Al comparar las torres de enfriamiento de circuito abierto (evaporativas) con los enfriadores de circuito cerrado, la diferencia principal radica en dónde ocurre la transferencia de calor. Tres ejemplos nos dirán en qué momento elegir cualquier opción
Por Mihir Kalyani / Imágenes: cortesía EVAPCO
Las instalaciones de manufactura, los centros de datos y las aplicaciones de enfriamiento de maquinaria dependen en gran medida de la capacidad y el rendimiento óptimo del equipo de rechazo de calor para funcionar eficientemente.
Las aplicaciones de enfriamiento de procesos pueden ser atendidas mediante torres de enfriamiento de circuito abierto o enfriadores de circuito cerrado. Los requisitos de la aplicación, la ubicación de la instalación, los costos locales de servicios públicos, la disponibilidad de agua y las consideraciones ambientales son los principales factores al elegir entre ambos.
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Al comparar las torres de enfriamiento de circuito abierto (evaporativas) con los enfriadores de circuito cerrado, la diferencia principal radica en dónde ocurre la transferencia de calor. Las torres de enfriamiento generalmente contienen medios de relleno de PVC donde el agua recirculada y el aire entran en contacto directo. El agua enfriada luego se recolecta en un depósito y se bombea hacia un intercambiador de calor, enfriador o cualquier otro equipo que se desea enfriar. Cuando el sistema está en funcionamiento, se requiere constantemente agua de reposición para compensar la pérdida por evaporación.
En los enfriadores de circuito cerrado, también conocidos como enfriadores de líquido, el fluido del proceso nunca está expuesto a la atmósfera, ya que está contenido dentro de un serpentín. Existe un circuito de agua recirculante secundario que utiliza una bomba ubicada en el depósito del equipo para hacer circular agua sobre el serpentín. Esta agua se evapora en la superficie del serpentín, eliminando calor del fluido del proceso. Como estos dos circuitos de fluido están aislados por el serpentín, el fluido del proceso permanece libre de contaminantes atmosféricos, suciedad y residuos.
A pesar de su apariencia exterior similar, las torres de enfriamiento y los enfriadores de circuito cerrado son equipos muy distintos, con ventajas y limitaciones únicas. Esto es especialmente importante al determinar cuál opción es la más adecuada para una aplicación de enfriamiento de procesos.
Tipos de enfriadores de líquido
Es importante distinguir entre los tipos de enfriadores de circuito cerrado: totalmente evaporativos, híbridos, adiabáticos y secos. A pesar de sus diferencias operativas, todos ofrecen las mismas ventajas inherentes: fluido recirculante más limpio, menos componentes en el sistema de enfriamiento y gran potencial para reducir el consumo de agua.
Los enfriadores evaporativos se asemejan más a las torres de enfriamiento de circuito abierto por su tamaño y disponibilidad en configuraciones de tiro inducido o forzado. El fluido del proceso es bombeado a través de los serpentines por el sistema de bombeo del sitio, mientras que una bomba más pequeña en el depósito recircula agua sobre los serpentines. Los ventiladores extraen aire ambiente a través de los serpentines, produciendo una transferencia de calor evaporativa. Una válvula de reposición en el depósito compensa el agua perdida por evaporación. Estos sistemas pueden operar en seco cuando la temperatura ambiente es suficientemente baja.
Los enfriadores híbridos son enfriadores evaporativos con serpentines aletados que aumentan la superficie de transferencia de calor, permitiendo operar en seco durante más horas al año. La bomba de aspersión se activa sólo cuando la capacidad de enfriamiento seco es superada. Algunos modelos incorporan un serpentín seco adicional conectado en serie con el serpentín evaporativo.
Este serpentín seco adicional cumple múltiples propósitos:
- 1. El agua más caliente ingresa al serpentín seco antes de fluir hacia el serpentín evaporativo, lo que significa que una parte de la carga de calor total se rechaza completamente seca, incluso durante los meses pico de verano. Esto reduce la evaporación total durante el funcionamiento húmedo y contribuye a reducir en gran medida el consumo total anual de agua
- 2. El serpentín seco agrega calor sensible al aire que ha absorbido humedad del proceso de enfriamiento latente que ocurre en el serpentín evaporativo, reduciendo la columna de aire en el proceso
Los enfriadores secos son exactamente lo que su nombre indica. Estos sistemas contienen paquetes de serpentines que proporcionan únicamente enfriamiento sensible, sin elementos de enfriamiento húmedo. Son ideales para aplicaciones donde la conservación del agua es la principal prioridad de las instalaciones.
Los enfriadores secos requieren mayor potencia de ventilador y una mayor superficie de transferencia de calor en comparación con sus equivalentes evaporativos e híbridos. EVAPCO ofrece enfriadores secos en configuración de serpentín plano y configuración en V, esta última disponible en versiones de una y dos pilas. Considerando que los enfriadores secos ocupan más espacio en comparación con las torres de enfriamiento y los enfriadores evaporativos, la serie V de doble pila de EVAPCO reduce la huella mecánica hasta 50% respecto a otros enfriadores secos comerciales.
Los enfriadores adiabáticos son una variante de los enfriadores secos que incorpora paneles de preenfriamiento de aire. Cuando la demanda de enfriamiento supera la capacidad de enfriamiento seco del sistema, una válvula humedece el elemento adiabático. El aire entrante pasa a través del panel húmedo, reduciendo su temperatura de bulbo seco para acercarse a la temperatura de bulbo húmedo antes de entrar en contacto con el serpentín del equipo. Esto mejora el “enfoque térmico”, aumentando la capacidad de enfriamiento significativamente, o permitiendo que la unidad proporcione temperaturas de salida de fluido más bajas que la temperatura ambiente de bulbo seco. Todo esto ocurre con un consumo mínimo de agua.
Además, los enfriadores adiabáticos proporcionan la capacidad de enfriamiento requerida en una huella más pequeña o con menos potencia en el motor del ventilador que un enfriador seco convencional. EVAPCO también ofrece configuraciones de una y dos pilas en su línea de enfriadores adiabáticos.
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