Dimensionamento aspirazione aria calda sorgente di calore

[shinobi9]

Buonasera,
avrei una domanda in merito alla seguente situazione:

un cliente industriale utilizza, in un ambiente da circa 400 mq (locale alto 5 metri) una macchina elettrica che produce una potenza termica enorme, 60 [kW].
Considerate che nell'usare quella macchina in inverno il locale si riscalda quasi solo con quella macchina ( ciò non mi sorprende dato che a spanne l'ambiente avrebbe bisogno intorno ai 100 kW di potenza termica).

Ovviamente la situazione diventa difficilmente sostenibile in inverno e non ne parliamo nelle mezze stagioni.

Il cliente avrebbe in mente di realizzare un impianto di aspirazione localizzato ( diciamo una o più cappe poste sopra alla macchina) per buttare fuori l'aria calda.

Volevo chiedervi che ne pensate e più che altro come dimensionereste l'impianto in termini di portata [mc/h] da aspirare. Io ho già fatto i miei conti ed ho dei risultati ( portata molto grande) ma evito di metterli ora perchè non vorrei condizionarvi e sono interessato a capire se approcciate il problema come me o meno.

Grazie

[NoNickName]

Che macchina è? E' canalizzabile? E' compartimentabile?

[shinobi9]

è un convertitore per carica e scarica delle batterie.
è una macchina mobile e non credo accettino di compartimentarla.

[Esa]

"una macchina elettrica che produce una potenza termica enorme, 60 kW ".
Forse questa è la potenza assorbita, ma solo una parte si trasforma in calore, spero. Altrimenti è una stufa elettrica.
Se carica delle batterie, potrà avere un rendimento del 50% ? O forse sbaglio?

[shinobi9]

Grazie Esa,

infatti ci sono rimasto male quando mi è stato detto.
Eppure parlando con un ingegnere dell'azienda mi ha parlato di 50-60 kW termici

Mi informerò meglio sul dato ma prendendo per ora come buoni questi 50-60 kW come dimensionereste l'impianto di aspirazione in termini di portata?
devo dire che a mio parere è un'applicazione abbastanza anomala..o almeno mi sembra.

[NoNickName]

è un convertitore per carica e scarica delle batterie.
è una macchina mobile e non credo accettino di compartimentarla.

Bisognerebbe capire com'è fatta. Inutile ventilare 2000mc di capannone, quando basterebbe estrarre l'aria calda dalla prossimità della macchina stessa. A meno che non si voglia farne il recupero di calore in inverno.

[Esa]

Immaginiamo 60 kW da smaltire. Se recuperi l'aria a 65°C (???), ti servono 5.000 mc/h circa

[shinobi9]

Si esatto bisogna smaltire i 60 kW aspirandoli in prossimità della macchina, infatti vi chidevo come dimensionereste la portata da aspirare in questa condizione. In sostanza è un impianto di aspirazione localizzato sopra alla macchina (magari con 1 o più cappe) che prende aria calda in prossimità della stessa e la butta all'esterno.

Solo che chiedevo come dimensionereste la portata da smaltire; il conto più banale ( che è quello che ho fatto) è di estrarre una quantità di aria che bilanci la potenza di 60 kW ovvero sempre la solita formula P=g*c*ro*deltaT
con P= 60 kW, g=portata di aria estratta (incognita di progetto).
Per quanto riguarda il "deltaT" credo che deve essere (Tm-Tamb) dove:
Tm=temperatura in prossimità della macchina,
Tamb=temperatura ambiente (esempio in estate 30 °C, non è climatizzato il luogo).

Applicare questa formula significa sostanzialmente dire che la portata che butto fuori (a Tm) è rimpiazzata dalla portata di aria a Tamb, e questo mi sembra sensato però sapere Tm mi pare abbastanza complicato dato che in prossimità della macchina si ha scambio di calore in tutte le forme.. come risolvereste??

[NoNickName]

Questo non è un processo di raffreddamento. E' un'estrazione. La portata può essere scelta a piacere. Non c'è nessun deltaT. L'aria estratta è rimpiazzata con aria esterna, e la potenza termica del pozzo freddo è infinita in questo caso. Come ti è stato detto da Esa, una portata ragionevole è di circa 2 voll/h, ma puoi salire anche a 4-5 voll/h

[shinobi9]

Ok ma rimpiazzata con aria esterna pure se il sistema è di estrazione, intendi dire che per depressione viene richiamata aria da fuori? e se la macchina si fa funzionare a porte e finestre chiuse? e poi a "piacere" come la scegli la portata? scusa le domande è solo per capire

[NoNickName]

Ok ma rimpiazzata con aria esterna pure se il sistema è di estrazione, intendi dire che per depressione viene richiamata aria da fuori?

E da dove sennò?

e se la macchina si fa funzionare a porte e finestre chiuse?

Devi tenerle chiuse le porte e le finestre. L'aria di ricambio deve entrare da una ripresa appositamente realizzata.
Se l'aria diviene ricircolata e non hai ripresa di aria esterna, a questo punto ti ci vuole un chiller da 60kW e un'UTA da 60kW.

e poi a "piacere" come la scegli la portata? scusa le domande è solo per capire

da 2 a 4 volumi/ora, come scritto ora sopra.

[Esa]

Ma il cliente, quanto è disposto a pagare per l'impianto? Prova a dirgli che gli costa 15.000 euro e poi vedi come reagisce,
Se pensa di spendere 2/3.000 euro, lascia perdere. meglio si rivolga ad un installatore che gli sistema (forse) un paio di ventilatori elicoidali sulle finestre.

[NoNickName]

un paio di ventilatori elicoidali sulle finestre.

Esatto, come nelle porcilaie.

[shinobi9]

Ok grazie mille,
sempre per capire meglio, in un impianto tipo quello che ho messo sotto che ho trovato in internet non vedo un canale di ripresa apposito. Come è stato concepito secondo voi? perchè assomiglia a quello che mi servirebbe. Poi mi fido ma mi lascia un pò perplesso il fatto che vada dimensionato a 2-4 vol/h senza formule applicabili

Per esempio se prevedo una ripresa di aria esterna e immagino che sia estate ( caso per cui mi serve di estrarre più aria nella mia ipotesi di calcolo):
Tm=60°C ( resta il fatto che non so come calcolarla)
Test=30°C
applico la formula di prima ovvero 60 kW=g*c*ro*(60-30) ovvero g=60/(g*c*ro*30)=1.624 [m3/s]=5848[mc/h]=2.9 [vol/h].
è troppo lontana dalla realtà??

[NoNickName]

Come sia stato concepito non lo so, ma il fatto che la ripresa non sia nella foto non significa che non ci sia.

Cmq una ripresa di aria esterna da 5800 mc/h, mantenendo una velocità di 2.5 metri/s, 1.61mc/s / 2.5m/s = 0.64 m2.

[shinobi9]

Ok grazie mille!
ultima domanda: se dovessi ragionare in un impianto simile a quello il canale di ripresa sarebbe giusto posizionarlo sempre in prossimità delle zone di aspirazione e in basso? lo dico perchè mi viene in mente che così facendo si faciliti la circolazione di aria esterna! grazie

[NoNickName]

Direi di sì, ma avevi detto che la macchina è mobile. Se è veramente mobile, mal si accoppia con un impianto di ripresa e estrazione fisso.

[iltubo]

Potresti valutare anche un raffrescatore adiabatico, sempre considerando la compatibilità di cosa altro c'è nel capannone, i costi e l'impegno di una corretta manutenzione e dell'impianto in sè