Intercoolers:

Intercoolers son intercambiadores de calor montados entre un turbocargador y la entrada de aire en un motor. Un intercooler es también un intercambiador de calor pero esta usualmente localizado entre dos compresores en un sistema de toma multi etapas, o inmediatamente después de una unidad simple de compresión.

Los intercoolers caen dentro de la categoría de enfriadores de carga de aire.

Turbo cargadores y súper cargadores son en realidad compresores de aire. Turbo cargadores (turbos) funcionan por presión de la combustión y los súper cargadores (sopladores) funcionan por el movimiento de una correa. Los gases en el aire se clasifican como fluidos de baja densidad. Cuando el aire se comprime, su energía y densidad aumentan. Pero la compresión del aire también produce un calor no deseado, que en realidad reduce la densidad de la carga de aire. Esta es la razón por la que los intercoolers son importantes. Ambos están diseñados para reducir la temperatura de la carga de aire y mantener la densidad en la toma de aire.

Los primeros intercoolers fueron usados en carros de carrera no mucho después del comienzo del siglo XX. Estos viejos diseños no eran mas que simples salientes metálicas que estaban unidas a los tubos de entrada de aire.

Durante la Segunda Guerra Mundial, los intercoolers fueron usados con mucho éxito en aviones. Este fue un periodo de avances significativos en el enfriamiento de supercargas y cargas de aire.

El enfriamiento a través de intercoolers siguió a los supercargadores en autos de alta performance y carros de carrera, aviones y lanchas de carrera, mientras los entusiastas buscaban mas poder y performance en un paquete relativamente compacto. Era un reto  que venia con el alcanzar caballos de fuerza extras-y como enfriar el aire comprimido de entrada. Cuando el aire caliente corre a través de un intercooler tipo, aire-aire, la fuerza de la presión inicial es reducida por la perdida de fricción asociada con el paso del aire a través de los tubos de entrada y el intercooler. Esta caída en la potencia de presión inicial evita el nivel esperado de la performance.

En un tiempo los ingenieros de diseño focalizaban esfuerzos en la caída de la potencia de la presión inicial y en mejorar la eficiencia de los súper cargadores, con la esperanza de eliminar los intercoolers.

En un esfuerzo para minimizar las perdidas por fricción y las reducciones de presión mientras el aire cargado pasa por el intercooler, motores supercargados de alta performance eran diseñados con enfriadores aire – a – agua, en lugar de aire – a – aire. Se probo que el agua era de 8 a 9 veces mejor conductora que el aire en cuanto a se refiere a transferencia de calor. Este hecho permitió el desarrollo de intercoolers mas pequeños y la eliminación de tubos y ductos de entrada alargados.

¿Cuál es mejor?

Sistemas aire a aire son diseñados para dirigir cargas de aire de la salida del turbo, a través de ductos de goma en forma de codos de 90 y 45 grados, hacia un intercambiador de calor montado frente al radiador y luego regresado a través de mas tubos y codos a la cámara del motor. Toda esta tubería contribuye a perdidas por fricción, reducción de la presión y una densidad de aire mas baja.

Este tipo de sistema esta también sujeto al calor por convección, generado por otros componentes bajo estas condiciones.

Finalmente, un motor turbo cargado con un enfriador aire a aire puede perder mas del 40% de la presión inicial, una perdida neta en la densidad del aire de entrada.

Considerando que los enfriadores aire-a-agua son mas pequeños y pueden ser montados en una vía mas pequeña entre el súper cargador  y la cámara de entrada del motor, la fuente  externa de aire para enfriamiento y las perdidas por fricción son casi completamente eliminadas. El montaje de un enfriador aire a agua en una vía directa entre la fuente de aire cargado, mantiene casi toda la presión inicial y ofrece una carga de aire que es mucho más densa.

Sistemas aire a agua usan un intercambiador de calor adicional localizado al frente del radiador en la vía del aire frío. En este punto esto es en realidad un sistema aire a agua a aire. El agua que circula a través del intercambiador primario absorbe el calor del aire comprimido. El agua es entonces dirigida a un reservorio, a través del Segundo intercambiador (similar a un pequeño radiador), enfriada por flujo de aire  y luego retornada al intercooler, lista para absorber calor nuevamente.

Este sistema es totalmente separado del sistema de enfriamiento del motor y es muy eficiente en el enfriamiento continuo del agua y la carga de aire.

En un intercooler sistema aire a agua, el intercambiador de calor secundario puede también estar montado en una ubicación alejada y obtener flujo de aire para enfriar, de un ventilador eléctrico controlado por un switch termostático. Este montaje en una ubicación mas alejada permite un flujo sin obstrucciones por el radiador y el condensador de aire acondicionado y también asegura un mejor enfriamiento del circuito del intercooler.

En resumen, sistemas aire a agua de intercoolers, para aplicaciones de alta performance, ofrecen mejor enfriamiento de la carga de aire que los sistemas aire a aire con mas de un 80% de eficiencia. Hay también una enorme reducción en la perdida de presión causada por fricción. Sistemas aire a agua también ayudan al enfriamiento del motor mediante el uso de intercambiadores de calor secundarios montados a distancia. Estos sistemas también ofrecen gran performance en carretera. El aumento de potencia expresada en caballos de fuerza puede subir desde 20 hp a 120 hp, dependiendo del sistema especifico de aplicación.