¿Qué son las torres de refrigeración industriales?
Las torres de refrigeración son dispositivos de rechazo de calor que utilizan el proceso de enfriamiento evaporativo para transferir el calor residual a la atmósfera.
El calor residual entra en una torre de refrigeración en forma de agua caliente y se bombea al sistema de distribución de agua situado sobre el fluido refrigerante. El agua se distribuye a lo largo de la torre, mientras que simultáneamente se introduce aire. La mezcla de aire y agua provoca la evaporación de una pequeña porción de agua, absorbiendo calor. Este calor se transfiere al aire, que se extrae por la parte superior de la torre y se expulsa a la atmósfera. El agua fría resultante recircula a través de la fuente de calor en un ciclo continuo.
Existen dos tipos de torres de refrigeración: flujo transversal y contracorriente.
Torres de refrigeración de flujo cruzado
En un diseño de torre de flujo cruzado, el flujo de aire es perpendicular al flujo de agua. A medida que el agua se distribuye y fluye hacia abajo a través del relleno, el aire fluye horizontalmente a través del mismo.
- Las torres de flujo cruzado ocupan menos espacio físico que las torres de flujo a contracorriente de la misma capacidad, lo que las hace ventajosas para emplazamientos con espacio limitado.
- La sección de plenum abierta de una torre de flujo cruzado permite un acceso más fácil para la inspección y el mantenimiento.
- Las torres de flujo cruzado utilizan un sistema de distribución de agua por gravedad.
Torres de refrigeración de contraflujo
En un diseño de torre de flujo a contracorriente, el aire y el agua fluyen en paralelo, en direcciones verticales opuestas. El aire entra en la torre a través de las entradas de aire y asciende verticalmente, mientras que el agua se pulveriza a través de boquillas en la parte superior de la torre y luego fluye hacia abajo a través del relleno.
- Las torres de bombeo a contracorriente son más comunes que las de flujo cruzado debido a que presentan la ventaja de menores costos de bombeo. Esto se debe a que, generalmente, el agua se bombea a una altura menor que en las torres de flujo cruzado de tamaño similar.
- Las torres de contracorriente ofrecen un proceso de intercambio de calor más eficiente, ya que existe un mayor tiempo de contacto entre los fluidos opuestos (aire y agua).
- Las torres de contracorriente disponen de una amplia variedad de opciones de relleno para garantizar un equilibrio óptimo entre el rendimiento térmico y el riesgo de ensuciamiento.
Torres de refrigeración de tiro natural frente a las de tiro mecánico
Las torres también se pueden clasificar como corriente natural o tiro mecánico.
Las torres de tiro natural permiten la circulación del aire por convección natural. El aire fluye a través de la torre porque, al calentarse y humedecerse, asciende naturalmente por encima del aire exterior más frío que se introduce. Para generar el flujo de aire necesario, las torres de refrigeración de tiro natural requieren chimeneas altas que creen la corriente de aire requerida.
Las torres de tiro mecánico funcionan de forma similar, pero utilizan ventiladores para generar el flujo de aire necesario. Por este motivo, suelen ser más pequeñas que las torres de tiro natural, pero aumentan los costes operativos.
También existen torres con sistema de mitigación de humo que combinan el enfriamiento evaporativo con intercambiadores de calor secos para reducir la visibilidad del humo (vapor) en áreas donde este podría generar problemas de seguridad o resultar estéticamente desagradable.
Relleno para torres de refrigeración
Para mejorar la transferencia de calor y la eficiencia de la torre, se instala un material de relleno en su interior para aumentar la superficie de contacto, así como el tiempo de contacto, entre el aire y el agua (permitiendo que se evapore una mayor cantidad del calor residual). Existen tres tipos de rellenos: película, chorritoy chapoteo.
- La película llena provocan que el agua se extienda formando una película delgada, exponiendo una gran cantidad de superficie en un volumen muy compacto.
- El goteo llena Crear una fina película de agua a lo largo de los numerosos filamentos delgados del paquete para maximizar la refrigeración en aplicaciones con agua de mala calidad.
- Los rellenos contra salpicaduras Rompe el agua que cae en pequeñas gotas, exponiendo continuamente más agua al flujo de aire.
Eliminadores de deriva para torres de refrigeración
Eliminadores de derrape Los eliminadores de gotas eliminan las pequeñas gotas de agua que se arrastran en el aire de salida para minimizar las molestias y los problemas de salud que crean si se permite que escapen por la parte superior de la torre junto con el aire calentado. Los eliminadores de gotas están diseñados para crear una trayectoria tortuosa para la corriente de aire. Cuando las gotas de agua se mueven a través de ellos, se ven obligadas a cambiar de dirección e impactar contra las paredes laterales del eliminador de gotas, coalesciendo y escurriendo de nuevo hacia la sección húmeda de la torre de refrigeración.
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