Torre de enfriamiento
Una torre de refrigeración es un dispositivo de rechazo de calor que expulsa el calor residual a la atmósfera mediante el enfriamiento de una corriente de refrigerante , generalmente una corriente de agua, a una temperatura más baja. Las torres de enfriamiento pueden usar la evaporación del agua para eliminar el calor del proceso y enfriar el fluido de trabajo hasta cerca de la temperatura del aire de bulbo húmedo o, en el caso de torres de enfriamiento de circuito cerrado o torres de enfriamiento secas , depender únicamente del aire para enfriar el fluido de trabajo. cerca de la temperatura del aire de bulbo seco usando radiadores .
Las aplicaciones comunes incluyen el enfriamiento del agua circulante utilizada en refinerías de petróleo , plantas petroquímicas y otras plantas químicas , centrales térmicas , centrales nucleares y sistemas HVAC para enfriar edificios. La clasificación se basa en el tipo de inducción de aire en la torre: los principales tipos de torres de enfriamiento son las torres de enfriamiento de tiro natural y las de tiro inducido .
Las torres de enfriamiento varían en tamaño, desde pequeñas unidades en la azotea hasta estructuras hiperboloides muy grandes (como en la imagen adyacente) que pueden tener hasta 200 metros (660 pies) de altura y 100 metros (330 pies) de diámetro, o estructuras rectangulares que pueden tener más de 40 metros (130 pies) de altura y 80 metros (260 pies) de largo. Las torres de enfriamiento hiperboloides a menudo se asocian con plantas de energía nuclear , [1] aunque también se utilizan en algunas plantas de carbón y, en cierta medida, en algunas grandes plantas químicas y otras plantas industriales. Aunque estas torres grandes son muy prominentes, la gran mayoría de las torres de enfriamiento son mucho más pequeñas, incluidas muchas unidades instaladas en edificios o cerca de ellos para descargar el calor del aire acondicionado .
Las torres de enfriamiento se originaron en el siglo XIX a través del desarrollo de condensadores para usar con la máquina de vapor . [2] Los condensadores usan agua relativamente fría, a través de varios medios, para condensar el vapor que sale de los cilindros o turbinas. Esto reduce la contrapresión , lo que a su vez reduce el consumo de vapor y, por lo tanto, el consumo de combustible, mientras que al mismo tiempo aumenta la potencia y recicla el agua de la caldera. [3] Sin embargo, los condensadores requieren un amplio suministro de agua de refrigeración, sin la cual no son prácticos. [4] [5] Si bien el uso del agua no es un problema con los motores marinos , representa una limitación significativa para muchos sistemas terrestres.[ cita requerida ]
A principios del siglo XX, se usaban varios métodos de evaporación para reciclar el agua de refrigeración en áreas que carecían de un suministro de agua establecido, así como en ubicaciones urbanas donde las tuberías principales de agua municipales pueden no tener suficiente suministro; confiable en tiempos de demanda; o de otro modo adecuado para satisfacer las necesidades de refrigeración. [2] [5] En áreas con tierra disponible, los sistemas tomaron la forma de estanques de enfriamiento ; en áreas con terreno limitado, como en las ciudades, tomaron la forma de torres de enfriamiento. [4] [6]
Estas primeras torres se colocaron en los techos de los edificios o como estructuras independientes, alimentadas con aire por ventiladores o dependiendo del flujo de aire natural. [4] [6] Un libro de texto de ingeniería estadounidense de 1911 describió un diseño como "una carcasa circular o rectangular de placa ligera; en efecto, una chimenea mucho más corta verticalmente (de 20 a 40 pies de alto) y mucho más grande lateralmente. En la parte superior es un conjunto de canales de distribución, a los que se debe bombear el agua del condensador; desde estos se escurre hacia abajo sobre "esteras" hechas de listones de madera o pantallas de alambre tejido, que llenan el espacio dentro de la torre". [6]
