Arrefecimento do Motor
Os motores refrigerados a liquido
de arrefecimento são arrefecidos pelo bombeamento de uma mistura de líquido de
arrefecimento através de passagens no bloco de cilindros e no(s) cabeçote(s) do
motor por uma bomba acionada pelo motor. A configuração mais comum de grupo
gerador possui um radiador montado e um ventilador acionado pelo motor para
arrefecer o líquido de arrefecimento e ventilar a sala do gerador. Métodos
alternativos para arrefecer o líquido de arrefecimento incluem as configurações
com trocadores de calor líquido-líquido montados no chassi (skid), radiador
remoto, um trocador de calor remoto líquido-líquido, e torre de arrefecimento.
Os sistemas de arrefecimento
recíproco para grupos geradores acionados por motor possuem as seguintes características
comuns, independentemente do trocador de calor utilizado para remover o calor
do motor:
• O sistema de arrefecimento é um
sistema fechado e pressurizado (10-14 psi/69.0-96,6 kPa) que é abastecido com
uma mistura de água leve e limpa (desmineralizada), etileno ou propileno-glicol
e outros aditivos. Os motores não devem ser arrefecidos diretamente por água
não tratada, uma vez que esta causa corrosão no motor e possibilidade de arrefecimento
incorreto. O lado “frio” do sistema de arrefecimento pode ser servido por um
radiador, um trocador de calor ou uma torre de arrefecimento.
• O sistema de arrefecimento do
motor deve ser dimensionado corretamente para o ambiente e os componentes.
Geralmente, a temperatura na parte superior do tanque do sistema (temperatura
na entrada para o motor) não excede 104º C (220º F) para aplicações standby e
93º C (200º F) para instalações de energia prime.
• O sistema de arrefecimento deve
incluir provisões de desaeração e ventilação para evitar o aprisionamento do ar
arrastado para o motor devido à turbulência do fluxo do líquido de
arrefecimento, e para permitir o abastecimento correto do sistema de
arrefecimento do motor. Isto significa que além das conexões principais de
entrada e saída do líquido de arrefecimento, deve haver também pelo menos um conjunto
de linhas de ventilação terminadas na parte superior do sistema de
arrefecimento. Consulte as recomendações do fabricante do motor para os requisitos
detalhados, (Requisitos para a ventilação e a desaeração de motores Cummins específicos
são encontrados nos documentos Cummins AEB), do motor específico utilizado. Veja
na Figura 6-14 a representação esquemática das linhas de arrefecimento e de
ventilação em um motor típico.
• Geralmente é utilizado um
termostato no motor para permitir o aquecimento do mesmo e para regular a temperatura
do motor no lado “quente” do sistema de arrefecimento.
• O projeto do sistema de
arrefecimento deve levar em conta a expansão do volume do líquido de arrefecimento
à medida que a temperatura do motor aumenta. Deve-se considerar uma expansão de
6% do líquido de arrefecimento acima do volume normal.
• O sistema deve ser projetado de
maneira que haja sempre uma coluna positiva na bomba do líquido de arrefecimento
do motor.
• Os fluxos apropriados para o
arrefecimento dependem da redução ao valor mínimo da coluna de estática e de
fricção da bomba de líquido de arrefecimento do motor. O grupo gerador não será
arrefecido corretamente se a coluna de estática ou de fricção da bomba do
líquido de arrefecimento forem excedidas.
• Consulte o fabricante do motor
para informações sobre estes fatores para o grupo gerador específico selecionado.
Consulte Cálculos de Dimensionamento das Tubulações de Arrefecimento nesta
seção para instruções específicas sobre o dimensionamento das tubulações de
líquido de arrefecimento e o cálculo da coluna de estática e de fricção.
• O motor e o sistema de
arrefecimento remoto devem possuir provisões de dreno e isolamento para
permitir serviços e reparos convenientes no motor. Consulte os desenhos do
exemplo nesta seção para obter a localização de drenos e válvulas utilizados em
várias aplicações.
Radiador Montado no Chassi
Um grupo gerador com um radiador
montado no chassi (Figura 6-15) é uma parte integrante do sistema de arrefecimento
e ventilação montado no chassi. O sistema de arrefecimento com radiador montado
no chassi é freqüentemente considerado o sistema de arrefecimento mais
confiável e de menor custo para grupos geradores, pois requer a menor
quantidade de equipamentos auxiliares, tubulação, fiação de controle e líquido
de arrefecimento, além de minimizar o trabalho de manutenção do sistema de
arrefecimento do grupo gerador. Geralmente, o ventilador do radiador é acionado
mecanicamente pelo motor, simplificando ainda mais o projeto. Algumas
aplicações utilizam ventiladores elétricos para permitir um controle mais conveniente
do ventilador em função da temperatura do líquido de arrefecimento do motor.
Isto é especialmente útil em ambientes extremamente frios.
Como o fabricante do grupo
gerador geralmente projeta o sistema de arrefecimento montado no chassi, o
protótipo pode ser testado para se verificar o desempenho geral do sistema em
um ambiente de laboratório. Um ambiente de laboratório instrumentado e
controlado é útil para se verificar o desempenho de um sistema de
arrefecimento.
Normalmente, as limitações
físicas podem limitar a precisão ou a praticidade de se testar um projeto no
local.
A principal desvantagem do
radiador montado no chassi é a necessidade de movimentar um volume
relativamente grande de ar através da sala do gerador, uma vez que o fluxo de
ar através da sala deve ser suficiente para dissipar o calor irradiado pelo
grupo gerador e remover o calor do líquido de arrefecimento do motor. Consulte
Ventilação nesta seção para detalhes do projeto do sistema de ventilação e os
cálculos relativos ao projeto do sistema de ventilação.
O ventilador do motor normalmente
fornece ventilação suficiente para a sala do equipamento, eliminando a necessidade
de outros dispositivos e sistemas de ventilação.
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