A torre de refrigeración é un dispositivo que rexeita o calor residual á atmosfera mediante o refrixeramento dun fluído refrigerante, xeralmente un fluxo de auga, ata unha temperatura inferior. As torres de refrigeración son ampliamente utilizadas en procesos industriais que requiren a eliminación de calor, como a xeración de enerxía, a refrigeración, o aire acondicionado e o procesamento químico. As torres de refrigeración poden clasificarse en diferentes tipos en función do seu fluxo de aire, fluxo de auga, método de transferencia de calor e forma. Algúns tipos comúns de torres de refrigeración son as de corrente natural, forzada, inducida, contracorrente, transversal e húmida/secas.
Para comprender o deseño, funcionamento, rendemento e manutención das torres de refrigeración, é esencial estar familiarizado con algunhas dos termos comúnmente utilizados na industria das torres de refrigeración.
Este artigo explicará os conceptos básicos e definicións da terminoloxía das torres de refrigeración, así como proporcionará algunhas exemplos e fórmulas para cálculo.
Un BTU (Unidade Térmica Británica) é unha unidade de enerxía térmica que se define como a cantidade de calor necesaria para aumentar a temperatura dunha libra de auga nun grao Fahrenheit no rango de 32°F a 212°F. O BTU adoita usarse para medir a carga térmica ou a taxa de transferencia de calor das torres de refrigeración.
Unha tonelada é unha métrica de refrigeración evaporativa equivalente a 15.000 BTUs por hora para torres de refrigeración. Representa a cantidade de calor que pode ser eliminada pola evaporación dunha tonelada de auga a 12.000 BTUs por hora. A tonelada tamén é unha unidade de capacidade de refrigeración igual a 12.000 BTUs por hora.
A carga térmica é a cantidade de calor que necesita ser eliminada do auga circulante dentro do sistema da torre de refrigeración.
Determinase polo proceso de carga térmica e a taxa de fluxo de auga circulante. A carga térmica pode calcularse coa seguinte fórmula:
Onde,
Q = Carga térmica en BTU/hr
m = Taxa de fluxo de masa de auga en lb/hr
Cp = Calor específico do auga en BTU/lb°F
ΔT = Diferenza de temperatura entre o auga quente e o auga frío en °F
A carga térmica é un parámetro importante para determinar o tamaño e o custo da torre de refrigeración. Unha carga térmica maior require unha torre de refrigeración máis grande con máis fluxo de aire e auga.
O rango de refrigeración é a diferenza de temperatura entre o auga quente que entra na torre e o auga frío que sae da torre.
Indica cantidade de calor que se transfire do auga ao aire na torre de refrigeración. Un rango de refrigeración maior significa unha taxa de transferencia de calor maior e un rendemento mellor da torre de refrigeración. O rango de refrigeración pode calcularse por:
Onde,
R = Rango de refrigeración en °F
Th = Temperatura do auga quente en °F
Tc = Temperatura do auga frío en °F
O rango de refrigeración determinase polo proceso e non pola torre de refrigeración. Así, é unha función da carga térmica do proceso e a taxa de fluxo de auga circulante.
O enfoque é a diferenza entre a temperatura do auga frío e a temperatura de bulbo húmido do aire.
Indica o nivel de proximidade da temperatura do auga frío á temperatura de bulbo húmido, que é a temperatura máis baixa que o auga pode alcanzar por evaporación. Un enfoque menor significa unha temperatura de auga frío menor e un rendemento mellor da torre de refrigeración. O enfoque pode calcularse por:
Onde,
A = Enfoque en °F
Tc = Temperatura do auga frío en °F
Tw = Temperatura de bulbo húmido do aire en °F
O enfoque é un dos parámetros máis importantes para decidir o custo e o tamaño da torre de refrigeración. Tamén decide a temperatura mínima posible do auga frío que pode lograrse coa torre de refrigeración. Normalmente, un enfoque de 2.8°F é o que os fabricantes poden garantir.
A temperatura de bulbo húmido é a temperatura máis baixa
