Diseño de torres de enfriamiento

Las torres de refrigeración son dispositivos de extracción de calor para procesos industriales. Se definen como cualquier dispositivo abierto de recirculación de agua que utiliza ventiladores o tiro natural para extraer o forzar el contacto del aire y enfriar el agua por evaporación. Las torres de refrigeración minimizan la contaminación térmica de los disipadores de calor del agua natural y permiten la reutilización del agua en circulación.

Las torres de refrigeración se pueden caracterizar por la forma en que se mueve el aire. Por ejemplo, las torres de tiro mecánico utilizan ventiladores mecánicos para mover el aire a través del sistema. Estas torres implementan un mecanismo de tiro forzado o inducido.

Las torres de enfriamiento de tiro natural utilizan un flujo de aire convectivo natural que sube por la chimenea para enfriar el agua. Estos sistemas son muy grandes (+400 pies de altura) y pueden superar los flujos de 500 000 gpm (galones por minuto). Debido a su tamaño, son utilizados principalmente por las empresas de servicios públicos de energía. Tipo de bucle

Además del diseño de tiro y flujo, las torres de enfriamiento también pueden ser de circuito cerrado o abierto. Los sistemas de circuito abierto son estructuras cerradas que distribuyen agua tibia sobre un "relleno" con material de empaque. El relleno proporciona una interfaz aire-agua muy ampliada para que se produzca el calentamiento del aire y la evaporación. El agua se enfría por contacto directo con el aire que pasa sobre ella.

El agua enfriada se recolecta en un depósito de agua fría debajo del relleno desde el cual se bombea de vuelta al sistema. El aire calentado y cargado de humedad que sale del relleno se descarga a la atmósfera en un punto lo suficientemente alejado de las entradas de aire para evitar que regrese a la torre. Los sistemas de circuito cerrado funcionan de manera similar a los sistemas de refrigeración.

El fluido de enfriamiento (generalmente agua o una mezcla de glicol) está contenido dentro de un sistema de tuberías cerrado y el enfriamiento por evaporación ocurre al hacer correr agua sobre la tubería que contiene el agua calentada.

El aire se extrae a través del agua recirculante que cae en cascada sobre el exterior de los tubos calientes, proporcionando un enfriamiento por evaporación similar a una torre de enfriamiento abierta.

Por lo tanto, el funcionamiento de las torres de enfriamiento indirecto es muy similar al de la torre de enfriamiento abierta con una excepción: el fluido del proceso que se enfría está contenido en un circuito "cerrado" y no está expuesto directamente a la atmósfera o al agua externa recirculada. materiales de construcción

Hay una serie de materiales que se pueden usar para construir cada componente de una torre de enfriamiento, según el diseño y la aplicación.

Los metales utilizados en las torres incluyen el cobre para la transferencia de calor y las tuberías, el aluminio para las aspas de los ventiladores y el acero galvanizado o el acero al carbono revestido para los componentes estructurales. Ciertos componentes disueltos en agua tienden a provocar la corrosión de los metales, y la resistencia adicional a la corrosión requiere el uso de acero inoxidable o materiales no metálicos para prolongar la vida útil del componente.

El poliéster reforzado con fibra de vidrio (FRP) es un material duro y liviano que es resistente a la corrosión y puede soportar cargas pesadas. Se puede utilizar para la construcción de partes importantes del cuerpo de la torre y componentes más pequeños del sistema. Este material se utiliza en sistemas en los que los productos químicos del agua de refrigeración serían muy corrosivos para los metales.

Los polímeros como el cloruro de polivinilo (PVC), el polietileno y el polipropileno se prefieren como componentes no estructurales en torres donde el potencial de corrosión del agua inhibe el uso de metales. La madera es un material de construcción común utilizado en la construcción de torres de enfriamiento expansivas.

Es más rentable en diseños que requieren una gran cantidad de material, donde el trabajo de campo para la construcción se vuelve un factor menos importante. La madera sufre lixiviación (pérdida de productos químicos conservantes de la madera por el agua que fluye), lo que puede conducir a la degradación del material con el tiempo. El hormigón se utiliza como material principal en las torres de refrigeración de flujo natural.

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