Principio de funcionamiento, operación y mantenimiento de la torre de enfriamiento

Una torre de enfriamiento es un equipo que disipa el calor residual generado por procesos industriales o sistemas de refrigeración y aire acondicionado mediante evaporación, al poner el agua en contacto con el aire. El calor residual producido durante la producción industrial o los procesos de refrigeración generalmente se elimina mediante agua de enfriamiento. El enfriamiento directo se refiere a la práctica de extraer agua de cuerpos de agua naturales como ríos, lagos y mares como agua de enfriamiento. Después de absorber el calor residual del equipo del proceso, el agua calentada se descarga de nuevo en estos cuerpos de agua. Se requiere una torre de enfriamiento cuando las condiciones de enfriamiento directo no están disponibles. La función de una torre de enfriamiento es realizar un intercambio de calor dentro de la torre entre el agua de enfriamiento que transporta calor residual y el aire, de modo que el calor residual se transfiera al aire y se libere a la atmósfera.

• Principio Básico de Funcionamiento de la Torre de Enfriamiento
  • El aire seco con baja entalpía es aspirado por el ventilador hacia la torre de enfriamiento a través de la rejilla de entrada de aire. Las moléculas de agua a alta temperatura con alta presión parcial de vapor saturado fluyen hacia el aire a menor presión, mientras que el agua caliente y húmeda con alta entalpía se rocía dentro de la torre. Cuando las gotas de agua entran en contacto con el aire, se produce una transferencia de calor de dos maneras: transferencia de calor directa entre el aire y el agua, y evaporación causada por la diferencia de presión entre la superficie de vapor de agua y el aire. El calor se elimina del agua a través de la transferencia de calor por evaporación para lograr un efecto de enfriamiento.
• Métodos de Operación Correcta de la Torre de Enfriamiento
  • Aunque la torre de enfriamiento es un dispositivo auxiliar en el sistema de aire acondicionado y refrigeración, asume la tarea crítica de disipar el calor total absorbido por todo el sistema. Por lo tanto, la operación adecuada de las torres de enfriamiento está directamente relacionada con el rendimiento de refrigeración y el efecto de ahorro de energía de todo el sistema de aire acondicionado. Las operaciones inadecuadas de las torres de enfriamiento mencionadas anteriormente son bastante comunes y ocurren durante todo el proceso, desde el arranque hasta la parada, lo que puede causar peligros graves. Los operadores y gerentes relevantes deben dar gran importancia a este problema.
    Los métodos y requisitos de operación correctos para las torres de enfriamiento son los siguientes:
    1. El número de torres de enfriamiento en servicio debe coincidir con el número de unidades activadas.
    2. Cierre las válvulas de entrada y salida de agua de las torres de enfriamiento con los ventiladores apagados para evitar que el agua de enfriamiento fluya a través de las torres inactivas.
    3. Después de apagar el ventilador de una torre de enfriamiento activada temporalmente, no olvide cerrar sus válvulas de entrada y salida de agua.
    4. Inspeccione el estado de funcionamiento de las torres de enfriamiento después del arranque de cada turno. Si se encuentra que el agua de enfriamiento pasa a través de alguna torre de enfriamiento cuyo ventilador está apagado, cierre sus válvulas de entrada y salida de agua de manera oportuna y ajuste el nivel de agua de la bandeja de recolección de agua.
    Algunos condensadores, evaporadores y enfriadores de tornillo de los sistemas de aire acondicionado están equipados con válvulas eléctricas. Sin embargo, las válvulas eléctricas son propensas a fallas y mal funcionamiento, por lo que se requiere una inspección mejorada para garantizar un funcionamiento normal y correcto del sistema. El proceso de refrigeración es esencialmente un proceso de intercambio de calor. El intercambio de calor en los enfriadores de agua es más complicado que el de los acondicionadores de aire de tipo ventana, tipo split y tipo gabinete. El primero adopta refrigeración indirecta, mientras que el último aplica refrigeración directa.
• Control de Ruido de la Torre de Enfriamiento
  • (I) Análisis de la Fuente de Sonido
    Las torres de enfriamiento se aplican ampliamente en sistemas de circulación de agua de enfriamiento de hoteles urbanos, restaurantes, centros comerciales y edificios de oficinas, y también se utilizan ampliamente en empresas industriales como los sectores de petróleo, química, generación de energía y metalurgia.
    (II) Las fuentes de ruido de las torres de enfriamiento consisten en las siguientes partes:
    1. Ruido de admisión y escape del ventilador;
    2. Ruido de caída de agua;
    3. Ruido del reductor del ventilador y del motor;
    4. Ruido generado por las bombas de agua de la torre de enfriamiento, tuberías y válvulas.
    El ruido rotacional, el ruido de vórtice y el ruido mecánico se producen durante el funcionamiento de los ventiladores de enfriamiento. Sus espectros de ruido presentan características de banda ancha. Aunque el nivel de ruido no es extremadamente alto, tiene un fuerte poder de penetración, lo que afectará a los residentes y edificios circundantes, y también sirve como uno de los factores que contribuyen a otras fuentes de ruido. Los componentes de ruido dominantes son el ruido de admisión-escape del ventilador y el ruido de caída de agua. Los ventiladores irradian ruido hacia afuera a través de las entradas de aire, las salidas y el cuerpo de la torre. El ruido en las salidas de escape es aproximadamente 5-10 dB(A) más alto que en las entradas de aire. Su espectro es un espectro continuo dominado por componentes de baja frecuencia, clasificado como ruido de baja frecuencia. Cuando el agua caliente circulante cae del dispositivo de distribución de agua y golpea el agua acumulada en la bandeja de recolección de agua en la parte inferior de la torre, se genera ruido de caída de agua, que pertenece al ruido de alta frecuencia. La intensidad del ruido de caída de agua está relacionada con la altura de caída del agua y el caudal de agua por unidad de tiempo. El ruido general de las torres de enfriamiento presenta un espectro continuo dominado por baja frecuencia sin picos de ruido discretos prominentes, que varía principalmente de 31.5 Hz a 2000 Hz, con un nivel de ruido de aproximadamente 55-85 dB(A).
    (III) Soluciones de Tratamiento
    1. Controlar el ruido en las entradas y salidas de aire de las torres de enfriamiento: adoptar equipos de reducción de ruido como silenciadores y barreras acústicas según las condiciones reales.
    2. Controlar el ruido de caída de agua del cuerpo de la torre: desplegar instalaciones de reducción de ruido que incluyen recintos insonorizados y barreras acústicas basadas en las condiciones del sitio.
    3. Controlar el ruido de las gotas de agua en la bandeja de recolección de agua: aplicar cojines de agua que absorben el ruido y silenciadores de gotas de agua según corresponda.
    4. Controlar la vibración de las torres de enfriamiento: instalar dispositivos de amortiguación de vibraciones como aisladores de vibraciones y juntas flexibles de goma.