Il flusso d'aria richiesto di un raffreddatore d'aria industriale è determinato principalmente dalle dimensioni dello spazio, dall'altezza del soffitto, dai ricambi d'aria richiesti, dal carico termico e dalle condizioni di ventilazione. Scegliere un'unità solo in base alla superficie può comportare un flusso d'aria troppo piccolo o eccessivo.
Per una fabbrica, un magazzino o una grande officina, un punto di partenza pratico è calcolare il volume dell'edificio e quindi determinare la quantità di aria che deve essere fatta circolare o sostituita ogni ora.
1. Calcolare il volume d'aria dell'officina
Innanzitutto, calcola il volume d'aria totale dell'area che necessita di raffreddamento:
Volume d'aria (m³)=Lunghezza (m) × Larghezza (m) × Altezza media (m)
Ad esempio, un workshop è:
Lunghezza: 50 mt
Larghezza: 30 mt
Altezza media: 8 mt
Il volume del workshop è:
50 × 30 × 8 = 12,000 m³
Questa cifra di 12.000 m³ è la base per il calcolo della portata d'aria.
Per gli edifici con altezze del soffitto diverse, utilizzare l'altezza media anziché utilizzare semplicemente il punto più alto.
2. Determinare i ricambi d'aria necessari all'ora
Il passo successivo è determinare quante volte l'aria dell'officina deve essere sostituita o fatta circolare ogni ora.
La formula base è:
Flusso d'aria richiesto (m³/h)=Volume dell'officina (m³) × Ricambi d'aria all'ora (ACH)
Ad esempio, se l'officina da 12.000 m³ richiede 20 ricambi d'aria all'ora:
12,000 × 20 = 240,000 m³/h
Il fabbisogno calcolato è quindi di circa 240.000 m³/h.
Tuttavia, non esiste un unico valore ACH applicabile a ogni stabilimento. Il valore appropriato dipende dal carico termico, dalle aperture dell'edificio, dal processo di produzione, dalla disposizione della ventilazione, dal clima e dall'obiettivo di raffreddamento.
3. Considerare il carico termico della fabbrica
I cambi d’aria forniscono un utile punto di partenza, ma non dovrebbero essere l’unica considerazione.
Un'officina con saldatrici, forni, compressori, essiccatori o altre apparecchiature per la produzione di calore-potrebbe richiedere una diversa disposizione del flusso d'aria rispetto a un magazzino con una generazione di calore interno relativamente bassa.
Prestare particolare attenzione alle fonti di calore concentrate come:
- Stazioni di saldatura
- Forni industriali
- Macchine per stampaggio ad iniezione
- Compressori
- Motori
- Forni ed essiccatoi
- Linee di produzione calde
Se il calore è concentrato in aree specifiche, il sistema di raffreddamento potrebbe richiedere un flusso d'aria più elevato o una distribuzione mirata dell'aria in quelle zone.
4. Calcolare il numero di aerorefrigeranti industriali
Una volta stimata la portata d'aria totale richiesta, dividerla per la portata d'aria nominale del raffreddatore ad aria industriale selezionato.
Numero di unità=Flusso d'aria totale richiesto ÷ Flusso d'aria per unità
Per esempio:
Portata d'aria richiesta: 240.000 m³/h
Flusso d'aria per refrigeratore: 20.000 m³/h
Poi:
240.000 ÷ 20,000=12 unità
Il calcolo preliminare indica quindi circa 12 aerorefrigeranti industriali.
In pratica, la quantità finale può cambiare dopo aver considerato la distribuzione del flusso d'aria, i luoghi di installazione, le fonti di calore, la struttura dell'edificio e le effettive condizioni operative.
5. Non calcolare il flusso d'aria solo dalla superficie del pavimento
Un errore comune è dire:
Un condizionatore d'aria industriale può raffreddare X metri quadrati.
Questo approccio può essere fuorviante perché la stessa superficie può avere volumi d'aria molto diversi.
Per esempio:
Fabbrica A
1,000 m² × 4 m = 4,000 m³
Fabbrica B
1,000 m² × 10 m = 10,000 m³
Sebbene entrambi gli stabilimenti abbiano la stessa superficie, lo stabilimento B contiene un volume d'aria 2,5 volte maggiore.
Pertanto, il flusso d'aria dei raffreddatori d'aria industriali dovrebbe essere valutato utilizzando il volume dell'edificio, non solo la superficie.
6. Considera l'altezza del soffitto
L'altezza del soffitto diventa particolarmente importante nei grandi edifici industriali.
Un'officina dai soffitti alti-ha un volume d'aria maggiore, ma ciò non significa necessariamente che tutta l'aria debba essere trattata esattamente allo stesso modo.
La progettazione dovrebbe considerare dove si trovano i lavoratori e dove si accumula il calore.
Per i raffreddatori ad aria industriali-montati a soffitto, i fattori importanti includono:
Altezza di montaggio
Direzione di scarico dell'aria
Velocità dell'aria al livello di lavoro
Distanza tra le unità
Tetto e ostruzioni strutturali
Disposizione delle attrezzature di produzione
L'obiettivo è un efficace movimento dell'aria nella zona occupata piuttosto che semplicemente il raggiungimento di un elevato valore del flusso d'aria totale.
7. Considerare la ventilazione esistente
I raffreddatori d'aria industriali evaporativi introducono aria raffreddata nell'officina. L'aria calda e l'umidità hanno bisogno di un percorso per uscire.
Pertanto, il flusso d'aria richiesto dovrebbe essere valutato insieme al sistema di ventilazione esistente.
Controllo:
Ventilatori di scarico
Prese d'aria sul tetto
Finestre
Porte
Aperture nei muri
Ventilazione naturale
Impianti di estrazione aria esistenti
Se l’edificio ha uno scarso ricambio d’aria, aumentare il numero di raffrescatori evaporativi da solo potrebbe non fornire il risultato atteso.
8. Considera la temperatura e l'umidità
Per i sistemi di raffreddamento evaporativo, l'umidità ambientale ha un effetto diretto sulle prestazioni di raffreddamento ottenibili.
In un ambiente caldo e secco, l’aria in entrata può assorbire più umidità, consentendo generalmente un maggiore raffreddamento evaporativo.
In un ambiente caldo e umido, il potenziale di raffreddamento evaporativo disponibile è inferiore.
Pertanto, il calcolo del flusso d’aria dovrebbe essere accompagnato da dati climatici locali, in particolare:
Temperatura esterna estiva
Umidità relativa
Temperatura del bulbo umido
Condizioni operative stagionali
Un valore elevato del flusso d'aria non può compensare indefinitamente condizioni di umidità inadeguate.
9. Controllare la distribuzione del flusso d'aria, non solo il flusso d'aria totale
Due sistemi di raffreddamento di fabbrica possono avere lo stesso flusso d'aria totale ma produrre risultati diversi.
Ad esempio, 200.000 m³/h distribuiti uniformemente in un'officina possono fornire un migliore raffreddamento della zona di lavoro-rispetto allo stesso flusso d'aria concentrato in un'unica area.
Prima di finalizzare il layout del raffreddatore ad aria industriale, considerare:
Raffreddatore → Percorso del flusso d'aria → Area di lavoro → Percorso di scarico
Evitare di posizionare lo scarico direttamente contro:
Grandi pareti
Macchinari alti
Scaffali di stoccaggio
Colonne strutturali
Altri ostacoli
Il flusso d'aria dovrebbe avere un percorso ragionevolmente libero attraverso l'area occupata.
10. Esempio di calcolo del flusso d'aria di un raffreddatore d'aria industriale
Consideriamo una fabbrica con:
Lunghezza: 60 mt
Larghezza: 40 mt
Altezza media: 8 mt
Volume officina: 19.200 m³
Ricambi d'aria di progettazione: 20 ACH
La portata d'aria richiesta è:
19,200 × 20 = 384,000 m³/h
Supponiamo che il condizionatore d'aria industriale selezionato fornisca 24.000 m³/h per unità.
Il numero preliminare di unità è:
384.000 ÷ 24,000=16 unità
Quindi, 16 unità sarebbero il punto di partenza per il calcolo del flusso d'aria.
La quantità e la disposizione finale dell'apparecchiatura devono quindi essere verificate rispetto al carico termico della fabbrica, alle aperture di ventilazione, all'umidità, all'altezza di installazione e alla distribuzione del flusso d'aria.
11. Quali informazioni sono necessarie per il calcolo del flusso d'aria?
Quando si richiede una raccomandazione per un raffreddatore d'aria industriale, fornire una superficie superiore a quella della fabbrica.
Le informazioni utili sul progetto includono:
Lunghezza di fabbrica
Larghezza di fabbrica
Altezza del soffitto
Zona di raffreddamento
Temperatura estiva esterna
Umidità relativa
Principali fonti di calore
Numero di lavoratori
Attrezzature di produzione
Aspiratori esistenti
Porte e finestre
Fornitura d'acqua disponibile
Alimentazione elettrica
Periodo di funzionamento desiderato
Questi dettagli consentono di valutare il fabbisogno di flusso d'aria in base alle condizioni effettive di fabbrica.
Calcolo del flusso d'aria dei raffreddatori d'aria industriali: formula chiave
Per un calcolo preliminare ricordiamo queste due formule:
Volume dell'officina=Lunghezza × Larghezza × Altezza media
Flusso d'aria richiesto=Volume dell'officina × Ricambi d'aria all'ora
Poi:
Numero di raffreddatori d'aria=Flusso d'aria richiesto ÷ Flusso d'aria per unità
Queste formule forniscono un utile punto di partenza per la scelta dei raffreddatori ad aria industriali. Non dovrebbero sostituire un progetto HVAC o di ventilazione completo quando il progetto presenta carichi termici complessi, requisiti di temperatura rigorosi o condizioni ambientali particolari.
Considerazioni finali
Calcolare il flusso d'aria richiesto per un raffreddatore ad aria industriale è più che moltiplicare l'area della fabbrica per un numero fisso. Il volume dell'officina, i ricambi d'aria, il carico termico, l'umidità, la ventilazione, l'altezza del soffitto e la distribuzione del flusso d'aria influiscono tutti sulla scelta dell'attrezzatura finale.
Per una grande fabbrica o officina, iniziare con il volume dell'edificio e i ricambi d'aria necessari per stimare il flusso d'aria totale. Quindi controlla il flusso d'aria nominale del raffreddatore ad aria industriale selezionato e dividi il fabbisogno totale tra più unità. Infine, regolare la quantità e la disposizione dell'attrezzatura in base alle fonti di calore, al sistema di ventilazione e alle aree di lavoro effettive.
Per un preventivo di progetto, è necessario fornire le dimensioni della fabbrica, l'altezza del soffitto, la temperatura e l'umidità estiva locale, le fonti di calore e le informazioni sulla ventilazione esistente in modo che la configurazione del raffreddatore ad aria industriale possa essere valutata in modo più accurato.
