Torre de refrigeración

Las torres de refrigeración o enfriamiento son estructuras diseñadas para disminuir la temperatura del agua y otros medios. El uso principal de las grandes torres de refrigeración industriales es el de rebajar la temperatura del agua de refrigeración utilizada en plantas de energía, refinerías de petróleo, plantas petroquímicas, plantas de procesamiento de gas natural y otras instalaciones industriales.

Planta de energía de Didcot, Reino Unido
Torres hiperbólicas de refrigeración húmedas de tiro natural.

Con relación al mecanismo utilizado para la transferencia de calor los principales tipos son:

  • torres de refrigeración húmedas funcionan por el principio de evaporación (ver refrigerador inundado)
  • torres de refrigeración secas funcionan por transmisión del calor a través de una superficie que separa el fluido a refrigerar del aire ambiente.

En una torre de refrigeración húmeda el agua caliente puede ser enfriada a una temperatura inferior a la del ambiente, si el aire es relativamente seco (ver: punto de rocío).

Con respecto al tiro del aire en la torre existen tres tipos de torres de refrigeración:

  • Tiro natural, que utiliza una chimenea alta.
  • Tiro inducido, en el que el ventilador se coloca en la parte superior de la torre (impulsan el aire creando un pequeño vacío en el interior de la torre).
  • Tiro mecánico (o tiro forzado), que utiliza la potencia de motores de ventilación para impulsar el aire a la torre (colocándose en la base).

Bajo ciertas condiciones ambientales, nubes de vapor de agua (niebla) se pueden ver que salen de una torre de refrigeración húmeda (ver imagen).

Las torres de enfriamiento usan la evaporación del agua para rechazar el calor de un proceso tal como la generación de energía eléctrica. Las torres de enfriamiento varían en tamaño desde pequeñas a estructuras muy grandes que pueden sobrepasar los 220 metros de altura y 100 metros de longitud. Torres más pequeñas son normalmente construidas en fábricas, mientras que las más grandes son construidas en el sitio donde se requieren.

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Historia

Las torres de enfriamiento fueron originadas en el siglo XIX, a través de el desarrollo de condensadores para uso de vapor de motor Los condensadores utilizan agua relativamente fría, para condensar el vapor que los cilindros o turbinas expulse Esto reduce la presión que por consecuencia reduce el consumo de vapor y, por lo tanto, de combustible, a la vez incrementando el poder y reciclando el agua de la caldera De todos modos los condensadores requieren un amplio suplemento de agua refrigerante, sin la cual se tornan completamente no prácticos El consumo de el agua de enfriamiento es estimado para reducir la energía disponible para la mayoría de las plantas térmicas

Para finales del siglo XX, unos cuantos métodos de evaporación, con el fin de reciclar agua refrigerante, eran utilizados en areas con falta de una fuente de agua constante

Estas torres de enfriamiento primordiales fueron posicionadas, en los techos de los edificios así como en estructuras independientes, y contaban con refrigeración por aire de parte de ventiladores o de alguna otra fuente natural Un libro Americano de ingeniería de 1911 describe un diseño como "Una liviana placa metálica, en efecto, una pila de chimenea, mucho más corta verticalmente y mucho más alargada lateralmente. En la parte superior hay un conjunto de canales de distribución, a los que debe bombearse el agua del condensador; a partir de estos se escurre sobre "esteras" hechas de listones de madera o pantallas de alambre tejido, que llenan el espacio dentro de la torre"

Una torre de enfriamiento hiperboloide fue patentada por los ingenieros holandeses Frederik van Iterson y Gerard Kuypers en 1918. Las primeras torres de enfriamiento hiperboloides se construyeron en 1918 cerca de Heerlen. Los primeros en el Reino Unido se construyeron en 1924 en la central eléctrica de Lister Drive en Liverpool, Inglaterra, para enfriar el agua utilizada en una central eléctrica de carbón.

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