Torres de Enfriamiento

¿Cómo funciona una torre de refrigeración?

El funcionamiento de una torre de refrigeración se basa en los principios de la refrigeración evaporativa:

Las torres de refrigeración enfrían el agua caliente pulverizándola en forma de lluvia de gotas que caen en un entramado o relleno intercambiador (un conjunto de finas láminas de PVC colocadas de forma específica) donde se refrigeran por medio de una corriente de aire, que fluye en sentido contrario, cayendo el agua ya refrigerada a un depósito que la recoge y que, en su caso será distribuida por un circuito.

El aire entra por las aberturas inferiores que se encuentran por encima del depósito de agua y atraviesa la torre de abajo a arriba. Esta entrada de aire puede producirse de forma natural en las torres de tiro natural o de forma forzada a través de ventiladores estratégicamente colocados, tal y como explicaremos más adelante cuando hablemos de los tipos de torres que existen.

La transferencia de calor se produce cuando el agua (a mayor temperatura) y el aire (a menor temperatura) confluyen en el relleno de la torre, en el que tiene lugar el intercambio térmico entre los dos fluídos. Este relleno tiene la finalidad de aumentar la superficie y el tiempo de contacto entre el aire y el agua fomentando la eficiencia del enfriado. Al evaporarse, el agua toma el calor que necesita del resto del agua circulante, enfriándola.

En este proceso se evapora aproximadamente un 1% del caudal total de agua por cada 7 ºC de refrigeración. Este agua que sale de la torre evaporada es filtrada a través del llamado “separador de gotas”. Este es uno de los elementos más importantes para la seguridad de una torre de refrigeración, ya que evita el riesgo de que agua contaminada por la bacteria Legionella salga libremente al exterior.

El resto del agua refrigerada se deposita en una balsa que la envía a un circuito que empleará este agua refrigerada en distintas aplicaciones (climatización, unidades de tratamiento de aire, procesos industriales, etc.).

TIPOS DE TORRES DE ENFRIAMIENTO

Según su diseño, podemos encontrarnos distintos tipos de torres de refrigeración o enfriamiento. La diferencia fundamental entre unas y otras radica en la forma en la que intruducen el aire en la torre para refrigerar el agua, que puede ser de forma natural o forzada mediante ventiladores.

Torres de enfriamiento de tiro natural

El flujo del aire necesario se obtiene como resultado de la diferencia de densidades, entre el aire más frío del exterior y húmedo del interior de la torre. Utilizan chimeneas de gran altura para obtener el tiro deseado. Debido a las grandes dimensiones de estas torres se utilizan flujos de agua de más de 200.000gpm. Son muy utilizadas en las centrales térmicas.

Torre de enfriamiento de tiro inducido

En este tipo de torres, el aire se succiona mediante un ventilador situado en la parte superior de la torre. Son las más utilizadas porque resultan más eficientes que otros modelos.

Torres de tiro forzado

El aire es forzado por un ventilador situado en la parte inferior de la torre y se descarga por la parte superior. Este tipo de torres resultan menos eficientes ya que la velocidad de descarga es menor.

Torres de flujo cruzado

El aire entra por los lados de la torre fluyendo horizontalmente a través del agua que cae. Estas torres necesitan más aire y tienen un coste de operación más bajo que las torres a contracorriente.

Beneficios del uso de torres de refrigeración

: : beneficios del uso de
torres de refrigeración

El uso de torres de refrigeración u otros componentes que se basan en el enfriamiento evaporativo del agua, cuenta con numeroso beneficios si lo comparamos con otro tipo de sistemas de refrigeración que se basan en el uso de refrigerantes.

Algunos beneficios del enfriamiento evaporativo son:

Mayor ahorro energético

Requieren menor inversión que las condensadoras de aire

Tienen menor impacto ambiental

Menos impacto acústico

Principio de funcionamiento del enfriamiento evaporativo

El enfriamiento evaporativo es un proceso natural que utiliza el agua como refrigerante y que se aplica para transmitir a la atmósfera el calor excedente de diferentes procesos y máquinas térmicas. En él se basa el funcionamiento de diferentes equipos, entre ellos, los ya mencionados como son las torres de enfriamiento y los condensadores evaporativos, frecuentemente utilizados para la condensación del gas refrigerante en las instalaciones frigoríficas destinadas a diferentes aplicaciones: refrigeración industrial, comercial, aire acondicionado, calefacción (por bomba de calor), etc.

En estas instalaciones los equipos de enfriamiento evaporativo liberan el calor de condensación de las máquinas frigoríficas transfiriéndolo a la atmósfera mediante la evaporación de una reducida cantidad de agua. Este proceso se hace efectivo gracias al establecimiento de un contacto máximo y directo entre el agua en circulación y una corriente de aire mediante una sección (relleno, batería) con la que se intenta maximizar la superficie y tiempo de contacto entre dichos fluidos favoreciendo el intercambio de calor y masa entre ellos.

Los equipos de enfriamiento evaporativo, con independencia de cuales sean sus modalidades y características específicas, incorporan: una superficie de intercambio de calor y masa, humedecida mediante un dispositivo de distribución de agua, un sistema de ventilación (natural o forzada) encargado de favorecer y, en su caso, forzar el paso del aire ambiente a través de la sección de intercambio de calor y masa, y diferentes componentes auxiliares tales como la balsa colectora de agua, bomba de recirculación, eliminadores de gotas e instrumentos de control.

En el mercado existe una gran variedad de equipos de enfriamiento evaporativo que permiten a cualquier usuario elegir la combinación de rendimientos, disipación de energía y vida útil que mejor se ajuste a sus necesidades. Se trata de una amplia gama de productos de diferentes dimensiones que utilizan diversos materiales de construcción, con variadas disposiciones y tipos de ventiladores conforme a necesidades específicas y que incorporan los accesorios necesarios para su correcto funcionamiento.

Principales aplicaciones

Los equipos de enfriamiento evaporativo se utilizan para casi todas las aplicaciones industriales que requieren refrigeración en la medida que facilitan y optimizan muchos de los procesos y operaciones llevadas a cabo en la industria, incrementan el ahorro de energía y proporcionan otros importantes beneficios si se les compara con sus alternativas, todo ello con una interacción respetuosa con el medioambiente.

Por todo esto es importante la buena instalacion y consultar con personal idóneo para la colocación ya sea física y el calculo de los distintos condensadores para que el funcionamiento sea optimo asi que es importante hablar con técnicos con conocimientos .

Inversión más reducida

Las instalaciones frigoríficas que condensan con esta tecnología requieren una inversión menor en comparación con aquellas que condensen por aire y tengan que conseguir idénticas prestaciones.

Al disminuir la temperatura de condensación aumenta la producción frigorífica volumétrica. Lo cual significa que para producir el mismo efecto frigorífico se requieren componentes menos caros: un compresor menor, un motor eléctrico de accionamiento menor, un condensador menor, menos ventiladores (menor producción de ruido y menor coste de insonorización). Además estos equipos son de 4 a 5 veces menos voluminosos y pesados que los condensadores por aire lo cual abarata la estructura de soportación y su ubicación e incluso, a veces, la posibilitan.

Para producir el mismo efecto frigorífico se requerirá un valor absoluto de las puntas de demanda de energía eléctrica menor, lo que supone un ahorro de inversión en centrales generadoras y en las correspondientes líneas de distribución.

 

Por Carlos Alberto Arias
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