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¿Qué es una Torre de Enfriamiento?

Torre de Enfriamiento construída por Thermal Cooling Tower

¿Qué es una Torre de Enfriamiento?

Las torres de refrigeración o torres de enfriamiento de agua son equipos que basan su funcionamiento en el principio del Enfriamiento Evaporativo, que se aplica en la industria desde hace más de 100 años. El enfriamiento evaporativo es un proceso natural que utiliza el agua como refrigerante y que se aplica para transmitir a la atmósfera el calor excedente de diferentes procesos y máquinas térmicas. A grandes rasgos, los equipos de enfriamiento evaporativo, como las torres de enfriamiento, incorporan: una superficie de intercambio de calor y masa humedecida mediante un dispositivo de distribución de agua, un sistema de ventilación (natural o forzada) encargado de favorecer y, en su caso, forzar el paso del aire ambiente a través del relleno de intercambio de calor y masa, y diferentes componentes auxiliares tales como una balsa colectora de agua, bomba de recirculación, separadores de gotas e instrumentos de control. A continuación explicaremos paso a paso el proceso de funcionamiento de una torre de enfriamiento:

¿Cómo funciona una Torre de Enfriamiento?

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

Las torres de enfriamiento enfrían el agua caliente pulverizándola en forma de lluvia de gotas que caen en un entramado o relleno intercambiador (un conjunto de finas láminas de PVC colocadas de forma específica) donde se refrigeran por medio de una corriente de aire, que fluye en sentido contrario, cayendo el agua ya refrigerada a un depósito que la recoge y que, en su caso será distribuida por un circuito.
El aire entra por las aberturas inferiores que se encuentran por encima del depósito de agua y atraviesa la torre de abajo a arriba. Esta entrada de aire puede producirse de forma natural en las torres de tiro natural o de forma forzada a través de ventiladores estratégicamente colocados, tal y como explicaremos más adelante cuando hablemos de los tipos de torres que existen.
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. Ésta 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 tal como dicta la norma UNE 100030/2017. Según esta norma y por seguridad, los separadores de gotas deben ser sustituidos cada 10 años.
El resto del agua refrigerada se deposita en una balsa que la envía a un circuito que empleará este agua refrigerada en distintas aplicaciones (climatización, unidades de tratamiento de aire, procesos industriales, etc.)

Torre de Enfriamiento Industrial construída por Thermal Cooling Tower

TIPOS DE TORRES DE ENFRIAMIENTO.

Según su diseño, podemos encontrarnos distintos tipos de Torres de Enfriamiento o Torres de Refrigeración. La diferencia fundamental entre unas y otras radica en la forma en la que intruducen el aire en la torre para refrigerar el agua, que puede ser de forma natural o forzada mediante ventiladores.

Torres de Enfriamiento de Tiro Natural:

El flujo del aire necesario se obtiene como resultado de la diferencia de densidades, entre el aire más frío del exterior y húmedo del interior de la torre. Utilizan chimeneas de gran altura para obtener el tiro deseado. Debido a las grandes dimensiones de estas torres se utilizan flujos de agua de más de 200.000gpm. Son muy utilizadas en las centrales térmicas.

Torres de Enfriamiento de Tiro Inducido:

En este tipo de torres, el aire se succiona mediante un ventilador situado en la parte superior de la torre. Son las más utilizadas porque resultan más eficientes que otros modelos.

Torres de Enfriamiento de Tiro Forzado:

El aire es forzado por un ventilador situado en la parte inferior de la torre y se descarga por la parte superior. Este tipo de torres resultan menos eficientes ya que la velocidad de descarga es menor.

Torres de Enfriamiento de Flujo Cruzado:

El aire entra por los lados de la torre fluyendo horizontalmente a través del agua que cae. Estas torres necesitan más aire y tienen un coste de operación más bajo que las torres a contracorriente.

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