Dimensionare un aerorefrigeratore industriale per una grande officina non è semplicemente questione di scegliere un modello con il flusso d'aria più elevato. L'attrezzatura deve corrispondere al volume dell'officina, al carico termico, all'umidità ambientale, al movimento dell'aria richiesto, all'altezza di installazione e alle condizioni di ventilazione.
Per un capannone di produzione di grandi dimensioni, la dimensione giusta è quella in grado di fornire un flusso d'aria e un effetto di raffreddamento sufficienti all'area di lavoro senza creare uno schema di flusso d'aria inadeguato o una capacità operativa non necessaria.
1. Definire l'area che necessita effettivamente di raffreddamento
Inizia identificando la parte dell'officina che richiede raffreddamento.
Una grande fabbrica può contenere:
- Linee di produzione
- Aree di assemblaggio
- Zone macchine
- Stoccaggio delle materie prime
- Stoccaggio del prodotto-finito
- Aree di caricamento
- Uffici o locali chiusi
Queste aree non hanno necessariamente gli stessi requisiti di raffreddamento.
Se è necessario raffreddare solo il piano di produzione, non vi è motivo di dimensionare il sistema di raffreddamento dell’aria industriale in base all’intero volume dell’edificio.
2. Calcolare il volume dell'officina
Una volta definita l'area di raffreddamento, calcolare il suo volume d'aria:
Volume dell'officina=Lunghezza × Larghezza × Altezza media
Per esempio:
Lunghezza: 80 mt
Larghezza: 40 mt
Altezza media: 8 mt
Il volume del laboratorio è:
80 × 40 × 8 = 25,600 m³
Ciò è più utile per il dimensionamento rispetto alla sola area del pavimento.
Un'officina di 3.200 m² con soffitto di 4 m contiene 12.800 m³ di aria, mentre la stessa superficie con soffitto di 8 m contiene 25.600 m³.
La differenza può influenzare in modo significativo il flusso d'aria richiesto.
3. Determinare la capacità del flusso d'aria necessaria
Il passo successivo è stabilire il fabbisogno approssimativo di flusso d'aria per lo spazio.
Un calcolo preliminare è:
Flusso d'aria richiesto=Volume dell'officina × Ricambi d'aria richiesti all'ora
Il tasso di ricambio d'aria-appropriato dipende dalle condizioni dell'officina, dalle fonti di calore, dalla disposizione della ventilazione, dal clima e dall'obiettivo di raffreddamento.
Ad esempio, utilizzando un valore preliminare di 20 ricambi d'aria all'ora:
25,600 m³ × 20 = 512,000 m³/h
Ciò dà un fabbisogno d'aria totale stimato di 512.000 m³/h.
Lo scopo di questo calcolo è stabilire la scala del sistema di raffreddamento. Non determina automaticamente il modello dell'attrezzatura finale.
4. Abbinare il flusso d'aria richiesto alla capacità del frigorifero
I raffreddatori ad aria industriali sono disponibili con diverse capacità di flusso d'aria.
Supponiamo che un modello selezionato fornisca 20.000 m³/h.
Per l'esempio sopra:
512,000 ÷ 20,000 = 25.6
Ciò indica che sarebbero necessarie circa 26 unità in base al calcolo preliminare del flusso d'aria.
Se un altro modello fornisce 30.000 m³/h:
512,000 ÷ 30,000 = 17.1
Il fabbisogno preliminare sarebbe di circa 18 unità.
Ciò illustra un punto importante: le dimensioni e la quantità delle apparecchiature sono strettamente correlate, ma non rappresentano la stessa decisione di progettazione.
La selezione finale deve anche considerare come sarà distribuito il flusso d'aria in tutta l'officina.
5. Controllare il carico termico
Il solo flusso d'aria non descrive il fabbisogno di raffreddamento di una grande officina.
Una fabbrica che produce parti metalliche, utilizza stazioni di saldatura, utilizza macchine per lo stampaggio a iniezione o utilizza forni può generare un notevole calore interno.
Importanti fonti di calore includono:
- Macchinari di produzione
- Motori elettrici
- Attrezzature per saldatura
- Fornaci
- Forni
- Compressori
- Essiccatori
- Illuminazione
- Lavoratori
- Calore solare attraverso il tetto
Se la fonte di calore principale è concentrata in una zona di produzione, quell’area potrebbe richiedere un flusso d’aria maggiore o un sistema di raffreddamento più mirato.
Ecco perché una grande officina dovrebbe essere suddivisa in pratiche zone di raffreddamento anziché trattare ogni metro quadrato in modo identico.
6. Considera la temperatura e l'umidità ambientale
Per un raffreddatore d'aria industriale evaporativo, le condizioni meteorologiche locali sono una parte importante del dimensionamento.
Il raffreddamento evaporativo si basa sull'evaporazione dell'acqua. La quantità di raffreddamento che può essere ottenuta dipende dalla differenza tra la temperatura del bulbo secco e quella del bulbo umido.
L’umidità relativa quindi è importante.
In climi caldi e secchi, il raffreddamento evaporativo ha generalmente un potenziale maggiore.
In climi caldi e umidi, la riduzione della temperatura è più limitata.
Quando si dimensiona un raffreddatore d'aria industriale, controllare l'estate locale:
- Temperatura del bulbo-secco
- Umidità relativa
- Temperatura del bulbo-umido
- Condizioni operative quotidiane
- Variazioni stagionali della temperatura
Un refrigeratore che funziona efficacemente in un clima secco può richiedere una diversa disposizione del sistema in un clima umido.
7. Considerare l'altezza del soffitto e la posizione di installazione
Le grandi officine hanno spesso soffitti alti e questo può rendere particolarmente importante il posizionamento delle attrezzature.
Un flusso d'aria elevato non garantisce un raffreddamento efficace a livello del lavoratore se l'aria raffreddata non raggiunge la zona occupata.
Controllo:
- Altezza di montaggio
- Direzione di scarico
- Velocità dell'aria
- Distanza dai lavoratori
- Struttura del tetto
- Altezza del macchinario
- Scaffali di stoccaggio
- Colonne strutturali
Per i raffreddatori d'aria industriali montati a soffitto-, l'altezza di installazione deve essere considerata insieme al modello di scarico.
8. Dimensionare il sistema in base alla distribuzione dell'aria
Un'officina di grandi dimensioni potrebbe richiedere più raffreddatori ad aria industriali anziché poche unità-di capacità molto elevata.
Immaginiamo ad esempio un lungo capannone di produzione di 120 m×30 m.
Anche se diverse unità di grandi dimensioni possono fornire il flusso d'aria totale calcolato, posizionandole in una sola parte dell'edificio si potrebbero verificare:
- Aree calde all'estremità opposta
- Scarsa circolazione dell'aria
- Flusso d'aria eccessivo vicino alle unità
- Comfort del lavoratore non uniforme
Più unità posizionate nell'officina possono creare un percorso del flusso d'aria più bilanciato.
La questione importante quindi non è solo:
"Quanta aria può spostare l'attrezzatura?"
È anche:
"Dove va quell'aria?"
9. Controllare la disposizione della ventilazione
I raffreddatori d'aria evaporativi aggiungono aria raffreddata all'officina, quindi l'aria calda e l'umidità devono uscire.
Prima di definire le dimensioni dell'apparecchiatura, verificare:
- Ventilatori di scarico
- Prese d'aria sul tetto
- Finestre
- Porte
- Aperture nei muri
- Ventilazione naturale
- Sistemi di scarico meccanici
Un'officina con un sistema di scarico insufficiente potrebbe non trarre vantaggio dalla semplice installazione di-radiatori d'aria di capacità maggiore.
Il sistema di raffreddamento e il sistema di ventilazione dovrebbero essere considerati insieme.
10. Considerare il flusso d'aria attraverso l'area di produzione
Le apparecchiature di produzione possono modificare in modo significativo il modello del flusso d'aria.
Macchine di grandi dimensioni, scaffali di stoccaggio, pareti divisorie e pareti possono bloccare o reindirizzare l'aria.
Prima di selezionare la dimensione finale del frigorifero, mappare gli ostacoli principali e identificare le aree effettivamente occupate.
Per un'officina di grandi dimensioni, il percorso del flusso d'aria dovrebbe generalmente essere considerato come:
Raffreddatore d'aria industriale → Zona di lavoro → Rimozione del calore/Scarico
Ciò è particolarmente importante quando l'area di produzione contiene lunghe file di macchinari.
11. Scegli tra raffreddatori ad aria più grandi e più piccoli
Una grande officina non ha automaticamente bisogno del più grande raffreddatore ad aria industriale individuale.
Supponiamo che la portata d'aria del sistema calcolata sia di circa 300.000 m³/h.
Le possibili configurazioni potrebbero includere:
10 × 30,000 m³/h
15 × 20,000 m³/h
20 × 15,000 m³/h
Ciascuna configurazione fornisce approssimativamente lo stesso flusso d'aria totale.
La scelta pratica dipende da:
Disposizione dell'officina
Posizioni di installazione disponibili
Zone di raffreddamento
Direzione del flusso d'aria
Accesso per manutenzione
Alimentazione elettrica
Approvvigionamento idrico
Costo dell'attrezzatura
Un numero maggiore di unità più piccole può fornire maggiore flessibilità per la zonizzazione, mentre unità più grandi possono essere adatte laddove l’edificio ha meno punti di installazione.
12. Controllare la potenza del motore e i requisiti operativi
Anche la capacità del flusso d'aria dovrebbe essere considerata insieme alla potenza del motore.
Quando si confrontano i modelli di raffreddatori ad aria industriali, controllare:
Flusso d'aria
Potenza del motore
Tipo di ventola
Consumo di acqua
Livello di rumore
Alimentazione elettrica
Requisiti operativi continui
Un modello ad alto-flusso d'aria non è automaticamente la scelta giusta se i suoi requisiti operativi non corrispondono all'alimentazione elettrica disponibile o alla strategia di raffreddamento della fabbrica.
13. Considerare l'accesso alla manutenzione
Il dimensionamento ha anche un aspetto pratico di installazione.
I raffreddatori ad aria industriali installati in grandi officine necessitano di ispezioni e pulizie di routine. La posizione di installazione dovrebbe consentire ai tecnici di accedere in sicurezza ai componenti importanti.
Considera l'accesso a:
Tamponi di raffreddamento
Sistema di distribuzione dell'acqua
Ventilatore e motore
Serbatoio dell'acqua
Filtri o schermi
Componenti elettrici
Un'unità teoricamente idonea può diventare difficile da manutenere se installata in un luogo con accesso limitato.
14. Esempio di dimensionamento di un'officina di grandi dimensioni
Consideriamo un capannone produttivo che misura:
80 m × 40 m × 8 m
Volume dell'officina
80 × 40 × 8 = 25,600 m³
Ipotizziamo un requisito preliminare di 20 ricambi d'aria all'ora:
25,600 × 20 = 512,000 m³/h
Ora confronta due possibili capacità di raffreddamento.
Opzione A
20.000 m³/h per unità
512,000 ÷ 20,000 = 25.6
Sarebbero necessarie circa 26 unità come calcolo preliminare basato sul flusso d'aria-.
Opzione B
30.000 m³/h per unità
512,000 ÷ 30,000 = 17.1
Servirebbero circa 18 unità.
Le due opzioni forniscono diverse modalità di installazione anche se si basano sullo stesso flusso d'aria totale stimato.
La scelta finale dovrebbe quindi basarsi sulla disposizione dell'officina, sulla distribuzione del calore, sull'altezza di installazione, sulla ventilazione e sul clima locale piuttosto che sulla sola capacità del flusso d'aria.
15. Informazioni necessarie per un dimensionamento accurato
Quando si richiede una proposta di dimensionamento del aerorefrigeratore industriale, fornire:
- Durata dell'officina
- Larghezza officina
- Altezza media del soffitto
- Area che richiede raffreddamento
- Temperatura estiva esterna
- Umidità relativa
- Principali fonti di calore
- Disposizione delle attrezzature di produzione
- Numero di lavoratori
- Impianto di scarico esistente
- Posizioni di porte e finestre
- Alimentazione elettrica disponibile
- Condizioni di approvvigionamento idrico
- Orari di funzionamento desiderati
Anche foto, planimetrie e layout delle apparecchiature possono aiutare a identificare potenziali ostruzioni del flusso d'aria e posizioni di installazione.
Lista di controllo per il dimensionamento dei raffreddatori d'aria industriali
Prima di selezionare l'attrezzatura, controlla queste sette aree:
Volume officina - Quanta aria è necessario spostare?
Requisiti del flusso d'aria - Quanta aria deve fornire il sistema?
Carico termico - Dove viene generato il calore?
Umidità - Il raffreddamento evaporativo è adatto al clima locale?
Distribuzione dell'aria - L'aria raffreddata può raggiungere le aree di lavoro?
Ventilazione - L'aria calda e umida può uscire dall'edificio?
Condizioni di installazione - Le unità selezionate possono essere installate e mantenute correttamente?
Se questi fattori vengono considerati insieme, il raffreddatore ad aria industriale può essere dimensionato in base all'officina vera e propria piuttosto che in base a una semplice regola-dell'area del pavimento.
Considerazioni finali
Dimensionare un aerorefrigeratore industriale per una grande officina implica molto più che selezionare un'unità in base ai metri quadrati. Il volume dell'officina stabilisce il requisito base del flusso d'aria, mentre il carico termico, l'umidità, la ventilazione, l'altezza del soffitto e la distribuzione del flusso d'aria determinano se tale flusso d'aria funzionerà efficacemente nella pratica.
Un processo di dimensionamento pratico consiste nel calcolare il volume dell'officina, stimare il flusso d'aria richiesto, confrontare le capacità di raffreddamento disponibili e quindi progettare il numero e la posizione delle unità attorno alle effettive fonti di calore e alle aree di lavoro della fabbrica.
Per un progetto di officina di grandi dimensioni, le dimensioni della fabbrica, l'altezza del soffitto, la temperatura e l'umidità locali, le fonti di calore, le condizioni di ventilazione e il layout di produzione dovrebbero essere valutati insieme prima di selezionare il modello e la quantità finali del raffreddatore ad aria industriale.
