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Calculadoras de intercambiadores

Serpentín de agua fría: entradas, rendimiento y diagnóstico

Evalúe un serpentín definido en el CHW actual, interprete el enfriamiento seco/húmedo y compárelo con la carga requerida.

Revisado el

1. Qué hace la calculadora actual

Abra /chw y defina aire de entrada, caudal y temperatura de entrada del agua, geometría y circuitado. Calcular evalúa esa configuración y abre Resultados. Temperatura de retorno del agua, estado del aire de salida, capacidad y pérdidas de presión son resultados.

El formulario y el esquema CHW actuales no tienen selector RATING/SIZING, campo de capacidad objetivo ni búsqueda automática de filas, anchura o tubos por fila. Para alcanzar una carga, modifique una configuración definida y recalcule; el objetivo es una comparación de ingeniería, no una entrada del solver.

El modelo v6 recorre las filas en flujo cruzado a contracorriente: el aire atraviesa filas sucesivas y el agua entra en la fila de salida del aire. Resuelve el comportamiento seco/húmedo de la superficie y la eficiencia de aleta. Es una estimación, no certificación de laboratorio ni autorización de fabricación.

  1. Confirme las unidades en Configuración e introduzca el punto operativo real; los ejemplos no son requisitos de diseño.
  2. Seleccione patrón de tubos y materiales; defina tubos por fila, anchura, filas, densidad de aletas y circuitos.
  3. Revise el circuitado, calcule y lea conjuntamente capacidad, humedad de salida, pérdidas, convergencia y notas.
  4. Recalcule tras cambiar entradas o recorrido. Un resultado antiguo no vale para una firma SI diferente.

2. Entradas del aire y unidades

Introduzca caudal volumétrico de aire, temperatura de bulbo seco de entrada, humedad relativa y altitud. La página usa HR, no una entrada de bulbo húmedo. Introduzca HR en 0–100%; el solver recibe una fracción de 0 a 1. La altitud determina la presión atmosférica y afecta psicrometría y densidad.

Los controles siguen las preferencias globales. Lea cada unidad: m³/h y m³/s son bases distintas, y una diferencia de temperatura no es temperatura absoluta. Internamente se usan m³/s, °C y Pa. La franja informativa muestra presión atmosférica y humedad absoluta.

  • Use el estado del aire a la entrada del serpentín, incluyendo la mezcla o ganancia térmica previa ya representada en ese estado.
  • El caudal debe ser positivo y el agua debe entrar más fría que el aire.
  • Una cara física menor con el mismo caudal eleva la velocidad frontal. Compruebe drenaje, arrastre, ruido y ventilador; la calculadora no dimensiona bandeja ni ventilador.

3. Caudal de agua y etilenglicol

Elija Mass Flow o Volumetric Flow y rellene el campo activo. El caudal másico puede mostrarse en kg/h o kg/s; el volumétrico en m³/h o L/s, según preferencias. Ambos modos entregan caudal másico positivo en kg/s al solver. Cambiar el selector no garantiza que los dos valores almacenados sean equivalentes: revise el nuevo campo activo.

En modo volumétrico, caudal másico = caudal volumétrico × densidad. La función compartida de dimensionamiento hidrónico evalúa densidad a la temperatura de entrada y concentración de glicol, antes del cálculo. Esta conversión de diseño también alimenta el contexto de red/colectores; no usa densidad de salida ni temperatura media resuelta.

La concentración es 0–60% de etilenglicol en masa; 0% significa agua. CHW no tiene selector de propilenglicol. No introduzca porcentaje volumétrico ni suponga una penalización fija de capacidad. La correlación local modifica densidad, calor específico, viscosidad y conductividad, afectando transferencia térmica y ΔP.

Introduzca solo temperatura de entrada del agua. Retorno y ΔT son resultados, no un par impuesto. Las rutinas limitan temperatura del agua pura a 0,01–100°C y de mezcla EG a −30–100°C; concentración a 0–60%. Este límite numérico no autoriza congelación, ebullición ni funcionamiento en toda la gama. Verifique datos del proveedor y margen anticongelación por separado.

4. Geometría y recorrido hidráulico

El patrón de tubos aporta diámetro exterior, pared y pasos transversal/longitudinal. Seleccione materiales de las listas reales. Introduzca tubos físicos por fila, anchura aleteada, filas, densidad y tipo de aleta (plain, wavy, louver o slit). Altura aleteada = tubos por fila × paso transversal; los márgenes de carcasa o colectores no añaden tubos térmicos.

El formulario muestra 1–100 tubos por fila, 1–12 filas, 1–50 circuitos y 1–8 pasos. Estos rangos de control no garantizan fabricación. La densidad se guarda en FPI aunque el control muestre paso entre aletas. El contrato guardado también incluye espesor de aleta y relación de área libre; el formulario CHW estándar no los expone como controles editables separados.

Revise el recorrido antes de calcular. Una red canónica inválida bloquea Calcular y lleva al circuitado. Con red válida se entregan sus trayectorias hidráulicas al cálculo. El ΔP del agua incluye recorrido gobernante de tubos, retornos y accesorios representados, no todo el circuito instalado de la bomba.

El campo heredado de pasos permanece visible, pero v6 no vuelve a multiplicar la longitud por pasos. El recorrido sigue los tubos en serie y el trazado aportado. Más circuitos paralelos pueden reducir velocidad y ΔP, pero también transferencia térmica del agua; recalcule capacidad.

5. Calibración y límites del modelo

La sección plegada de calibración expone C_air y C_w como multiplicadores de transferencia, además de f_fouling y f_maldistribution. Estos son factores adimensionales de área activa, no resistencias en m²·K/W. En v6 se limitan a 0,5–1 y reducen área sin eliminar caudal másico de agua. Use datos justificados, no ajustes solo para alcanzar el objetivo.

approach_K se conserva para proyectos antiguos, se ha retirado del formulario y v6 lo ignora. La temperatura superficial se resuelve desde la red de resistencias; cambiar ese valor no impone una aproximación del aire de salida.

El lado del aire usa una correlación de aleta plana con factores empíricos para otras aletas, no una correlación validada individualmente para cada perfil. El lado del agua contempla regímenes laminar, transicional y turbulento. Las propiedades de glicol son correlaciones locales; esta ruta CHW no consulta un servicio CoolProp o REFPROP en vivo.

6. Interpretar operación seca/húmeda

Capacidad total = sensible + latente. SHR = sensible / total; el panel lo muestra como porcentaje y el solver como fracción 0–1. En operación seca no cambia la razón de humedad, no hay condensado y SHR es 1. Un serpentín húmedo puede condensar solo en parte de su superficie; las notas indican fracción húmeda, carga latente y condensado.

La condensación depende de la superficie resuelta frente al punto de rocío, no de un modo manual. Revise temperatura, HR y punto de rocío de salida juntos. Una HR elevada por sí sola no prueba deshumidificación suficiente. Si el aire mezclado de salida queda ligeramente sobresaturado, el solver avisa de niebla y limita HR reportada al 100%; no es un modelo detallado de niebla o transporte de gotas.

Se muestran retorno y ΔT del agua, ΔP de aire y agua, velocidad frontal, coeficientes térmicos, U global, eficiencia de aleta, residuo energético y convergencia/régimen. La presentación sigue sus unidades. Internamente: capacidad W, condensado kg/s, ΔP del aire Pa y del agua kPa; las notas pueden citar kW o kg/h explícitamente. No compare unidades distintas.

El ΔP del aire húmedo añade un 30% sobre la fracción húmeda a la estimación seca; las notas muestran valor seco y fracción. Considere pérdidas y condensado como estimaciones y verifique márgenes de ventilador, bomba y drenaje aparte.

7. Acercarse a la carga requerida

La nota oversized indica que el aire calculado sale cerca de la temperatura de entrada del agua según el criterio del solver. No demuestra un óptimo, reserva garantizada ni selección automática.

  1. Defina fuera de la calculadora carga total y sensible, humedad de salida requerida, pérdidas permitidas y condiciones de agua disponibles.
  2. Calcule la geometría candidata en esas condiciones. Compare carga total y SHR: cumplir capacidad total no garantiza deshumidificación ni temperatura de impulsión.
  3. Si velocidad o ΔP del aire son excesivos, revise cara, filas y densidad de aletas. Para velocidad o ΔP de agua excesivos, revise circuitos, caudal y patrón de tubos. Cambie una hipótesis cada vez y recalcule.
  4. Compare retorno y ΔT nuevos con la central real. No convierta el retorno deseado en una supuesta entrada CHW.
  5. Conserve el candidato verificado con sus entradas y avisos exactos. Revise recorrido y rendimiento después de aplicar una propuesta de circuitado; cambiar el dibujo no genera un resultado térmico nuevo.

8. Diagnóstico y comprobaciones

Lea el panel de decisión y las notas del motor. Usan reglas diferentes; un aviso pide revisión, no establece un límite universal de aceptación. La tabla recoge disparadores actuales de las notas en SI.

  • Si desaparecen los resultados tras editar, recalcule: los resultados obsoletos se invalidan deliberadamente.
  • Revise bomba y ventilador en el sistema real. La estimación hidráulica no certifica resistencia a erosión, ΔP total del sistema ni integridad a presión.
CondiciónQué comprobar
Velocidad del agua >3,0 o <0,3 m/s; Reynolds <4000Unidades del caudal activo, glicol, diámetro y circuitos. Baja velocidad y alta viscosidad reducen el coeficiente térmico.
ΔP del aire >250 Pa; ΔT del agua <1 KCapacidad del ventilador y estrategia de caudal de la central; más agua no siempre resuelve falta de carga.
Velocidad frontal >3,5 o <1,0 m/sCaudal volumétrico y cara física; arrastre o transferencia débil.
FPI >16 o <8; filas >8; menos de 3 tubos en alturaDrenaje, resistencia del aire y adecuación geométrica, sin aplicar una gama preferida genérica.
No convergencia o salida mezclada sobresaturadaPunto operativo y unidades. No libere un diseño con avisos sin resolver.
Circuitado o número de circuitos inválidoCorrija la red; los circuitos deben estar entre uno y el total físico de tubos.

9. Planes, informes y entrega

Free usa el mismo motor CHW, sujeto a límites de uso actuales, sin guardado ni exportaciones. Professional añade proyectos, exportaciones de rendimiento/datos y vista 2D general sencilla. Enterprise añade 3D general, lotes y REST. Detalles de fabricación, archivos productivos y MCP requieren Manufacturer; REST corresponde a Enterprise y Manufacturer.

Use Cálculo, Resultados, Dibujo 2D, 3D, Producción, Informe, Archivos y Coste según acceso. Full Report incluye rendimiento y dimensiones sencillas en Professional; Enterprise añade coste del serpentín con BOM real disponible; Manufacturer puede incluir capítulos disponibles de conjunto, circuitado, colectores, coste y fabricación. Se informan datos ausentes o geometrías no admitidas, sin inventarlos. El PDF no incorpora STEP/DXF como CAD de fabricación.

Para entregar, recalcule entradas actuales, revise avisos e idioma, unidades e identidad/logo de Empresa. El coste es estimativo con precios aportados o predeterminados identificados, no una oferta del proveedor. Un dimensional no verifica presión de diseño, procedimiento de unión, conformidad de materiales ni autorización de fabricación.

Las funciones documentadas dependen de la suscripción y de los datos disponibles en el cálculo. Un plano dimensional no constituye una autorización de fabricación.

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