará suficiente ventilación para el cuarto
de equipo, eliminando la necesidad de otros
dispositivos y sistemas.
Radiador Remoto
Los sistemas de radiador remoto se usan a
menudo cuando no se puede proveer de
suficiente aire de ventilación para el sistema de
enfriamiento montado en el patín. Los radiadores
remotos no eliminan la necesidad de ventilación
para el cuarto del generador, pero si la reducen.
Si se requiere un sistema de enfriamiento de
radiador remoto, el primer paso es determinar
qué tipo de sistema remoto se requiere. Esto se
determinara por el cálculo de de la estática y
fricción que se aplicará al motor basado en su
ubicación física.
Si los cálculos revelan que el generador
seleccionado para la aplicación se puede
conectar a un radiador remoto sin exceder sus
limitaciones de estática y fricción, se puede usar
un radiador remoto simple. Ver Figura 6-16.
Si se excede la fricción, pero a
l estática no, se
puede usar un sistema de radiador remoto con
una bomba auxiliar de refrigerante. Vea la Figura
6-14 y Radiador Remoto con Bomba Auxiliar de
Refrigerante en esta sección.
Si se exceden las limitaciones de estática y
fricción del motor, se necesita un sistema aislado
de enfriamiento para el motor. Esto puede incluir
un radiador remoto con un pozo caliente, o un
sistema basado en un intercambiador de calor
líquido-líquido.
Cual sea el sistema que se use, la aplicación de
un radiador remoto para enfriar el motor requiere
un cuidadoso diseño. En general todas las
recomendaciones para radiadores montados en
el patín aplican para los radiadores remotos
también. Para cualquier tipo de sistema de
radiador remoto considere lo siguiente:
• Se recomienda que el radiador y ventilador
sean de un tamaño basado en una temperatura
máxima de tanque superior de 200°F (93°C) y
una capacidad de enfriamiento de 115% para
permitir la suciedad. La temperatura mas baja
del tanque superior compensa la pérdida de
calor de la salida del motor al tanque superior
del radiador remoto. Consulte al fabricante del
motor para información en el calor rechazado al
refrigerante por el motor y los rangos de flujo
9
de enfriamiento .
• El tanque superior del radiador o un tanque
auxiliar se deben ubicar en el punto más alto
del sistema de enfriamiento. Debe estar
equipado con: una tapa de llenado/presión
apropiada, una línea de llenado al punto mas
bajo del sistema (para que el sistema se pueda
llenar de abajo hacia arriba), y una línea de
ventilación del motor que no tenga puntos
bajos o trampas (los puntos bajos y los “loops”
por arriba pueden almacenar refrigerante y no
permitir que el aire escape cuando se esta
llenando el sistema. Los medios para llenar el
sistema también deben estar en la parte más
alta del mismo, y la alarma de nivel bajo de
refrigerante se debe instalar ahí.
• La capacidad del tanque superior del radiador o
el tanque auxiliar deben ser equivalentes a
cuando menos 17% del volumen de
refrigerante en el sistema para dar una
capacidad de m
“ erma” (11%) y espacio para
expansión térmica (6%). La capacidad de
merma es el volumen de refrigerante que se
puede perder por fallas no detectadas en el
sistema y el soltado normal del tapón de
presión antes de que se succione aire a la
bomba de refrigerante. El espacio para
expansión térmica se crea por el cuello de
llenado cuando se está llenando un sistema
frío. Ver Figura 6-14.
9
La información de los productos de Cummins Power Generation se
suministra en Cummins Power Suite.
6 DISEÑO MECANICO
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Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
6 DISEÑO MECANICO
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Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
• Para reducir el tupido de las aletas del
radiador, para climas muy sucios se deben
considerar radiadores que tengan mayor
espacio entre aletas (9 o menos por pulg).
• La fricción externa de refrigerante (pérdida de
presión debido a tubería, conexiones, y fricción
de radiador) y la estática de refrigerante (altura
de la columna de líquido medida desde la línea
central del cigüeñal) no deben exceder los
limites máximos recomendados por el
10
fabricante del motor . Vea los ejemplos de
cálculos en esta sección para el método de
calcular la fricción del refrigerante. Si no se
puede encontrar una configuración de sistema
que permita que el motor opere dentro de los
límites de estática y fricción, se debe usar otro
método de enfriamiento.
NOTA: La excesiva estática de refrigerante
(presión) puede causar que el sello del eje de la
bomba de refrigerante fugue. La excesiva
fricción de refrigerante (pérdida de presión)
resultará en enfriado insuficiente del motor.
• Se debe usar manguera de radiador de 6 -8
pulg (152-457 mm) de largo, que cumpla con
SAE20R1 o de un estándar equivalente, para
conectar la tubería de refrigerante al motor
para absorber la vibración y el movimiento del
motor.
• Se
recomienda
ampliamente
que
las
mangueras del radiador estén sujetas con 2
abrazaderas de presión constante de primera
calidad en cada lado para reducir el riesgo de
presión repentina de refrigerante debido a la
desconexión de una manguera bajo presión.
Se puede generar un daño mayor si el motor se
hace funcionar sin refrigerante en el bloque por
solo unos cuantos segundos.
• Se debe instalar una válvula de drenado en la
parte más baja del sistema.
• Se recomiendan válvulas de bola o de
compuerta (las de globo son muy restrictivas)
para aislar el motor para que no se tenga que
vaciar todo el sistema para dar servicio al
motor.
• Recuerde que el generador debe impulsar los
accesorios eléctricos tales como el ventilador
remoto, ventiladores de cuarto, bombas de
refrigerante y otros requeridos para la
operación en aplicaciones de enfriamiento
remoto. Así que la capacidad kW ganada por
no impulsar el ventilador mecánico es
generalmente consumida por la adición de los
dispositivos eléctricos necesarios en el sistema
remoto. Recuerde agregar estas cargas
10
eléctricas al requerimiento total de carga del
generador.
• Vea las Guías Generales de Ventilación y
Aplicaciones Remotas de Intercambiador de
Calor y Radiador, ambas en esta sección, para
lo relacionado a la ventilación del cuarto
cuando se usa enfriamiento remoto.
Sistema de Radiador
Aereación
Remoto de tipo De-
Se debe proveer un tanque superior de radiador
o tanque auxiliar de tipo de de-aereación
(también llamado tanque superior sellado). En
este sistema una porción del flujo de refrigerante
(aproximadamente 5%) es dirigido ala tan que
superior del radiador, sobre la placa superior.
Esto permite que el aire atrapado en el
refrigerante se separe de este antes que regrese
al sistema. Considere lo siguiente:
• Las líneas de ventilación del radiador y motor
deben subir sin ningún punto bajo o trampas
que atrapen refrigerante y prevengan que el
aire escape cuando el sistema se esté
llenando. Se recomienda tubo de acero o
poliestireno rígido para tramos largos,
especialmente si son horizontales, para
eliminar las caídas entre los soportes.
• La línea de llenado debe también subir sin
puntos bajos desde la parte más baja del
sistema de tubería hasta la conexión en el
tanque superior del radiador o el tanque
auxiliar. No debe tener ningún otro tubo
conectado. Este arreglo permite que e sistema
se llene de abajo hacia arriba sin atrapar aire y
dar la falsa indicación de que el sistema está
lleno. Con las conexiones de ventilación y
llenado apropiadas, debe ser posible llenar el
sistema un rango de 5 gpm (19 l/min) (el rango
aproximado de flujo de una manguera de
jardín).
Radiador Remoto con Bomba Auxiliar de
Refrigerante
Se puede usar un radiador remoto con una
bomba auxiliar de refrigerante (Figura 6-17) si la
fricción del refrigerante excede el valor máximo
recomendado por el fabricante, y la estática está
dentro de especificación. Además de las
consideraciones de Radiadores Remotos,
considere lo siguiente:
Los datos para motores Cummins están en Power Suite
6 DISEÑO MECANICO
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Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
• Se debe tener una bomba de refrigerante de
tamaño correcto para el flujo de refrigerante
recomendado por el fabricante del motor que
desarrolle
la
suficiente
presión
para
sobreponerse a la excesiva fricción del
refrigerante calculada por el método mostrado
en el ejemplo anterior.
NOTA: Un pie de cabeza de bomba (datos del
fabricante de la bomba) es equivalente a 0.43
6 DISEÑO MECANICO
PSI de fricción de refrigerante (perdida de
presión) o a un pie de estática de refrigerante
(columna de altura de líquido).
• Se debe instalar una válvula de sobrepaso de
com puerta (las de globo son muy restrictivas)
en paralelo con la bomba auxiliar, por las
siguientes razones:
-para permitir el ajuste de la cabeza
desarrollada por la bomba auxiliar (la
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Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
válvula se abre parcialmente para
recircular algo del flujo de regreso a
través de la bomba).
-para permitir la operación del generador
bajo carga parcial si la bomba auxiliar
falla (la válvula se abre totalmente).
• La presión del refrigerante en la entrada de la
bomba de refrigerante del motor, medida
mientras el motor esta funcionando a velocidad
de rango no debe exceder la estática máxima
permitida mostrada en las hojas de
especificación del generador. También, para
sistema de enfriamiento de tipo de deaereación (generadores de 230/200 kW y mas),
la cabeza de la bomba auxiliar no debe forzar
refrigerante por la línea hacia el tanque
superior del radiador o tanque auxiliar. En
cualquier caso, la válvula de sobrepaso de la
bomba debe ajustarse para reducir la cabeza
de la bomba a un nivel aceptable.
• Puesto que el motor del generador no tiene que
mover un ventilador para el radiador, talvez
haya capacidad kW adicional en el generador.
Para obtener la potencia neta disponible del
generador, sume la carga de generador
indicada en la hoja de datos del generador al
rango de potencia del generador. Recuerde
que el generador debe impulsar los accesorios
eléctricos tales como el ventilador remoto,
ventiladores de cuarto, bombas de refrigerante
y otros requeridos para la operación en
aplicaciones de enfriamiento remoto. Así que la
capacidad kW ganada por no impulsar el
ventilador
mecánico
es
generalmente
consumida por la adición de los dispositivos
eléctricos necesarios en el sistema remoto.
Radiador Remoto con Pozo Caliente
Se puede usar un radiador remoto con un pozo
caliente (Figura 6-18) si la elevación del radiador
sobre la línea central del cigüeñal excede la
estática de refrigerante permitida recomendada
en las hojas de especificación del generador. En
un sistema de pozo caliente, la bomba de
refrigerante del motor circula el refrigerante entre
el motor y el pozo caliente y una bomba auxiliar
circula el refrigerante entre el pozo y el radiador.
Un sistema de pozo caliente requiere de
cuidadoso diseño.
Además de las consideraciones de Radiador
Remoto, considere lo siguiente:
6 DISEÑO MECANICO
• El fondo del pozo caliente debe estar sobre la
salida de refrigerante del motor.
• El flujo de refrigerante a través del circuito de
pozo/radiador debe ser aproximadamente el
mismo que el flujo en el motor. El radiador y la
bomba auxiliar deben tener el tamaño correcto
para esto. La cabeza de la bomba debe ser lo
suficiente para sobreponerse al la suma de la
estática y fricción del circuito pozo/radiador.
NOTA: Un pie de cabeza de bomba (datos del
fabricante de la bomba) es equivalente a 0.43
PSI de fricción de refrigerante (perdida de
presión) o a un pie de estática de refrigerante
(columna de altura de líquido).
• La capacidad de contención de líquido del
pozo caliente no debe ser menor que la suma
de los siguientes volúmenes:
-0.25 del volumen de refrigerante
bombeado por minuto a través del motor
(por ejemplo, 25 galones si el flujo es de
100 gpm) (100 litros si el flujo es de 400
l/min), mas
0.25 del volumen de refrigerante
bombeado por minuto a través del
radiador (por ejemplo, 25 galones si el
flujo es de 100 gpm) (100 litros si el flujo
es de 400 l/min), mas
-el volumen requerido para llenar el
radiador y la tubería, mas 5% del total del
volumen del sistema para expansión
térmica.
• Se requiere cuidadoso diseño de las
conexiones de entrada y salida y de las
barreras para minimizar la turbulencia del
refrigerante, permitir la libre de-aereación y
maximizar el mezclado de los flujos de
refrigerante del radiador y motor.
• El refrigerante debe ser bombeado al tanque
inferior del radiador y retornado del tanque
superior, de otra forma la bomba no podrá
llenar el radiador completamente.
• La bomba auxiliar debe estar más abajo que el
nivel bajo de refrigerante en el pozo caliente
para que siempre esté purgada.
• El radiador debe tener una válvula check de
alivio de vacío para permitir la caída al pozo
caliente.
• El pozo caliente debe tener un tapón de
respiración de alto volumen para que permita
que el nivel de refrigerante baje al llenarse la
tubería y el radiador con la bomba auxiliar.
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Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
6 DISEÑO MECANICO
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Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
• Recuerde que el generador debe impulsar los
accesorios eléctricos tales como el ventilador
remoto, ventiladores de cuarto, bombas de
refrigerante y otros requeridos para la
operación en aplicaciones de enfriamiento
remoto. Así que la capacidad kW ganada por
no impulsar el ventilador mecánico es
generalmente consumida por la adición de los
dispositivos eléctricos necesarios en el
sistema remoto. Recuerde agregar estas
cargas eléctricas al requerimiento total de
carga del generador.
Enfriado de
Radiadores
Motor
Multi-circuito,
Multi-
Algunos diseños incorporan más de un circuito
de enfriamiento y por lo tanto requieren de más
de un circuito de radiador remoto o
intercambiador de calor para las aplicaciones de
enfriamiento remoto. Estos motores utilizan
diferentes métodos para lograr el Postenfriamiento de Baja Temperatura (LTA) del aire
de admisión para la combustión. La razón
primaria para la creación de estos diseños es su
efecto en la mejoría de los niveles de emisiones
de escape. No todos los diseños de motor se
adaptan fácilmente al enfriado remoto.
Dos Bombas Dos Circuitos: Un método común
para el post-enfriado de baja temperatura es
tener dos circuitos separados completos con dos
radiadores, dos bombas y refrigerante separado
para cada uno. Uno de los circuitos enfría el
bloque del motor y el otro enfría el aire de
admisión
de
combustión
después
del
turbocargador. Para enfriado remoto, estos
motores requieren dos radiadores remotos
separados
o
intercambiadores
de
calor
completos. Cada uno tendrá sus propias
especificaciones de temperatura, restricciones de
presión, rechazo de calor etc., las cuales deben
cumplirse. Esta información esta disponible con
el fabricante del motor. Esencialmente se debe
diseñar dos circuitos. Cada uno requiere y debe
cumplir todas las consideraciones y criterios de
un sistema remoto sencillo. Vea la Figura 6-19.
Nota: La ubicación del radiador para el circuito de
LTA puede ser crítico para lograr una adecuada
remoción de energía calorífica en este circuito.
Cuando los radiadores de bloque de motor y de
LTA se montan uno detrás de otro, el radiador de
LTA debe ser montado de forma que reciba el
aire del ventilador primero, para que recib a el aire
más frío.
baja temperatura por medio de dos circuitos
dentro del motor, dos radiadores pero solo una
bomba de refrigerante. No se recomiendan estos
sistemas para aplicaciones de enfriamiento
remoto debido a las dificultades para lograr flujos
balanceados de refrigerante y por lo tanto
enfriamiento apropiado para cada sistema.
Post-enfriamiento Aire-Aire: Otro método para
lograr el post-enfriamiento de baj a temperatura
es el uso de un circuito de enfriamiento de
radiador aire-aire en lugar de un diseño aire-agua
como se describe anteriormente. Estos diseños
conducen el aire turbocargado a través de un
radiador para enfriarlo antes de entrar al múltiple
de admisión. Estos sistemas no se recomiendan
para aplicaciones de enfriamiento remoto por dos
razones. La primera es que el sistema de
enfriamiento y su tubería operan bajo la presión
del turbocargador. La menor fuga en el sistema
reducirá significativamente la eficiencia del
turbocargador y eso es inaceptable. Segundo, la
longitud del tubo de aire al radiador y de regreso
creará un retardo en el tiempo de respuesta del
turbocargador y pulsos de presión que impedirán
el desempeño apropiado del motor.
Radiadores Para Aplicaciones Remotas
Radiadores Remotos: Los radiadores remotos
están disponibles en una variedad de
configuraciones para aplicaciones de generador.
En todos los casos, el radiador remoto utiliza un
ventilador eléctrico que debe conectarse
directamente a las terminales del generador. Se
debe instalar un tanque de sobreflujo en el punto
más alto del sistema de enfriamiento. La
capacidad del tanque de sobreflujo debe ser de
cuando menos 5% de la capacidad total del
sistema de enfriamiento. El tapón de presión se
selecciona en base al tamaño del radiador. Se
necesitan líneas de ventilación que conduzcan al
tanque de sobreflujo. Es deseable tener una
mirilla de vidrio para mostrar el nivel de
refrigerante en el sistema, Debe estar marcada
con el nivel normal caliente y frío. Una
característica deseable es un interruptor de nivel
bajo de refrigerante para indicar una potencial
falla del sistema cuando el nivel de refrigerante
es bajo.
Algunas instalaciones remotas operan con
ventiladores termostaticamente controlados. Si
este es el caso, el termostato generalmente se
monta en la entrada del radiador.
Una Bomba Dos Circuitos: Ocasionalmente los
diseños de motor logran el post-enfriamiento de
6 DISEÑO MECANICO
101
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
Los radiadores pueden ser horizontales (el
cuerpo del radiador es paralelo a la superficie de
montaje) o verticales (el cuerpo del radiador es
perpendicular a la superficie de montaje) (Figura
6-19). Los radiadores horizontales se seleccionan
a menudo porque permiten que la fuente mas
grande de ruido (el ruido mecánico del ventilador)
apunte hacia arriba donde probablemente no
moleste a nadie. Sin embargo, los radiadores
horizontales pueden ser inhabilitados por nieve o
formación de hielo y no se usan mucho en climas
fríos .
Los radiadores remotos requieren poco
mantenimiento, pero cuando se usan, si son
impulsados por bandas, el mantenimiento anual
debe incluir la inspección y re-tensado de las
bandas. Algunos radiadores usan baleros
engrasables que requieren de mantenimiento
regular. Asegúrese de que las aletas estén
limpias y no estén obstruidas por polvo y otros
contam inantes.
6 DISEÑO MECANICO
Intercambiador de Calor Montado en el Patín: El
motor, bomba e intercambiador de calor liquidoliquido, forman un sistema presurizado cerrado
(Figura 6-20 ). El refrigerante del motor y agua
cruda de enfriamiento (el lado “frío” del sistema)
no se mezclan. Considere lo siguiente:
• El cuarto del equipo generador requerirá un
sistema
de
ventilación
eléctrico.
Vea
Ventilación en esta sección para información
sobre el volumen de aire requerido para una
ventilación adecuada.
• Puesto que el motor del generador no tiene
que mover un ventilador para el radiador,
talvez haya capacidad kW adicional en el
generador. Para obtener la potencia neta
disponible del generador, sume la carga de
generador indicada en la hoja de datos del
generador al rango de potencia del generador.
Recuerde que el generador debe impulsar los
102
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
•
•
accesorios eléctricos tales como el ventilador
remoto, ventiladores de cuarto, bombas de
refrigerante y otros requeridos para la
operación en aplicaciones de enfriamiento
remoto. Así que la capacidad kW ganada por
no impulsar el ventilador mecánico es
generalmente consumida por la adición de los
dispositivos eléctricos necesarios en el
sistema remoto.
• Se debe instalar una válvula de reducción de
presión si la presión de agua en el lado frío del
sistema excede el rango de presión del
intercambiador de calor. Consulte al fabricante
del intercambiador para más información11.
• El intercambiador de calor y tubería de agua
deben ser protegidos de la congelación si la
temperatura ambiente puede caer por debajo
de 32°F (0°C).
• Las opciones recomendadas incluyen una
válvula termostática (no eléctrica) para
modular el flujo de agua en respuesta a la
temperatura del refrigerante y una válvula de
apagado normalmente cerrada (NC) operada
por batería para cerrar el agua cuando el
generador no está funcionando.
• Debe haber suficiente flujo de agua cruda para
eliminar el Calor rechazado al Refrigerante
indicado en la hoja de especificaciones del
generador. Note que para cada grado de
incremento en la temperatura, un galón de
agua absorbe aproximadamente 8 BTU (calor
específico). También se recomienda que el
agua cruda que sale el intercambiador de calor
no exceda los 140°F (60°C). Por lo tanto:
11
Los datos para los intercambiadores de calor suministrados con
productos Cummins Power Generation se encuentran en Cummins Power
Suite.
6 DISEÑO MECANICO
103
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
Donde:
∆T = Elevación de temperatura del agua en el
cuerpo
c = Calor especifico del agua
Si un generador rechaza 19,200 BTU por minuto
y la temperatura de agua de la entrada es 80°F,
permitiendo un incremento en la temperatura de
60°F:
6 DISEÑO MECANICO
Sistemas de Intercambiador de Calor Doble: Los
sistemas de enfriamiento de intercambiador de
calor doble (Figura 6-21 ) pueden ser difíciles de
diseñar e implementar especialmente si un
sistema secundario de enfriamiento, como un
radiador es usado para enfriar el intercambiador
de calor. En estas situaciones el dispositivo
remoto podría ser significativamente mas grande
de lo esperado, puesto que el cambio de
temperatura a través del intercambiador de calor
es relativamente pequeño. Estos sistemas deben
104
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
diseñarse para una aplicación en específico,
considerando los requerimientos del motor,
intercambiador de calor líquido-liquido y el
12
dispositivo intercambiador remoto .
continuamente reducirá el agua en el sistema. El
lado “caliente” del sistema de intercambiador de
calor es similar al descrito antes como
intercambiador de calor montado al patín.
Aplicaciones de Torre de Enfriamiento: Los
sistemas de torre de enfriamiento pueden usarse
en aplicaciones donde la temperatura ambiente
no cae por debajo de la congelación, y donde la
humedad es lo suficientemente baja para permitir
el funcionamiento eficiente del sistema. Un
arreglo típico de equipo se muestra en la Figura
6-22.
Enfriado de Combustible con Radiadores
Remotos
Los sistemas de torre típicamente utilizan un
intercambiador montado en el patín cuyo lado
“frío” esta conectado a la torre de enfriamiento. El
balance del sistema está compuesto por una
bomba de agua cruda (la bomba del motor circula
refrigerante por el lado “caliente” del sistema) la
cual bombea el agua de enfriamiento a la parte
superior de la torre de enfriamiento, donde se
enfría por evapo ración, y luego es regresada al
intercambiador del generador. Note que el
sistema requiere provisiones para compensar por
el agua perdida, puesto que la evaporación
Los generadores ocasionalmente incluyen
enfriadores de combustible para cumplir los
req uerimientos para motores específicos. Si se
equipa un motor con un enfriador de combustible
separado, estos requerimientos de enfriamiento
deben ser acomodados en el diseño del sistema
de enfriamiento. A menudo no es posible, y
además es contra la ley el bombear combustible
a una ubicación remota. Un método sería incluir
un radiador y ventilador para el enfriado de
combustible en el espacio del generador y dar
cuentas del rechazo de calor en el diseño de
ventilación del cuarto. Otro podría ser utilizar un
sistema de enfriamiento de combustible del tipo
de intercambiador de calor o una fuente de agua
separada para el lado del refrigerante.
12
Los intercambiadores de calor montados en patín suministrados por
Cummins Power Generation generalmente no son apropiados para usarse
en aplicaciones de doble intercambiador. Los arreglos de doble
intercambiador requieren componentes cuidadosamente empatados.
6 DISEÑO MECANICO
105
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
Cálculos de
Enfriamiento
Tamaño
de
Tubería
de
El diseño preliminar de la tubería para un sistema
de enfriamiento de radiador remoto mostrado en
la Figura 6-16 requiere de 60 pies de tubo de 3
pulg. De diámetro, 3 codos de radio amplio, dos
válvulas de compuerta para aislar el radiador
para dar servicio al motor y una “T” para conectar
la línea de llenado. La hoja de especificaciones
del generador indica que el flujo de refrigerante
es de 123 GPM y que la fricción permisible es 5
PSI.
Este procedimiento involucra determinar la
pérdida de presión causada por cada elemento, y
comparar la suma de las pérdidas con la máxima
permisible.
1. Determine la pérdida de presión en el
radiador consultando los datos del fabricante.
Para este ejemplo, asuma que la pérdida de
presión es de 1 psi a un flujo de 135 gpm.
2. Encuentre las longitudes equivalentes de
todas las piezas de tubería y válvulas usando
la Tabla 6 -3 y súmelas al total del tubo recto.
6 DISEÑO MECANICO
Tres codos de radio amplio-3 x 5.2=15.6
Dos válvulas de compuerta-2 x 1.7= 3.4
“T” (por el lado recto)
= 5.2
60 pies de tubo recto
=60.0
Longitud Virtual de tubo (pies) 84.2
3. Encuentre la retropresión del flujo dado por
unidad de longitud de tubo para el diámetro
nominal del tubo usado en el sistema. En
este ejemplo, se usa tubo de 3 pulg
nominales. Siguiend o las líneas punteadas
en la Figura 6-23, el tubo de 3 pulg causa
una pérdida de presión de aproximadamente
1.65 psi por 100 pies de tubo.
4. Calcule la presión en el tubo como sigue:
5. La pérdida total del sistema es la suma de
las perdidas del radiador y de la tubería:
Pérdida Total de Presión = 1.39 psi de
tubería + 1.00 psi de radiador = 2.39 psi
106
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
6. El cálculo para este ejemplo indica que el
diseño para el sistema de enfriamiento con
radiador remoto es adecuado en términos de
fricción de refrigerante puesto que no es más
alta que la fricción permitida. Si un cálculo
indica fricción excesiva, repita el cálculo
usando el tubo de diámetro mayor inmediato
siguiente.
Compare
las
ventajas
y
desventajas de usar un tubo mas grande con
las de usar una bomba auxiliar.
Tratamiento del Refrigerante: El anticongelante
(etileno o propileno con base glicol) y el agua
se mezclan para bajar el punto de
congelamiento y elevar el punto de ebullición
del sistema de enfriamiento. Consulte la
6 DISEÑO MECANICO
Tabla 6-4 para determinar la concentración de
etileno o propileno glicol para la protección
contra la temperatura ambiente mas fría
esperada. Se recomiendan porcentajes de
mezcla de agua y anticongelante en los rangos
de 30/70 a 60/40 para la mayoría de las
aplicaciones.
NOTA: El anticongelante basado en propileno
glicol es menos ó
t xico que el anticongelante
b asado en etileno, ofrece superior protección
interna y elimina los req uerimientos de
derrames y desechos. Sin embargo, no es un
refrigerante tan eficiente como el etileno glicol,
así que la capacidad del sistema de
enfriamiento
(temperatura
máxima
de
operación a plena carga) disminuirá de alguna
forma por el uso de propileno glicol.
107
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
Los generadores de Cummins Power
Generation de 125/100kW y mas grandes,
están equipados con filtros de refrigerante
reemplazables y elementos tratantes para
minimizar la suciedad en el sistema y la
corrosión. Son compatibles con la mayoría de
las
fórmulas
anticongelantes.
Para
generadores más pequeños, el anticongelante
debe tener un inhibidor de corrosión.
Los generadores con motores que tienen
camisas de cilindros reemplazables requieren
aditivos extras en el refrigerante (SCAs) para
protegerlos contra la corrosión y el perforado
de las camisas, como se especifica en los
manuales de operador del generador.
Ventilación
Generalidades
La ventilación del curto del generador es
necesaria para eliminar el calor generado por
el motor, alternador y otros equipos
generadores de calor en el cuarto del
generador, así como para eliminar gases
peligrosos y proveer de aire para la
combustión. El mal diseño de la ventilación
6 DISEÑO MECANICO
crea altas temperaturas ambiente alrededor del
gen erador que pueden causar baja eficiencia
de combustible, pobre desempeño del
generador, falla prematura de los componentes
y sobrecalentamiento del motor. También
resulta en pobres condiciones de trabajo
alrededor del motor.
La selección de las ubicaciones de ventilación
de entrada y escape es crítica para el
funcionamiento
correcto
del
sistema.
Idealmente, la entrada y el escape permiten
que el aire de ventilación sea circulado a través
del cuarto completo del generador. Los efectos
de los vientos dominantes deben tomarse en
consideración cuando se determine la
ubicación de la salida del aire. Estos efectos
pueden degradar seriamente el desempeño del
desempeño de generadores con radiador
montado en el patín. Si hay alguna duda en
cuanto a la velocidad del viento y su dirección,
se pueden usar paredes de bloqueo para
prevenir que el viento sople hacia adentro de la
salida de aire del motor. (Ver Figura 6-24). Se
debe tener cuidad de evitar que la salida de
aire de ventilación llegue e una región de recircul ación de un edificio que se forme debido a
la dirección dominante del viento.
108
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
El aire de ventilación contaminado con polvo,
fibras u otros materiales puede requerir filtros
especiales en el motor y alternador para
permitir la operación y enfriamiento adecuados,
en especial en operaciones de potencia
primaria. Consulte a la fábrica para la
información en el uso de generadores en
ambientes
que
incluyen
contaminación
química.
Los sistemas de ventilación del motor pueden
expeler aire cargado de aceite al cuarto del
generador. El aceite se puede depositar en los
radiadores u otro equipo de ventilación
impidiendo su operación. El uso de trampas de
ventilación de motor, o el ventilar el motor a la
parte exterior es la mejor práctica.
Se debe poner atención a la velocidad del aire
que entra al cuarto del ventilador. Si esta es
muy alta, los generadores tienden a succionar
lluvia y nieve hacia adentro del cuarto cuando
6 DISEÑO MECANICO
cuando están funcionando. Una buena meta de
diseño es limitar la velocidad del aire a 500-700
f/min (150-220 m/min).
En climas fríos el aire del radiador se puede
recircular para modular la temperatura
ambiente del cuarto del generador. Esto
ayudará al generador a calentarse más rápido,
y ayudará a mantener las temperaturas del
combustible por arriba del punto de nubosidad.
Si se usan amortiguadores de recirculación, se
deben diseñar para cerrarse por gravedad
cuando los amortiguadores principales están
abiertos, para que el generador pueda operar
cuando se le requiera. Los diseñadores deben
darse cuanta de que la temperatura de
operación del cuarto de generador será muy
cercana a la temperatura exterior, y talvez sea
mejor no conducir tubería de agua por el cuarto
del generador o protegerla de la congelación.
109
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
Al circular el aire de ventilación por el cuarto de
equipo,
incrementa
su
temperatura
gradualmente, particularmente si se mueve
sobre el generador. Vea Figura 6-25. Esto
puede llevar a la confusión en los rangos de
temperatura del generador y de todo el
sistema. La práctica de Cummins Power
Generation es dar rango al sistema de
enfriamiento basado en la temperatura
ambiente
alrededor
del
alter nador. El
incremento en la temperatura del cuarto es la
diferencia entre la temperatura medida en el
alternador y la medida en el exterior. La
temperatura del cuerpo del radiador no impacta
el diseño del sistema porque el calor del
radiador se mueve directamente fuera del
cuarto.
Una buena meta de diseño para aplicaciones
de emergencia es mantener la temperatura del
cuarto a no más de 125°F (50°C). Sin
embargo, limitar la temperatura del cuarto del
generador a 100°F (40°C) permitirá que el
generador sea suministrado con un radiador
montado en el patín de tamaño más pequeño y
menos costoso, y eliminará la necesidad de
derrateo debido a las altas temperaturas de
13
aire de combustión . Asegúrese de que las
especificaciones del generador describan
completamente las suposiciones usadas en el
diseño del sistema de ventilación para el
generador.
La pregunta real entonces es: “¿Cuál será la
temperatura máxima de afuera cuando se
necesite que opere el generador?” Esta es
simplemente una cuestión de la máxima
temperatura ambiente en la región geográfica
donde se instale el generador.
En algunas áreas del norte de los Estados
Unidos, por ejemplo, es muy probable que la
temperatura máxima no exceda 90°F. Así que
un diseñador podría seleccionar el los
componentes del sistema de ventilación
basado en un incremento de temperatura de
10°F con un sistema de enfriamiento de
generador de 100°F, o basado en un
incremento de temperatura de 35°F con un
sistema de enfriamiento de generador
de
125°F.
La clave para la operación del sistema es estar
seguro de que las decisiones de temperatura
máxima de operación y de incremento de
temperatura se hagan cuidadosamente, y que
el fabricante del generador diseñe el sistema
de enfriamiento (no solo el radiador) para las
temperaturas y ventilación requeridos.
El resultado de un inadecuado diseño es que el
generador se calentará cuando la temperatura
ambiente y las cargas en el generador sen
altas. A temperaturas mas bajas, o menores
niveles de carga el sistema podría operar
correctamente.
13
Consulte la información del fabricante para información en la práctica
de derrateo para un motor específico. La información de los productos
Cummins Power Generation se encuentra en Power Suite.
6 DISEÑO MECANICO
110
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
Cálculos Flujo de Aire
El rango de flujo de aire requerido para
mantener un incremento específico de
temperatu ra a en u cuarto de generador se
describe con la fórmula:
Donde:
m=
Q=
cP
∆T=
d=
Rango de flujo de masa de aire
3
que entra al cuarto en ft /min
3
(m /min)
Rechazo de calor al cuarto de el
generador o de otras fuentes de
calor BTU/min (MJ/min)
Calor
especifico
a
presión
constante:
0.241 BTU/lb - °F
(1.01 x 10 -3 MJ/kg -°C)
Incremento de temperatura en el
cuarto del generador sobre la
temperatura ambiente exterior; °F
(°C)
Densidad del aire; 0.0754 lb/ft 3
(1.21 kg/cm 3)
Lo que se puede reducir a:
El flujo total de aire en el cuarto es el valor
calculado por esta ecuación, más el aire de
14
combustión requerido por el motor .
Probando los Sistemas de Ventilación en
Campo
Puesto que es difícil probar la operación
adecuada, un factor que tener en cuenta en el
probado del sistema es el incremento de
temperatura en el cuarto en condiciones reales
de operación vs. el incremento de temperatura
diseñado. Si el incremento de temperatura a
carga total y la baja temperatura ambiente son
como se predijo, es mas probable que opere
correctamente a niveles de temperatura y carga
más altos.
El procedimiento siguiente se puede usar para la
calificación preliminar del diseño del sistema de
ventilación.
1. Haga funcionar el generador a carga plena
(fp de 1.0 es aceptable) lo suficiente para
que se estabilice la temperatura del
refrigerante. Esto tomará aproximadamente
una hora.
2. Con el generador aún funcionando a carga
de rango, mida la temperatura ambiente del
cuarto del generador en la entrada del filtro
de aire.
3. Mida la temperatura exterior en la sombra.
4. Calcule la diferencia de temperaturas entre la
de afuera y la de adentro del cuarto.
5. Verifique que el incremento de temperatura
diseñado del cuarto del generador y que la
temperatura máxima del tanque superior no
se excedan.
Si el incremento de temperatura diseñado o la
temperatura del tanque superior se exceden, se
requieren pruebas más exactas de la instalación
o correcciones en el diseño del sistema.
Ventilación de Radiador Montada en el Patín
En éste cálculo los factores mayores son
obviamente el calor irradiado al cuarto por el
generador (y otros equipos) y el incremento de
temperatura máximo permisible.
Puesto que el rechazo de calor al cuarto está
fundamentalmente relacionado con el tamaño en
kW del generador, y ese rango está controlado
por la demanda local del edificio, la mayor
decisión a hacer por el diseñador en cuanto a la
ventilación es el incremento de temperatura en el
cuarto.
14
Los datos requeridos para los cálculos de generadores específicos de
Cummins Power Generation se pueden encontrar en Power Suite. Puede
haber diferencias significativas en las variables usadas en estos cálculos
para los productos de diferentes fabricantes.
6 DISEÑO MECANICO
En esta configuración (Figura 6 -24), el ventilador
toma aire a través de las entradas de aire en la
pared opuesta y por sobre el generador y lo
empuja a través del radiador que tiene herrajes
para conectarse a un ducto hacia afuera de la
construcción.
Considere lo siguiente :
• La ubicación del cuarto de generador debe ser
tal que el aire de ventilación se puede
succionar
directamente
del
exterior
y
descargado directamente hacia fuera de la
construcción. El aire de ventilación no debe
ser tomado de cuartos contiguos. El escape
también debe descargar en el lado de
descarga del aire de radiador para reducir la
111
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
probabilidad de que los gases y el hollín se
succionen hacia adentro del cuarto del
generador con el aire de ventilación.
• Las aberturas de entrada y salida de aire de
ventilación deben estar ubicadas o protegidas
para minimizar el ruido del ventilador y los
efectos del viento en el flujo de aire. Cuando
se usen, el escudo de descarga debe estar
ubicado a no menos de la distancia de la altura
del radiador de la abertura. Se obtiene mejor
desempeño aproximadamente 3 veces la
altura del radiador. En áreas restringidas,
aletas de dirección pueden ayudar a reducir la
restricción causada por las barreras. Cuando
se usen aletas, diséñelas con una salida de
agua para evitar que la lluvia entre en el cuarto
del generador.
• El flujo de aire a través del radiador es
generalmente suficiente para la ventilación del
cuarto. Vea el ejemplo de cálculo (en Cálculos
de Flujo de Aire en esta sección) para el
método de determinar el flujo de aire requerido
para cumplir con las especificaciones de
incremento de tem peratura del cuarto.
• Consulte la hoja de especificaciones del
generador recomendado para el diseño de
flujo de aire a través del radiador y la
restricción permitida de flujo de aire. No se
debe exceder la restricción de flujo de aire.
La presión estática (restricción de flujo de aire)
debe medirse, como lo muestran las Figuras
6-24, 6-26 y 6-27, para confirmar, antes de
que el generador se ponga en servicio que el
sistema no es restrictivo. Esto aplica
especialmente cuando el aire de ventilación es
suministrado y descargado a través de ductos
largos, rejillas restrictivas, pantallas y
persianas.
• Las reglas generales para el tamaño de las
entradas y salidas de aire se han aplicado, y
hasta publicado, en el pasado, pero han sido
abandonadas. Debido a la gran variación en el
desempeño de las persianas y las crecientes
demandas en las instalaciones debido al
espacio, ruido, etc., estas reglas han sido poco
confiables en el menor de los casos.
Generalmente, los fabricantes de persianas
tiene tablas de restricción de la persiana vs. el
flujo de aire. Estas tablas, combinadas con el
diseño del ducto y otras restricciones se
pueden comparar
fácilmente
con
las
especificaciones del generador para tener un
método confiable de determinar un nivel de
restricción aceptable.
• Para las instalaciones en Norte América, con -
6 DISEÑO MECANICO
sulte las publicaciones de ASHRAE (American
Society of Heating, Refrigeration and Air
Conditioning
Engineers)
para
recomendaciones en los diseños de ductos si
es requieren estos para la aplicación. Note que
el ducto de entrada debe manejar el flujo de
aire
de
combustión
(ver
hoja
de
especificaciones), así como el flujo de aire de
ventilación y debe tener el tamaño adecuado
para esto.
• Las persianas y las pantallas en las entradas
y salidas de aire restringe n el flujo de aire y
varían ampliamente en su desempeño. Una
persiana con aletas delgadas, por ejemplo,
tiende a ser mas restrictiva que una con aletas
anchas. Se debe usar el área efectiva abierta
especificada por el fabricante de las pantallas
y persianas.
• Puesto que el ventilador del radiador causará
una ligera presión negativa en el cuarto del
generador, se recomienda que equipo de
combustión tal como calentadores de
calefacción o calderas no se instale en el
mismo cuarto con el generador. Si esto es
inevitable, será necesario determinar si habrá
efectos dañinos tales como retroflujo, y
proveer los medios (aberturas mayores de
salida y entrada y/o ductos, ventiladores de
presurización, etc.) para reducir la presión
negativa a niveles aceptables.
• En
climas
fríos
se
deben
utilizar
amortiguadores automáticos para cerrar las
entradas y salidas de aire para reducir la
pérdida de calor en el cuarto del generador
cuando este no esta funcionando. Se debe
usar un amortiguador termostático para
recircular una porción del aire de descarga del
radiador para reducir el volumen de aire frío
que se succiona hacia adentro del cuarto
cuando el generador está funcionando. Los
amortiguadores de entrada y salida deben
abrir completamente cuando el generador
arranca, El amortiguador de recirculación debe
cerrar completamente a 60°F (16°C).
• A excepción de recircular la descarga de aire
del radiador al cuarto del generador en climas
fríos, todo el aire de ventilación se debe
descargar directamente afuera del edificio. No
se debe usar para calentar ningún espacio que
no sea el cuarto del generador.
• Un conector flexible de ducto debe ser usado
en el radiador para prevenir la recirculación de
aire alrededor del radiador, para absorber la
vibración y movimiento del generador y
preve nir la transmisión del ruido.
112
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
Nota: Los adaptadores de ducto o tolvas de
radiador no deben estar diseñadas para soportar
peso o estructuras más allá de la del adaptador
flexible ducto. Evite el apoyar equipo adiciona en
el adaptador o tolva del radiador sin un análisis
de resistencia o consideraciones de vibración.
• Típicamente un generador con un radiador
montado en el patín esta diseñado para
capacidad de enfriamiento a potencia total en
una temperatura ambiente de 40°C trabajando
a contra una resisten cia de flujo de aire de
enfriamiento de 0.50 pulg Columna de Agua
(WC) (Punto A, Figura 6-27). La resistencia al
flujo externo es aquella causada por los
ductos, pantallas, persianas, amortiguadores,
6 DISEÑO MECANICO
etc. Se puede considerar la operación en
temperaturas ambiente más altas que la
temperatura de diseño (Punto B, Figura 6-27 ,
por ejemplo), si el derrateo es aceptable y/o la
resistencia al flujo de aire de refrigeración es
menor que la resistencia bajo al cual se probó la
capacidad de enfriamiento. (Menor resistencia
significa mas flujo a través del radiador,
afectando el efecto de aire de más temperatura
en la capacidad de enfriamiento del radiador.
Se requiere consultar con el fabricante muy
cuidadosamente para obtener capacidad de
enfriado del generador en temperaturas
ambiente elevadas.
113
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
Ventilación
para
Aplicaciones
de
Intercambiador de Calor o de Radiador
Remoto
Se podría seleccionar u n sistema de
intercambiador de calor (Figura 6-28), o de
radiador remoto debido a razones de ruido o
porque la restricción de ductos de aire largos es
mayor que la permitida para el ventilador de
radiador impulsado por el motor. Considere lo
siguiente:
• Se deben proveer ventiladores para el cuarto
del generador. Estos deben tener la capacidad
de mover el flujo requerido de aire de
ventilación contra la restricción de flujo de aire.
Vea el siguiente ejemplo de cálculo de para el
método de determinar el flujo de aire requerido
para ventilación.
• Un ventilador de radiador remoto debe ser del
tamaño para enfriar el radiador primeramente.
Dependiendo de su ubicación, también se
puede usar para ventilar el cuarto del
generador.
• El ventilador y las entradas de aire deben estar
de tal manera que el aire de ventilación circule
sobre el generador.
6 DISEÑO MECANICO
En general los sistemas de enfriamiento remoto
tienen mas cargas parasíticas, así que hay
ligeramente menos capacidad de kW del
generador en es as aplicaciones. Recuerde sumar
las cargas parasíticas al total de requerimientos
de carga para el generador.
Ejemplo de Cálculo de Flujo de Aire de
Ventilación
La hoja de especificaciones del generador
recomendado indica que el calor irradiado por el
generador (alternador y motor) hacia el cuarto es
de 4,100 BTU/min. El silenciador y 10 pies de
tubo de escape de 5 pulg. también están
ubicados dentro del cuarto del generador.
Determine el flujo de aire requerido para limitar el
incremento de temperatura a 30°F.
1.
Sume las entradas de calor al cuarto de
todas las fuentes. La Tabla 6-5 indica
que la pérdida de calor de un tubo de
escape de 5 pulg. es de 132 BTU/min por
pie de tubo y 2500 BTU/min del
silenciador. Sume las entradas de aire al
cuarto como sigue:
114
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
Rechazo de calor del generador
Calor del tubo de escape 10 x 132
Calor del silenciador
Calor total al cuarto del generador
En BTU/min
4100
1320
2500
7920
El flujo de aire requerido para hacerse
cargo del calor rechazado al inte rior del
cuarto es proporcional a la entrada total
de calor dividida entre el incremento
permitido de temperatura de aire del
cuarto (vea Ventilación, anteriormente en
esta sección):
6 DISEÑO MECANICO
© 2004 Cummins Power Generation. Las copias no son controladas.
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