Definición de Torre de Enfriamiento
Ingeniera Química
Una torre de enfriamiento/refrigeración es un tipo de intercambiador de calor directo en que los fluidos que intercambian energía están en contacto íntegro entre sí. En general, se diseñan para enfriar agua, extrayendo energía en forma de calor por la evaporación del agua, formando vapor, por lo tanto, en una torre de enfriamiento se da una transferencia de calor y de masa. Es decir, se produce transferencia de calor por mecanismo convectivo y transferencia de vapor desde el agua hasta el aire (que sale de la torre con alto porcentaje de humedad). Allí se produce una corriente de servicio muy utilizada en la industria que es el “agua de torre”.
Partes
Una torre de enfriamiento es un equipo muy siempre en cuanto a sus componentes y su diseño. Consta de una carcasa que envuelve el relleno o los evaporadores, por donde circulará el agua. Asimismo, se cuenta con uno o más ventiladores, incluso pueden llegar a ser aspas dependiendo del tamaño y lo requerimientos de refrigeración. Estos ventiladores son accionados mediante un motor. En general, el flujo dentro de la torre es flujo a contra-corriente, esto implica que el agua ingresa por la parte superior, se distribuye y entra en contacto con el aire, que ingresa por debajo, induciendo su circulación por medio de los ventiladores ubicados en la parte superior o inferior, dependiendo el tipo de torre.
El agua, al ingresar lo hace a través de un sistema de distribución con aspersores, de modo de distribuir eficientemente el fluido en el interior. Para ello, existen canales abiertos (en general de PRFV) o bien platos dispersores, que aseguran la distribución uniforme del fluido dentro del relleno. El agua puede provenir de un tanque o bien de un circuito cerrado, habiendo sido utilizada en un proceso previamente y redirigiéndose, luego de su paso por la torre, hacia otro equipo.
El agua, al caer, lo hace a través de un relleno, que permite ampliar el área de contacto y mejorar la transferencia de calor. Por ello, existen muchos tipos de rellenos, dependiendo del tipo de agua a tratar. En general, se recomienda: relleno laminar si el servicio es limpio o agua de uso industrial; relleno mixto si el agua puede contener trazas de sólidos y relleno splash cuando se trabaja con un servicio con altas probabilidades de taponamiento, sólidos en suspensión, contenido de aceites, grasas, parafinas y/o fibras. El material del relleno puede ir desde madera hasta PVC.
Los separadores de gotas en general también están formados por láminas de PVC o PP, lo cual minimiza las pérdidas de agua por arrastre. También se conoce a los separadores de gotas como eliminadores de rocío, nombre que deriva de su función.
Tipos de torre en función del tiro
Existen tres tipos de torres: Torre de enfriamiento de tiro natural, de tiro inducido, de tiro forzado o de flujo cruzado. Tal cual su nombre lo indica es fácilmente identificable cada caso.
En el primer caso, se dice que la torre es de tiro natural cuando no cuenta con ventiladores o aspas, ya que, por la simple diferencia de densidad del aire, el aire húmedo que sale de la torre y absorbe la humedad del agua es más denso que el aire más frío, aire ambiente. Este es el caso de las torres de las centrales térmicas, donde los tamaños para lograr la refrigeración deseada son elevados y requieren de altos caudales de agua.
Cuando la torre de enfriamiento es de tiro inducido, se coloca un ventilador en la parte superior, el cual induce a la corriente de aire a fluir desde la parte inferior, atravesar el relleno entrando en contacto son el agua y saliendo como aire saturado por la parte superior. Es el típico modelo de torre por ser considerado el más eficiente en cuanto a diseño.
Las torres de tiro forzado ubican el ventilador en la parte inferior. El aire trabaja a contra-corriente, ya que el ventilador induce su salida por la parte superior. El agua, al igual que en el caso de tiro inducido, ingresa por la parte superior a través de los distribuidores y cae hacia la parte inferior, donde es recolectada.
Por último, las torres de flujo cruzado trabajan con flujo perpendicular entre las corrientes. L agua ingresa por la parte superior y se recolecta en el fondo de la torre, en cambio, el aire ingresa de forma horizontal y atraviesa el agua perpendicularmente.
Trabajo publicado en: Ene., 2023.
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