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Información sobre Torres de Refrigeración



INTRODUCCIÓN TORRES DE REFRIGERACIÓN


La maquinaria y los procesos industriales, así como aquellos procesos dirigidos a mejorar nuestro bienestar, producen grandes cantidades de calor que deben ser retiradas de forma continua para que estos procesos puedan seguir operando de forma eficiente. A pesar de que normalmente este calor es transferido a una fuente de agua fría, el rechazo final es siempre a la atmósfera, lo cual se logra mediante alguna forma de intercambio de calor.
El proceso natural de evaporación hace que las torres de refrigeración sean un medio muy efectivo para la transferencia de calor, a pesar de las ineficiencias debidas a su limitada área superficial y su dependencia del viento.
TIPOS DE TORRES DE REFRIGERACIÓN
Las torres de refrigeración están diseñadas y fabricadas en varios tipos:


1.    ATMOSFÉRICAS


2.    TIRO MECÁNICO

      a. TIRO FORZADO b. TIRO INDUCIDO


3.    TIRO HÍBRIDO


4.    CLASIFICACIÓN SEGÚN FLUJO DE AIRE

      a. FLUJO CONTRACORRIENTE
      b. FLUJO CRUZADO
      a.1 DOBLE FLUJO
      a.2 FLUJO SENCILLO
      c. LLENADO POR SPRAY


5.    CLASIFICACIÓN SEGÚN CONSTRUCCIÓN

      a. MONTAJE EN CAMPO
      b. PRE-FABRICADAS


6.    CLASIFICACIÓN SEGÚN FORMA

      a. RECTILÍNEAS
      b. CIRCULARES DE TIRO MECÁNICO (RMD)


7.    CLASIFICACIÓN SEGÚN MÉTODO DE TRANSFERENCIA DE CALOR

      a. EVAPORADOR
      b. TORRE SECA
      c. REDUCCIÓN DE HUMEDAD
      d. CONSERVACIÓN DE AGUA


1.    ATMOSFÉRICAS
Las torres de refrigeración atmosféricas no utilizan sistema de ventilación mecánico para crear un flujo de aire a través de la torre. El aire proviene de un flujo de inducción natural, que se consigue mediante un spray de presión.
Esto se muestra en la siguiente imagen:
 


2.    TIRO MECÁNICO
Las torres de tiro mecánico emplean ventiladores (uno o más) para mover grandes cantidades de aire a través de la torre. Hay dos tipos diferentes:
•    Torres de refrigeración de tiro forzado
•    Torres de refrigeración de tiro inducido
El flujo de aire en cualquiera de los dos tipos de torre puede ser de tipo cruzado o contracorriente con respecto al descenso del agua. Si el flujo es cruzado, el aire fluye horizontalmente mientras que en contracorriente el aire fluye en dirección opuesta al descenso del agua.
Las torres que operan a contracorriente tienen menor diámetro que las que operan en flujo cruzado, aunque la altura es mayor para la misma capacidad. Las ventajas principales de las torres de flujo cruzado son la baja caída de presión en relación a su capacidad y la menor potencia de ventilación necesaria, lo que se traduce en un menor coste energético.
Todas las torres mecánicas deben estar situadas de tal forma que el aire de descarga se difunda libremente sin recirculación a lo largo de la torre, para que de esta manera las entradas de aire no estén restringidas. Las torres de refrigeración deben colocarse lo más cerca posible del sistema de refrigeración al que sirven, pero nunca debajo, para permitir que el agua del condensador se drene fuera del sistema a través de la cubeta de la torre cuando el sistema esté apagado.


TIRO FORZADO
La torre de tiro forzado, mostrada en la figura, tiene el ventilador, la bandeja y la tubería ubicadas dentro de la estructura de la torre. En este modelo, el ventilador está ubicado en la base. No hay paredes exteriores con rejilla. En su lugar, el marco estructural de acero o madera está cubierto con paneles de aluminio, acero galvanizado o tablas de cemento de asbesto.
 
Durante la operación, el ventilador empuja aire a baja velocidad horizontalmente a través del relleno de la torre, y después verticalmente contra el flujo descendente de agua que fluye a ambos lados del ventilador. Los eliminadores de rocío ubicados en la parte superior de la torre eliminan el agua que es arrastrada con el aire. La vibración y el ruido son mínimos ya que el equipo rotatorio está construido sobre una base sólida. Los ventiladores trabajan principalmente con aire seco, minimizando problemas de erosión y condensación de agua.
TIRO INDUCIDO
La torre de tiro inducido que se muestra en la figura tiene uno o más ventiladores, ubicados en la parte superior. Estos ventiladores atraen el aire hacia arriba, en contra del flujo descendiente de agua que fluye alrededor de la cubierta de madera. Como el flujo de aire es opuesto al flujo de agua, el agua a menor temperatura de la parte inferior está en contacto con el aire más seco, mientras que el agua a mayor temperatura de la parte superior está en contacto con el aire más húmedo. Esto hace que la transferencia sea más eficiente.


 
3.    TIRO HÍBRIDO
Las torres de tiro híbrido están equipadas con ventiladores de tiro mecánico para aumentar el flujo de aire. Por lo tanto, también se pueden denominar torres de tiro natural con ventilador asistido. El objetivo de este diseño es minimizar la potencia requerida para mover el aire con el menor impacto posible en el coste del equipo. Si el diseño es el adecuado, solo sería necesario utilizar los ventiladores en periodos de máxima demanda.


 4.    CLASIFICACIÓN SEGÚN FLUJO DE AIRE
Las torres de refrigeración se dividen en los siguientes grupos en función del flujo:
a.    FLUJO CONTRACORRIENTE:
En las torres de flujo a contracorriente, el aire se mueve verticalmente hacia arriba atravesando la torre, opuesto al flujo descendente de agua. En estas torres son necesarias numerosas fases de admisión y descarga y el uso de sistemas de spray de alta presión. Además, las pérdidas de presión son generalmente más elevadas. Es por esto que algunas de las pequeñas torres que operan en contracorriente tienen mayor altura, requieren más cabezal de bomba y utilizan más potencia de ventilación que las torres equivalentes de flujo cruzado. Sin embargo, en torres de mayor tamaño, la situación entre los dos tipos de torre está más igualado debido al uso de sistemas de distribución relacionados con baja presión y gravedad, la disponibilidad de amplias áreas para la carga de aire y los espacios para tratar el aire. Además, debido a su diseño, la exposición del agua dentro de estas torres a la luz solar está limitada, lo que retrasa la producción de algas.


b.    FLUJO CRUZADO:
Las torres de flujo cruzado tienen una configuración de llenado a través de la cual el aire fluye de forma horizontal, atravesando el flujo descendente de agua. El agua que debe ser enfriada es suministrada a los tanques de entrada de agua caliente situados en la parte superior de las áreas de llenado, y es distribuida por gravedad a través de orificios de medición en la parte inferior de dichos tanques.


Las torres de flujo cruzado se pueden dividir en dos grupos:
-DOBLE FLUJO:
En este tipo de torres el ventilador induce aire a través de dos entradas y a lo largo de dos lechos de relleno.


-FLUJO SENCILLO:
Este tipo de torre solo tiene una entrada de aire y un lecho de relleno, quedando los otros tres lados de la torre cubiertos. Las torres de flujo sencillo se utilizan principalmente en ubicaciones en las cuales las corrientes de aire están disponibles únicamente en una dirección.


c.    LLENADO POR SPRAY:
Este tipo de torres no tiene una superficie para el intercambio de calor, si no que depende únicamente de la dispersión de agua proporcionada por el sistema de distribución para promover la máxima relación agua-aire.

 
5.    CLASIFICACIÓN SEGÚN CONSTRUCCIÓN
Según su construcción, las torres de refrigeración se dividen en dos grupos:
o    Montaje en campo
o    Pre-fabricadas
MONTAJE EN CAMPO:
Las torres de refrigeración de montaje en campo son aquellas en las que la actividad principal de construcción ocurre en el lugar en el que van a ser usadas. Todas las torres de gran tamaño y muchas de las de menor tamaño son prefabricadas y enviadas al lugar de uso donde generalmente el fabricante realiza el montaje final.
PRE-FABRICADAS:
Las torres de refrigeración pre-fabricadas se someten a un montaje virtualmente completo en su punto de fabricación y se envían al lugar de uso en el menor número de piezas que sea posible.


6.    CLASIFICACIÓN SEGÚN FORMA
Hay dos tipos diferente de torre según la forma:
RECTILÍNEAS:
Estas torres se construyen en forma celular, aumentando de forma lineal la longitud y el número de células necesarias para lograr un rendimiento térmico específico.


CIRCULARES DE TIPO MECÁNICO:
Estas torres, tal y como su nombre implica, son esencialmente redondas sobre el plano, con los ventiladores agrupados lo más cerca posible del punto central de la torre. Las torres de varias caras, como las torres octogonales de tiro mecánico (OMD) también se incluyen en la clasificación general de torres circulares.


 
7.    CLASIFICACIÓN SEGÚN MÉTODO DE TRANSFERENCIA DE CALOR
Todas las torres de refrigeración descritas previamente son de tipo evaporador, ya que la refrigeración se lleva a cabo mediante la evaporación que ocurre al poner en contacto directo aire y agua. En el otro extremo se encuentran las “Torres Secas” en las cuales no se produce contacto directo entre aire y agua, debido a la completa utilización de las secciones secas de la bobina de la superficie. Por lo tanto, el agua se enfría debido a la transferencia de calor sensible.
Entre estos extremos se encuentras las torres de reducción de humedad y las de conservación de agua, en las cuales se introducen porciones progresivamente mayores de secciones de bobina seca para aliviar problemas específicos o para cumplir con requisitos concretos.
Aquí puede encontrar más información sobre los efectos de la contaminación térmica


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