La torre de enfriamiento es la unidad del sistema enfriado por agua que expulsa el calor hacia la atmósfera. Una bomba dirige el agua que contiene calor hacia la torre de refrigeración; la figura 1 muestra un sistema básico con condensador, bomba y torre de enfriamiento.
En los sistemas por compresión, la torre de refrigeración debe expulsar más calor del que absorbe el enfriador del edificio. El enfriador absorbe el calor del circuito de agua enfriada y en los sistemas de compresión, el compresor añade alrededor de 25% de calor por compresión al gas caliente que llega al condensador por bombeo (figura 2). Por ello, la torre de refrigeración tendrá que expulsar alrededor de un 25% mas de calor que el que corresponde a la capacidad del enfriador. Por ejemplo, un enfriador de 1,000 toneladas necesitaría una torre que expulse unas 1,250 toneladas de calor.
Para que el sistema funcione adecuadamente, el agua aportada al condensador debe encontrarse entre los límites de diseño. En la mayoría de los sistemas de refrigeración, incluido el de absorción, la temperatura de diseño para el agua saliente de la torre es de 30°C. En los climas cálidos, donde la temperatura de bulbo seco podría ser de 35°C y de 26°C la de bulbo húmedo, la torre de refrigeración puede reducir la temperatura del agua hasta que tenga una diferencia de sólo 4°C con respecto a la temperatura del bulbo húmedo del aire exterior. Cuando la temperatura de bulbo húmedo es de 26°C, la temperatura del agua saliente de la torre sería de 30°C (figura 3), esto ocurre incluso aunque la temperatura del aire es de 35°C.
Todas las torres de refrigeración funcionan de manera parecida: reducen la temperatura del agua por evaporación. Al pasar el agua por la torre, el área superficial del agua se incrementa para mejorar la evaporación. Una de las cosas que distingue una torre de refrigeración de otra es el modo en que se aumenta esta superficie. Cuando el agua se extiende para crear una superficie mayor, se evapora más rápido y se enfría a una temperatura más aproximada a la del aire. El agua no se puede enfriar por debajo de la temperatura del medio utilizado para el enfriamiento, que es la temperatura de bulbo húmedo. Una torre casi perfecta reduciría la temperatura del agua hasta alcanzar la de bulbo húmedo, pero sería un tamaño enorme. Los fabricantes construyen torres que se aproximan a la temperatura de bulbo húmedo unos 4°C, para aplicaciones normales. También hay torres que consiguen 3°C de temperatura aproximada, pero no suelen usarse para aplicaciones de aire acondicionado.
DISTINTAS TORRES DE REFRIGERACIÓN
Los dos tipos de torres de refrigeración mas comunes son la torre con tiro natural y la de tiro forzado o por aspiración. cuanto mas grande sea la instalación, mas compleja será la torre. La torre con tiro natural puede ser desde un tanque de rociado situado delante de un edificio hasta en una torre en la azotea (figura 4). El tanque de rociado y la torre con tiro natural dependen de los vientos dominantes y enfriarán mas el agua cuando mayores sean estos vientos; como dependen sólo de los vientos, suelen tener una temperatura de aproximación de unos 5°C.
El tanque de rociado se puede colocar a ras de suelo o en el tejado, pero el rociado siempre debe tener lugar dentro del tanque. El viento puede llevarse el agua rociada fuera del tanque y molestar a la gente o causar desperfectos. Si la azotea se puede enfriar a 30°C, se reducirá bastante la carga de aire acondicionado.
El tanque de rociado y la torre de tiro natural utilizan la presión de una bomba para aumentar la superficie del agua, atomizándola en gotitas. Las boquillas rociadores se sitúan estratégicamente dentro del tanque o la torre y marcan pauta del rociado. Las toberas de rociado son una posible fuente de restricciones y deben de estar limpias porque si no, no atomizarán adecuadamente. Para atomizar el agua se necesita mucha potencia de bombeo, algo que puede resultar demasiado caro teniendo en cuenta la gran cantidad de agua que utilizan estas aplicaciones.
Las torres de tiro forzado o por aspiración utilizan un ventilador para mover el aire por la torre (figura 5). Son las más utilizadas actualmente, por su eficiencia y fiabilidad. En algunas, el aire lo mueven ventiladores centrífugos; cuando el aire de la torre debe ser guiado mediante conductos hacia el exterior del edificio, hay que usar un ventilador centrífugo porque es capaz de vencer la presión estática de los conductos. Las torres con ventiladores centrífugos pueden ser mas compactas y por tanto mas aconsejables para algunas aplicaciones. Las hay de hasta 500 toneladas de capacidad expulsión de calor.
Las torres mas grandes utilizan ventiladores de hélice, que pueden ser accionados por correa o engranes; los ventiladores accionados por correa requieren del mantenimiento periódico por la correa o banda, los accionados por engranes llevan una transmisión que solo necesita lubricación.
La correcta selección de una torre de enfriamiento exige una serie de particularidades para su diseño e instalación, las cuales deben responder a las necesidades de cada proyecto.
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Fuente: Revista Refrinoticias Al Aire www.refrinoticias.com “Funciones y Tipos de Torres de Enfriamiento”
