Cómo funcionan juntos las torres de enfriamiento y los chillers

Las plantas y laboratorios rara vez dicen que la refrigeración es opcional. Cuando un proceso funciona caliente, la calidad del producto o el tiempo de actividad pagan el precio. Un chiller enfriado por agua junto con una torre de enfriamiento forman el sistema básico de rechazo de calor en muchas instalaciones. La combinación parece simple, pero tiene muchas piezas móviles. Conocer lo que hace cada componente y cómo transfieren el calor permite detectar problemas rápidamente.

¿Qué es un chiller industrial?

Un chiller elimina el calor de un fluido de proceso y entrega agua enfriada a la carga. Utiliza un ciclo de refrigeración con evaporador, compresor, condensador y dispositivo de expansión.

En diseños enfriados por agua, el condensador transfiere el calor a un circuito de agua del condensador. Las bombas mueven esa agua caliente al torre de enfriamiento. Los chillers controlan el punto de consigna del agua enfriada, monitorean presiones y protegen el compresor.

<trp-post-container data-trp-post-id='15903'>How Cooling Towers and Chillers Work Together</trp-post-container> - condenser water loop（images 1）

¿Qué es una torre de enfriamiento?

Una torre de enfriamiento rechaza el calor a la atmósfera evaporando una pequeña porción del agua. El agua del condensador caliente del chiller llega a la parte superior de la torre. El agua se distribuye sobre el relleno mientras el aire fluye a través de él. Una pequeña fracción del agua se evapora.

Esta evaporación elimina el calor del agua restante, que luego cae en la cubeta de la torre. Las bombas devuelven el agua enfriada al condensador del chiller y el ciclo se repite.

Los componentes clave de una torre incluyen el relleno, las boquillas, los eliminadores de deriva, el ventilador y motor, la cubeta de distribución y la cubeta de agua fría. El relleno proporciona área de superficie para la transferencia de calor. Las boquillas rocían el agua para que el aire pueda entrar en contacto con ella.

Los eliminadores de deriva evitan que pequeñas gotas escapen de la torre y reducen la pérdida de agua. El ventilador mueve el aire y establece la tasa de flujo de aire que la torre necesita para alcanzar la temperatura de salida objetivo.

Las torres de enfriamiento tienen algunos estilos comunes. Las torres de tiro inducido tienen ventiladores que extraen aire a través del relleno. Las torres de tiro forzado empujan aire hacia la torre con ventiladores en la entrada. Las torres de flujo cruzado permiten que el agua caiga verticalmente a través del relleno mientras el aire fluye horizontalmente. Las torres de contraflujo tienen aire que sube en dirección opuesta al agua que cae, lo que proporciona temperaturas de acercamiento más ajustadas.

<trp-post-container data-trp-post-id='15903'>How Cooling Towers and Chillers Work Together</trp-post-container> - cooling tower（images 2）

Cómo funcionan juntos las torres de enfriamiento y los chillers

1 El calor del proceso caliente se transfiere al evaporador del chiller

El fluido de proceso fluye hacia el evaporador. El refrigerante hierve y absorbe calor. El agua enfriada sale del evaporador en el punto de consigna y vuelve al proceso. Mientras tanto, el vapor de refrigerante va al compresor. Este es el punto donde el calor del proceso entra por primera vez en el ciclo de refrigeración.

2 Der Kompressor erhöht den Druck und die Temperatur des Kältemittels

El compresor bombea el vapor a una presión más alta y eleva su temperatura. Este paso concentra el calor para que pueda ser rechazado.

3 El calor se transfiere al circuito de agua del condensador

El refrigerante caliente fluye hacia el condensador. Transfiere calor al agua del condensador. Esta agua sale del chiller más caliente y viaja mediante la bomba a la torre de enfriamiento.

4 La torre de enfriamiento extrae calor del agua del condensador

El agua caliente del condensador llega a las boquillas de distribución de la torre. El agua se distribuye sobre el relleno. El aire fluye a través del relleno y una parte del agua se evapora. La evaporación enfría el agua restante. El agua enfriada se recoge en la cubeta.

5 El agua enfriada del condensador regresa al chiller

Las bombas envían el agua más fría de vuelta al condensador del chiller. Cuanto más baja es la temperatura del agua del condensador, menor es la presión del chiller y menos energía consume el compresor.

6 Los bucles de control y la secuenciación mantienen el equilibrio

Los controles del chiller modulan la capacidad del compresor para coincidir con la carga. Los ventiladores de la torre y las bombas de agua tienen sus propios controles. En muchas plantas, los operadores ajustan la velocidad del ventilador de la torre según el acercamiento del condensador o la presión del cabezal. Cuando ambos sistemas de control están afinados, el chiller y la torre satisfacen la carga de manera eficiente. Si los controles están desalineados, el sistema oscila y desperdicia energía.

7 Ajustes estacionales y transitorios

En invierno o noches frescas, los operadores reducen la velocidad del ventilador o ciclan la torre para evitar el enfriamiento excesivo. Durante el calor máximo del día, la torre debe manejar una mayor disipación de calor. La filtración en derivación y la dosificación de productos químicos ayudan a mantener la torre limpia en condiciones variables.

Conclusión

Un chiller enfriado por agua y una torre de enfriamiento forman un único sistema de rechazo de calor donde cada parte afecta a la otra. El chiller transfiere el calor del proceso al circuito de agua del condensador. Luego, la torre rechaza ese calor al aire.

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