La cantidad de enfriadores de aire industriales que necesita una fábrica depende de algo más que la superficie del piso. El volumen del taller, el flujo de aire requerido, las fuentes de calor, la altura del techo, la ventilación y la capacidad de flujo de aire de cada enfriador afectan la cantidad final.
Un cálculo simple puede proporcionar una cantidad preliminar de unidades, pero la disposición final también debe considerar dónde se genera el calor y cómo se moverá el aire enfriado a través de la fábrica.
1. Comience con el flujo de aire total requerido
El primer paso es estimar el flujo de aire total requerido para el taller.
Un cálculo básico es:
Flujo de aire requerido (m³/h)=Volumen del taller (m³) × Cambios de aire requeridos por hora
El volumen del taller se calcula como:
Largo × Ancho × Alto Promedio
Por ejemplo, una fábrica que mide 50 m × 30 m con una altura de techo promedio de 8 m tiene un volumen de:
50 × 30 × 8 = 12,000 m³
Si el diseño preliminar utiliza 20 cambios de aire por hora:
12,000 × 20 = 240,000 m³/h
Por lo tanto, la fábrica necesitaría aproximadamente 240.000 m³/h de caudal de aire total como punto de partida.
La tasa de cambio de aire-adecuada depende de la aplicación real y debe evaluarse junto con la carga de calor y las condiciones de ventilación.
2. Divida el flujo de aire requerido por el flujo de aire por unidad
Una vez que se conoce el flujo de aire total, se puede calcular el número preliminar de enfriadores de aire industriales.
Número de enfriadores de aire=Flujo de aire total requerido ÷ Flujo de aire por enfriador
Por ejemplo:
Caudal de aire total requerido: 240.000 m³/h
Caudal de aire por refrigerador: 20.000 m³/h
Entonces:
240,000 ÷ 20,000 = 12
Por lo tanto, el requisito previo son 12 refrigeradores de aire industriales.
Si en cambio el modelo seleccionado proporciona 15.000 m³/h, el cálculo queda:
240,000 ÷ 15,000 = 16
La misma fábrica requeriría más unidades porque cada enfriador suministra menos flujo de aire.
3. Por qué la superficie del suelo por sí sola no es suficiente
Un enfoque común es calcular la cantidad de refrigeradores según el área de la fábrica.
Por ejemplo:
Un enfriador de aire por cada 100 m².
Esto puede producir resultados muy diferentes en edificios con diferentes alturas de techo.
Consideremos dos fábricas con la misma superficie de 2.000 m²:
| Fábrica | Altura media | Volumen de aire |
|---|---|---|
| Fábrica A | 4 m | 8,000 m³ |
| Fábrica B | 10 m | 20,000 m³ |
La superficie del suelo es idéntica, pero la fábrica B tiene 2,5 veces el volumen de aire.
Por lo tanto, un cálculo confiable de un enfriador de aire industrial debe considerar el volumen cúbico en lugar de los metros cuadrados únicamente.
4. Considere la carga térmica de la fábrica
Los requisitos de flujo de aire pueden cambiar significativamente cuando la fábrica contiene importantes fuentes de calor internas.
Los ejemplos incluyen:
- Equipos de soldadura
- Hornos
- Hornos
- Máquinas de moldeo por inyección
- Compresores
- motores
- Equipo de secado
- Líneas de producción de alta-temperatura
Una fábrica con maquinaria pesada y generación continua de calor puede requerir una disposición de enfriamiento diferente a la de un almacén con una ganancia de calor interna relativamente baja.
Si el calor se concentra en un área de producción, agregar la misma cantidad de refrigeradores en todo el edificio puede no ser la disposición más adecuada.
El equipo debe colocarse según la distribución real del calor.
5. Verifique la altura del techo
La altura del techo afecta tanto el volumen total de aire como la forma en que el aire enfriado llega al área de trabajo.
En un taller con techos altos-, el simple hecho de aumentar el flujo de aire puede no garantizar una mejor refrigeración al nivel del suelo.
El diseño debe considerar:
- Altura de montaje
- Dirección de descarga de aire
- Velocidad del aire
- Distancia entre refrigeradores
- Altura de la maquinaria
- Estructura del techo
- Ubicaciones de trabajadores
Para los enfriadores de aire industriales-montados en el techo, la altura de instalación y la dirección de descarga son particularmente importantes porque el flujo de aire debe llegar a la zona ocupada de manera efectiva.
6. Observe la distribución del flujo de aire
Supongamos que una fábrica necesita 240.000 m³/h y se seleccionan 12 refrigeradores.
Hay varias formas de organizar las unidades.
Si las 12 unidades se concentran cerca de un lado del edificio, el flujo de aire total puede cumplir con el requisito calculado, pero las áreas distantes pueden permanecer calientes.
Una mejor distribución distribuye el flujo de aire según:
Unidad de enfriamiento → Área de producción → Eliminación de aire caliente
Por lo tanto, se debe considerar la ubicación de puertas, ventanas, extractores de aire, maquinaria, estantes de almacenamiento y particiones internas antes de decidir el número y la posición final de las unidades.
7. Considere la ventilación y el escape
Los enfriadores de aire industriales evaporativos introducen aire enfriado en la fábrica. El aire caliente y la humedad adicional deben salir del edificio.
Esto significa que se debe considerar el número de unidades de refrigeración junto con la ventilación disponible.
Compruebe si la fábrica tiene:
- Ventilaciones de techo
- Extractores de aire
- puertas abiertas
- ventanas
- Aberturas de pared
- Ventilación mecánica
Si el edificio no puede eliminar el aire cálido y húmedo de manera efectiva, es posible que la instalación de enfriadores de aire por evaporación adicionales no produzca mejoras de enfriamiento proporcionales.
8. Considere la temperatura y la humedad locales
Un enfriador de aire por evaporación no produce el mismo efecto de enfriamiento en todas las condiciones climáticas.
El aire seco proporciona un mayor potencial de evaporación, mientras que la alta humedad relativa reduce el potencial de enfriamiento disponible.
Por esta razón, la cantidad de equipo debe evaluarse teniendo en cuenta las condiciones locales de verano, incluyendo:
- Temperatura exterior
- Humedad relativa
- Temperatura de bulbo húmedo
- Condiciones de funcionamiento estacionales
Una fábrica ubicada en un clima cálido y seco puede requerir una configuración diferente a la de una que opera en un clima cálido y húmedo, incluso cuando los dos edificios tienen dimensiones idénticas.
9. ¿Necesita más unidades más pequeñas o menos unidades más grandes?
El requisito total de flujo de aire no determina necesariamente la configuración final por sí solo.
Por ejemplo, una fábrica puede necesitar 240.000 m³/h.
En teoría, esto podría ser proporcionado por:
- 10 unidades × 24.000 m³/h
- 12 unidades × 20.000 m³/h
- 16 unidades × 15.000 m³/h
Las tres combinaciones proporcionan aproximadamente el mismo flujo de aire total.
Sin embargo, la elección práctica depende de la distribución del edificio.
Más unidades pueden proporcionar una mayor flexibilidad en la distribución del flujo de aire entre diferentes zonas de producción, mientras que unidades más grandes pueden simplificar la instalación cuando el taller tiene un diseño adecuado.
Por lo tanto, la selección debe equilibrar la capacidad del flujo de aire, las posiciones de instalación, las zonas de enfriamiento, el acceso de mantenimiento y el costo del proyecto.
10. Ejemplo: cálculo del número de enfriadores de aire para una fábrica
Considere un taller de producción con:
Longitud: 60m
Ancho: 40 metros
Altura media: 8 m
Paso 1: calcular el volumen de aire
60 × 40 × 8 = 19,200 m³
Paso 2: Calcule el flujo de aire requerido
Suponga un valor de diseño preliminar de 20 cambios de aire por hora:
19,200 × 20 = 384,000 m³/h
Paso 3: seleccione el flujo de aire más fresco
Supongamos que un enfriador de aire industrial proporciona:
24,000 m³/h
Paso 4: Calcula el número de unidades.
384.000 ÷ 24,000=16 unidades
Por tanto, el cálculo preliminar arroja 16 refrigeradores de aire industriales.
Luego, el diseño real del proyecto debe verificar si las 16 unidades brindan una distribución de aire adecuada y si el clima local, las fuentes de calor, la ventilación y las condiciones de instalación respaldan la disposición propuesta.
11. Cuándo es posible que sea necesario ajustar el número calculado
El número calculado de refrigeradores de aire industriales no es necesariamente la cantidad final del pedido.
Es posible que se requiera un ajuste cuando la fábrica tiene:
Cargas de calor internas muy elevadas
Grandes diferencias de temperatura entre zonas de producción
Techos extremadamente altos
Ventilación restringida
Maquinaria grande que bloquea el flujo de aire
Múltiples talleres independientes
Áreas que requieren diferentes niveles de enfriamiento
Por el contrario, las áreas que no requieren refrigeración no necesariamente deben incluirse en el cálculo.
Por ejemplo, una oficina, una sala de almacenamiento o un área de proceso cerrada pueden requerir una solución de refrigeración diferente a la de una gran nave de producción abierta.
12. Información necesaria para determinar la cantidad final
Para un proyecto de enfriador de aire industrial, un proveedor o ingeniero de HVAC normalmente necesitará:
Largo y ancho de fábrica
Altura media del techo
Área que requiere enfriamiento
Temperatura local de verano
Humedad relativa
Principales fuentes de calor
Disposición del equipo de producción.
Número de trabajadores
Ventilación existente
Ubicaciones de los ventiladores de escape
Posiciones de puertas y ventanas
Suministro de agua disponible
Suministro eléctrico disponible
Horas de funcionamiento requeridas
Cuanto más exactamente se definan estas condiciones, más fiable será el cálculo de la cantidad de equipos y de la disposición.
Cantidad de enfriadores de aire industriales: fórmula clave
Para una estimación preliminar, utilice:
Volumen del taller=Largo × Ancho × Alto promedio
Flujo de aire requerido=Volumen del taller × Cambios de aire requeridos por hora
Número de enfriadores de aire industriales=Flujo de aire requerido ÷ Flujo de aire por unidad
Redondee siempre el resultado calculado a un número entero práctico de unidades, luego verifique el diseño y las condiciones de operación antes de finalizar la selección del equipo.
Consideraciones finales
No existe una regla universal como "un refrigerador de aire industrial por cada 100 m² de espacio de fábrica". El número correcto depende del volumen total de aire, el flujo de aire requerido, la carga de calor, la altura del techo, la humedad, la ventilación y la distribución del flujo de aire.
Para una estimación preliminar del proyecto, calcule el volumen del taller, determine el flujo de aire total requerido y divídalo por el flujo de aire nominal del enfriador de aire industrial seleccionado. La cantidad resultante es un punto de partida para el diseño del sistema, no un sustituto de la verificación de las condiciones reales de fábrica.
Para una propuesta precisa de enfriadores de aire industriales, se deben evaluar en conjunto las dimensiones de la fábrica, la altura del techo, el clima local, las fuentes de calor, la disposición de ventilación y el diseño de producción.
