Torres de refrigeración: Principios y sistemas de funcionamiento y válvulas de torres de refrigeración

Las enormes torres cilíndricas de formas perfectas se alzan en medio de un paisaje, con el vapor saliendo de sus cimas esféricas y abiertas hacia el cielo azul. Una imagen así suele provocar un pensamiento relacionado con la energía nuclear o una energía misteriosa inaccesible para los millones de personas que pasan a diario por delante de las centrales. En realidad, las torres de refrigeración -ya sean las estructuras hiperboloides que se asocian más a menudo con las centrales nucleares mencionadas o sus primas de formas menos elegantes- son herramientas esenciales, orientadas al proceso, que sirven como paso final para eliminar el calor de un proceso o instalación. Las torres de refrigeración de las centrales eléctricas sirven a la vez como regulador de una variable de control esencial para el proceso y como componente fascinante del proceso que subyace a la creación de energía.

Torres de refrigeración: Principios de funcionamiento y sistemas

La importancia y aplicabilidad de las torres de refrigeración es amplia, lo que las hace fundamentalmente útiles para operaciones industriales de generación de energía, refino de petróleo, plantas petroquímicas, climatización comercial/industrial y refrigeración de procesos.

Las siguientes son algunas de las aplicaciones de las torres de refrigeración:

Compresores de aire con sistema de refrigeración por agua
Máquina de moldeo por soplado y compresión
Maquinaria para fundición a presión
Planta de ultracongelación y anodizado
Planta de generación de electricidad
Maquinaria VAM y sistemas de aire acondicionado por líquido
Máquinas que procesan gas natural
Centrales que generan electricidad
Instalaciones petrolíferas y de gas
Plantas semiconductoras
Instalaciones de hidrocarburos
Aplicación de calderas
Aplicación de enfriadoras
Aplicación de fundición a presión
Aplicación del horno
Galvanización por inmersión
Prensa hidráulica

Principios de funcionamiento de la torre de refrigeración

En principio, una torre de enfriamiento evaporativo implica el movimiento de un fluido, normalmente agua con algunos productos químicos añadidos, a través de una serie de piezas o secciones para acabar reduciendo su contenido de calor y su temperatura. El líquido calentado por el proceso se bombea a través de tuberías hasta llegar a la torre y, a continuación, se pulveriza a través de boquillas u otros medios de distribución sobre el "relleno" de la torre, reduciendo la velocidad del líquido para aumentar el tiempo de permanencia del fluido en la zona de relleno. La zona de llenado está diseñada para maximizar la superficie del líquido, aumentando el contacto entre el agua y el aire. Unos ventiladores accionados por motor eléctrico introducen aire en la torre y a través de la zona de llenado. A medida que el aire atraviesa la superficie del líquido, una parte del agua se evapora, transfiriendo calor del agua al aire y reduciendo la temperatura del agua. A continuación, el agua enfriada se recoge y se bombea de nuevo al equipo relacionado con el proceso, lo que permite que el ciclo se repita. El proceso y la dispersión de calor asociada permiten que la torre de refrigeración se clasifique como un dispositivo de rechazo de calor, transfiriendo el calor residual del proceso u operación a la atmósfera.

Las torres de refrigeración evaporativa dependen de que las condiciones del aire exterior sean tales que la evaporación se produzca a una velocidad suficiente para transferir el exceso de calor contenido en la solución acuosa. Es necesario analizar las condiciones del aire exterior en el lugar de instalación para garantizar el funcionamiento correcto de la torre de refrigeración durante todo el año. Las torres de enfriamiento evaporativo tienen un diseño de bucle abierto, con el fluido expuesto al aire.

Una torre de refrigeración de circuito cerrado, a veces denominada enfriador de fluidos, no expone directamente el fluido caloportador al aire. El intercambiador de calor puede adoptar muchas formas, pero lo más habitual es un serpentín con aletas. Un sistema de circuito cerrado suele ser menos eficiente que un diseño de circuito abierto, ya que sólo se recupera el calor sensible del fluido en el sistema de circuito cerrado. Un enfriador de fluido de circuito cerrado puede ser ventajoso para cargas térmicas más pequeñas, o en instalaciones sin personal técnico suficiente para supervisar o mantener el funcionamiento de una torre de enfriamiento evaporativo.

Debido a su gama de aplicaciones, las torres de refrigeración varían de tamaño, desde las estructuras monolíticas utilizadas por las centrales eléctricas hasta las pequeñas unidades instaladas en tejados. Eliminar el calor del agua utilizada en los sistemas de refrigeración permite reciclar el fluido caloportador de vuelta al proceso o equipo que está generando calor. Este ciclo de transferencia de calor permite que los procesos generadores de calor se mantengan estables y seguros. La refrigeración proporcionada por una torre evaporativa permite que la cantidad de agua de suministro sea muy inferior a la que se necesitaría de otro modo. Independientemente de que la torre de refrigeración sea pequeña o grande, sus componentes deben funcionar como un sistema integrado para garantizar tanto un rendimiento adecuado como una larga vida útil. La comprensión de los elementos que determinan el rendimiento (capacidad de caudal variable, "enfriamiento libre" potencial de HVAC, llenado por salpicadura frente a llenado por película, eliminadores de gotas, boquillas, ventiladores y características del eje de transmisión) es esencial para el éxito de la torre de refrigeración y su uso en entornos industriales y comerciales.

El diseño o la selección de una torre de enfriamiento evaporativo es un proceso complejo que requiere el examen y análisis de muchas facetas. Comparta sus requisitos y retos de transferencia de calor con los especialistas en torres de enfriamiento, combinando sus propias instalaciones y conocimientos y experiencia en procesos con su experiencia en aplicaciones para desarrollar una solución eficaz.

¿Qué son las válvulas para torres de refrigeración?

Las torres de refrigeración son una necesidad crítica para cualquier operación industrial y de fabricación. Su función consiste en extraer calor y liberarlo a la atmósfera mediante enfriamiento evaporativo, aprovechando el principio de rechazo de calor. El elemento esencial de una torre de refrigeración es el agua que se suministra a través de un sistema de tuberías. Estos dispositivos de flujo constante enfrían el agua por evaporación en contacto directo con el aire. Los equipos refrigerados por evaporación, como las torres de refrigeración, suelen utilizar una configuración multicelda. Aunque estos sistemas ofrecen una mayor eficiencia, flexibilidad operativa y controles avanzados, sólo pueden funcionar tan bien como esté diseñado y construido su hardware. Uno de los componentes más importantes de una torre de refrigeración son sus válvulas. Por este motivo, Zeco ofrece válvulas para torres de enfriamiento que optimizan el rendimiento de sus torres de enfriamiento, reducen el tiempo de inactividad y eliminan el mantenimiento.

¿Cómo mejoran las válvulas el rendimiento de las torres de refrigeración?

Una válvula de sustitución directa que está optimizada para todas las válvulas de distribución de torres de refrigeración de flujo cruzado existentes y puede mitigar la necesidad de mantenimiento y sustitución constantes a la vez que mejora la eficiencia y el rendimiento. Una válvula fabricada íntegramente en acero inoxidable 304L o 316L y plástico UHMW-PE elimina los problemas de corrosión. Además, las válvulas que presentan un área de descarga 30% mayor y una reducción de peso 40% en comparación con las válvulas de distribución convencionales son el nuevo estándar del sector.

Válvula ZECO