Torre de enfriamiento

¿Qué es una torre de enfriamiento?

También conocida como torre de refrigeración, es una maquina térmica especializado que utiliza el enfriamiento evaporativo para eliminar el calor de un proceso o edificio.  Funciona exponiendo agua caliente a un flujo de aire, lo que causa que una porción del agua se evapore, dicha evaporación toma energía térmica del agua restante, enfriándola. 

Es importante el agua, en un torre de enfriamiento?

 El agua que ha sido calentada por un proceso industrial o en un condensador de aire acondicionado, se bombea a la torre de enfriamiento a través de tuberías. El agua se rocía a través de boquillas sobre un volumen de material llamado «relleno» o medio evaporativo lo que ralentiza el flujo de agua de la torre de enfriamiento y expone la mayor superficie de agua posible para lograr el máximo contacto aire – agua. A medida que el agua fluye a través de la torre de enfriamiento, queda expuesta al aire, que es arrastrado a través de la torre por el ventilador impulsado por un motor eléctrico.

Cuando el agua y el aire se encuentran, se evapora una pequeña cantidad de agua, creando una acción de enfriamiento. El agua enfriada luego se bombea de regreso al condensador o al equipo de proceso donde absorbe el calor. Luego será bombeado de regreso a la torre de enfriamiento para ser enfriado una vez más.

Como funciona una torre de enfriamiento?

El agua caliente es bombeada a la parte superior de la torre, donde cae sobre una estructura o relleno diseñada para aumentar la superficie de contacto entre el agua y el aire. 

Enfriamiento evaporativo: A medida que el agua cae, una porción se evapora, absorbiendo calor del agua circundante. 

Salida del aire: El aire caliente que entra en la torre se calienta y sale por la parte superior, llevando el calor absorbido por el agua. 

Enfriamiento del agua: El agua enfriada se recicla para ser utilizada en el proceso o edificio. 

¿En cuáles aplicaciones se pueden usar?

Las torres de enfriamiento se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluyendo centrales eléctricas, plantas industriales, edificios comerciales y sistemas de climatización. 

De acuerdo al flujo de aire LAS TORRES pueden separarse en varios tipos:

1. Torres de enfriamiento de tiro natural: torres de enfriamiento que no tienen ventilador y que el flujo del aire se da por la diferencia de temperatura del mismo aire a medida que se calienta y humedece por el calor que toma del agua.

2. Torres de enfriamiento de tiro inducido: torres de enfriamiento que tienen ventilador, y dicho ventilador esta ubicado en la parte superior de la torre de enfriamiento de tal forma que “succiona” el aire a través de la torre de enfriamiento.

3. Torres de enfriamiento de tiro forzado: torres de enfriamiento que tienen ventilador, y dicho ventilador está ubicado en la parte inferior de la torre de enfriamiento de tal forma que “empuja” el aire hacia el interior de la torre de enfriamiento.

Con relación a las direcciones de flujo de agua y aire la torre de enfriamiento puede dividirse en los siguientes tipos:

1.Torres de flujo cruzado: en estos equipos la dirección del flujo del agua es de arriba hacia abajo (vertical) y la dirección del flujo del aire es horizontal.

2. Torres de contraflujo: en estos equipos la dirección del flujo del agua es de arriba hacia abajo (vertical) y la dirección del flujo del aire también es vertical, pero es de abajo hacia arriba.

Consideraciones técnicas:

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

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. Este elemento, que cuenta con pérdidas inferiores al 0.002%, reduce de manera eficiente la expulsión de agua a la atmósfera.

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

Las torres de enfriamiento tienen limitaciones en cuanto a la menor temperatura que pueden enfriar el agua, esta limitante es la temperatura de bulbo húmedo del lugar en el cual esta instalada la torre de enfriamiento; de forma general la menor temperatura de agua alcanzable con una torre de enfriamiento es de 3°C por encima de la temperatura de bulbo húmedo.