Metodología de cálculo

ExCoil combina correlaciones de transferencia, áreas geométricas, resistencia de pared y propiedades de fluidos. La topología depende del módulo: una sola fórmula ε–NTU no describe todos los calculadores. La psicrometría aporta razón de humedad y entalpía del aire húmedo; System Builder conecta cálculos de componentes, sin añadir otra correlación de intercambiador.

Use las unidades de cada campo. Internamente se utilizan metros, m³/s o kg/s, temperaturas en °C, diferencias en K y potencia térmica en W. La pérdida del aire suele presentarse en Pa y la hidráulica en kPa. Las tablas pueden guardar entalpía en kJ/kg y presión en kPa, convertidas explícitamente por el motor. La humedad relativa interna es una fracción de 0 a 1, no el porcentaje mostrado.

Las áreas térmicas siguen los tubos físicos, el paso de aleta y las dimensiones aleteadas activas, no un margen adicional de carcasa/colectores. Compare entradas, fluido, circuitado, materiales y ensuciamiento equivalentes. Un resultado térmico no autoriza la fabricación ni aprueba un código de presión.

Las baterías aleteadas usan Wang–Chi–Chang (2000) para aleta lisa, con exponentes geométricos, diámetro de collar Dc = Do + 2t_fin y velocidad en el área libre mínima. La conversión es h_air = j G_max cp Pr^(−2/3); viscosidad, conductividad y calor específico del aire varían con temperatura. Las antiguas expresiones cortas de j no son la implementación actual.

El cálculo limita el Reynolds de la correlación a 300–20.000 y mantiene el término de filas en seis para baterías más profundas. Son límites numéricos, no validación fuera del intervalo original. Aletas onduladas, louver y slit aplican factores empíricos a la aleta lisa, no correlaciones específicas completas: 1,15, 1,25 y 1,30 respectivamente para transferencia.

Evaporador DX y agua fría usan efectividad de potencial entálpico seco/húmedo. Para un flujo local parcialmente húmedo se selecciona la mayor potencia entre soluciones totalmente seca y húmeda; la humedad de salida procede de un estado superficial efectivo. No se resuelve película de condensado ni escarcha. Interprete conjuntamente potencia latente, SHR, condensado y fracción húmeda, no solo HR de salida.

La fricción actual basada en Wang usa ΔP_core = f (Ao/Ac) G_max²/(2ρ), no la antigua expresión 4 f N_rows. El bloqueo de tubos/aletas determina internamente el área libre; esta función no usa el argumento heredado freeAreaRatio. Se suman entrada y salida mediante Kc = 0,42(1 − σ²) y Ke = 1 − σ².

Los factores de fricción respecto a aleta lisa son 1,20 para ondulada, 1,35 para louver y 1,30 para slit. Son aproximaciones empíricas. Agua fría multiplica además la pérdida seca por (1 + 0,30 × fracción de área húmeda); no suponga que todos los módulos aplican esta misma corrección.

Compare la pérdida de batería con presión estática disponible del ventilador, contabilizando el resto de la instalación por separado. El núcleo aleteado no representa todos los conductos, filtros ni la curva del ventilador. Más caudal puede aumentar la potencia y a la vez incumplir el presupuesto de presión.

La geometría anular equivalente de Schmidt representa aletas de placa sobre tubos alternados. Se implementa η_fin = tanh(m r_o φ)/(m r_o φ), con m = √(2h_air/(k_fin t_fin)) y φ = (r_eq/r_o − 1)[1 + 0,35 ln(r_eq/r_o)]. El radio equivalente depende de pasos transversal y longitudinal; tomar solo medio hueco entre tubos no reproduce el modelo completo.

La eficiencia superficial es η_surface = 1 − (A_fin/A_total)(1 − η_fin). Se cuentan ambas caras de aletas menos agujeros y tubo expuesto entre aletas; el número de aletas es discreto. La red térmica combina convección exterior efectiva, conducción cilíndrica, convección interior y los términos de ensuciamiento realmente recibidos por el módulo.

Distinga h, U y UA: h y U están en W/(m²·K), UA en W/K. Compruebe el área de referencia antes de comparar U. Los factores actuales de mala distribución y ensuciamiento concentrado reducen área activa/conductancia, no caudal másico. Calibrarlos exige una referencia independiente defendible, no solo cerrar el balance energético.

El evaporador DX aleteado llama a h_tp_W_m2K: modelo simplificado tipo Chen con intensificación F, supresión S y término nucleado aproximado de 0,3 veces el convectivo cuando recibe propiedades de fases. Existe un auxiliar Chen/Forster–Zuber completo, pero este motor no lo llama. El vapor sobrecalentado utiliza el auxiliar monofásico basado en Gnielinski.

Es un modelo de circuito medio, flujo cruzado puro y frontera móvil: cada zona de refrigerante ve aire de entrada en su fracción de cara. Integra potencia seca/húmeda y entalpía del refrigerante. La temperatura de evaporación se refiere a la conexión de aspiración; la pérdida modifica la saturación local y un caudal que no puede atravesar los circuitos se señala como hidráulicamente inviable. No simula fila por fila ni la distribución entre circuitos.

En RATING DX, el caudal de refrigerante especificado determina calidad de vapor y sobrecalentamiento/subenfriamiento alcanzados. En SIZING, potencia y estado de salida solicitados establecen el caudal y después se evalúa la geometría existente; no garantiza la meta ni redimensiona automáticamente la geometría. El solucionador de balance/TXV del evaporador busca caudal para el sobrecalentamiento pedido sin recalibrar coeficientes.

El condensador aleteado utiliza Shah (1979), no Chen, para condensación y auxiliares Gnielinski para vapor y líquido. La frontera móvil reparte áreas de desrecalentamiento, condensación y subenfriamiento. Revise OK, PARTIAL, NO_CONDENSE o NO_SUBCOOL, subenfriamiento logrado y targetMet. La meta es calor rechazado, incluida la potencia del compresor aguas arriba, no potencia frigorífica del evaporador. No resuelve mezcla por filas, deslizamiento térmico ni acoplamiento presión/térmica.

La fricción DX aleteada usa Müller-Steinhagen–Heck: ΔP_f = [ΔP_lo + 2(ΔP_go − ΔP_lo)x](1 − x)^(1/3) + ΔP_go x³. Las pérdidas de líquido solo y vapor solo usan Darcy–Weisbach con Churchill. Se combinan fricción, retornos, cambio de cantidad de movimiento homogéneo y estimaciones de accesorios si hay trayectorias hidráulicas explícitas.

La aceleración conserva signo: ΔP_acc = G²(M_out − M_in). Evaporar suele aumentar pérdida; condensar puede recuperar presión. El condensador integra fricción/retornos ponderados por calidad y limita a cero únicamente el total final, sin convertir recuperación en fricción adicional. Su evaluación térmica sigue manteniendo saturación constante e informa la caída de temperatura de saturación implícita como diagnóstico.

Revise desglose, caída de saturación, avisos de velocidad e indicadores hidráulicos antes de aceptar potencia. Los modelos DX aleteados no resuelven altura gravitatoria ni toda la red de distribución. Estimaciones de accesorios y trayectoria gobernante no prueban reparto uniforme en circuitos desiguales, retorno de aceite, funcionamiento del distribuidor ni pérdida total instalada.

Agua fría, agua caliente y dry cooler comparten marcha por filas en contracorriente cruzada: aire en serie con mezcla entre filas, líquido entrando por la fila de salida del aire. Cada fila se divide a lo largo del recorrido líquido; un método de disparo busca la salida que reproduce la entrada especificada. Agua fría admite enfriamiento seco/húmedo; agua caliente y dry cooler mantienen razón de humedad constante con intercambio sensible seco.

El coeficiente líquido compartido es VDI/Gnielinski de flujo en desarrollo, no Nu = 3,66 en todo punto laminar: incluye entrada según longitud de tubo, régimen laminar hasta Re = 2300, interpolación hasta 10.000 y expresión turbulenta con Konakov. El auxiliar monofásico de refrigerante trata otra transición. Las pérdidas usan Churchill/Darcy, retornos y datos disponibles de trayectorias/accesorios; sin red explícita se añade la provisión heredada de entrada/salida.

Agua fría/caliente utilizan ajustes de agua/etilenglicol; dry cooler también permite propilenglicol. La concentración es porcentaje en masa, no volumen. Los ajustes limitan agua a 0,01–100 °C y concentración EG a 0–60%, además de límites térmicos de mezcla; limitar propiedades numéricamente no aprueba condiciones fuera del intervalo físico. Revise punto y margen de congelación del dry cooler.

Un dry cooler exige líquido más caliente que el aire ambiente entrante y no da enfriamiento evaporativo ni latente. Su solucionador balanceado busca caudal para potencia o salida objetivo y señala metas inalcanzables. En agua fría/caliente, approach_K está obsoleto y se ignora: la superficie procede de resistencias. La longitud del circuito ya incluye tubos en serie; no vuelva a multiplicar por passes.

El auxiliar bifásico actual emplea Domanski–Hermes con gradiente MSH cuando hay ambas viscosidades; cerca de los extremos líquido/vapor interpola hacia pérdidas monofásicas. Sin viscosidades recurre a K de fluido homogéneo equivalente. Sustituye la atribución antigua a Padilla y su fórmula con multiplicador de densidades; no promete un porcentaje fijo de pérdida de tubo recto.

La pérdida monofásica es K N_bends ρv²/2. Los K son 1,5 si R/Di ≤ 1,5, 1,0 hasta 2,5 y 0,7 por encima. Son supuestos, no datos certificados por accesorio. Domanski–Hermes procede de R-22/R-410A y rangos finitos de geometría/caudal; otros fluidos implican extrapolación de ingeniería.

Con datos de circuitado se usan longitudes y retornos derivados, no solo tubos totales divididos por circuitos. Las desigualdades generan avisos y estimaciones de trayectoria gobernante; la térmica sigue aproximada por circuito medio. Revise cada sistema y sus recorridos después de cambiar circuitos, tubos o conectores.

El vapor condensa dentro de tubos aleteados. La implementación toma el mayor coeficiente entre Chato estratificado y Shah promediado en calidad, iterando la diferencia térmica de película por fila; no usa la antigua constante Nusselt exterior ni un salto de régimen por Reynolds. La efectividad es ε = 1 − exp(−UA_row/C_air). MSH, retornos y cantidad de movimiento se acoplan a presión efectiva aproximadamente igual a entrada menos media pérdida.

La presión de entrada es manométrica, kPa respecto a la atmósfera local introducida. La tabla compartida procede de CoolProp 7.2.0, HEOS/IAPWS-95, entre 20–2000 kPa absolutos con interpolación lineal en presión. El motor exige entrada absoluta mayor que 20 y no superior a 2000 kPa; no es un rango manométrico ni un ajuste polinomial IF97.

El consumo es ṁ = Q/(h_fg + cp_liquid ΔT_sub), con conversión SI. Se supone vapor saturado seco; se incluye calor de subenfriamiento del condensado pero no su área separada. Incondensables y ensuciamiento son factores concentrados, no un modelo detallado de purgador/drenaje. SIZING busca la menor fila viable entre una y cuatro; si ninguna cumple potencia y pérdida, targetMet es falso. Revise convergencia y pressureDropLimited, incluida la guía de caída de saturación de 2 K.

Líquido/líquido combina Bell–Delaware en carcasa, correlaciones en tubos y ε–NTU consistente para potencia, salidas y factor F de DTML. La base es carcasa E; un paso de tubos usa contracorriente ideal y otras carcasas se aproximan a un paso E con avisos. F pequeño, geometría inválida o pérdidas excesivas exigen revisión.

Evaporación inundada usa Cooper en carcasa. La rama DX activa utiliza Gungor–Winterton en tubos, aunque existan auxiliares Chen; su ΔP refrigerante es solo fricción Lockhart–Martinelli, sin aceleración, retornos, distribuidor ni boquillas. La ocupación de circuitos es uniforme y debe verificarse con el recorrido mecánico.

El condensador es una evaluación UA isotérmica equivalente a saturación con película Nusselt/Kern y resistencia de pared iterada. No reparte áreas de desrecalentamiento/subenfriamiento. Potencia solicitada y salida de refrigeración son metas comparativas, no resultados impuestos. La ΔP de carcasa del condensador no se modela: 0 kPa es un marcador, pressureDropOK_shell es falso y no puede aprobarse dimensionamiento contra un límite de esa pérdida.

Shell & Tube usa base de saturación propia cuyos comentarios citan tablas ASHRAE/REFPROP, con interpolación lineal y límites de extremo; no la cubre el manifiesto CoolProp aleteado. No dispone de un manifiesto común de generación trazable para esta tabla separada. Dimensionamiento y comprobaciones mecánicas son ayudas, no certificación ASME/TEMA, aprobación de recipiente ni autorización de fabricación. El módulo tiene habilitación propia.

El manifiesto aleteado identifica CoolProp 7.2.0, backend HEOS y revisión git 98b3523d5daa98454618d381d2ae53f7471d216b. La publicación es mixta: fecha general 2026-10-14, archivos de 2026-08-30 o 2026-10-14, pasos de uno o dos grados, límites térmicos, filas y SHA-256 por archivo. Son tablas incluidas, no API CoolProp/REFPROP en vivo ni ajustes polinomiales REFPROP.

Se cargan 16 fluidos: R32, R410A, R134a, R22, R290, R1234yf, R404A, R507A, R407C, R1234ze(E), R717, R744, R600a, R1270, R123 y R245fa. Cada uno tiene rango propio; R744 termina en 28 °C de saturación y no ofrece gas cooler transcrítico. Estar en el catálogo no valida cualquier condición ni combinación de materiales.

La saturación interpola cúbicamente con cuatro puntos y linealmente cerca de bordes; el auxiliar genérico limita a extremos. Los motores DX rechazan saturación fuera de tabla o igual/superior a crítica. Las mallas de fase disponibles interpolan temperatura de saturación y diferencia de sobrecalentamiento/subenfriamiento. El condensador informa coolprop_grid o constant_cp_fallback; fuera del desplazamiento de malla prolonga la última pendiente entálpica y lo advierte.

Puede haber campos de burbuja/rocío en mezclas, pero los modelos DX aleteados no resuelven deslizamiento térmico por circuito. Procedencia no equivale a incertidumbre experimental del intercambiador. Vapor y Shell & Tube tienen fuentes distintas; no extienda el manifiesto a todos los módulos.

El balance mide consistencia numérica entre potencias. Varias marchas conservan energía por construcción: 0,00% no demuestra exactitud empírica, geometría correcta, meta lograda ni ΔP aceptable. Las pruebas internas de paridad/regresión comprueban software, no validación independiente de laboratorio ni clasificación certificada.

Los avisos de velocidad, aletas, Reynolds, humedad o desequilibrio son diagnósticos, no límites universales de código. La convergencia puede coexistir con una salida objetivo no alcanzada; lea targetMet y estados propios por separado. Una potencia devuelta tras una búsqueda fallida no es selección válida.

Los motores son iguales para todos los planes. Free no guarda proyectos ni exporta; Professional añade informes y vistas generales simples; Enterprise añade 3D general/batch y REST; detalle/archivos de fabricación y MCP requieren Manufacturer. Manufacturer también accede a REST. Shell & Tube tiene habilitación separada y los capítulos requieren datos reales. Un plan superior no certifica ni mejora exactitud de correlaciones.

1. Compruebe unidades, atmósfera local, tubos físicos, dimensiones aleteadas, fluido y fracción másica de glicol; luego entradas y aproximación térmica.
2. Ejecute RATING con geometría y caudales reales o la búsqueda específica disponible. Compare resultados alcanzados con la meta, no solo el dato introducido.
3. Lea convergencia, targetMet, fase, fracción húmeda, caída de saturación, margen de congelación y avisos. Investigue rangos inválidos o inviabilidad hidráulica antes de calibrar.
4. Revise presupuestos de presión de ventilador/bomba/refrigerante y circuitado; compare con fabricante o ensayos independientes a iguales condiciones. Registre supuestos, motor y procedencia.
5. Obtenga revisión profesional de presión, materiales, drenaje, retorno de aceite, seguridad y normativa antes de fabricar o instalar.

• Centro de documentación

Estas referencias identifican familias utilizadas y citadas en el código actual. Se mantienen simplificaciones, factores empíricos y límites; la bibliografía no prueba reproducción íntegra de publicaciones ni validación experimental independiente.

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