Que é unha torre de refrixeración de corrente natural

Unha torre de refrigeración de corrente natural é un tipo de intercambiador de calor que enfría a auga por contacto directo co aire. Empregase en centrais eléctricas, refinerías de petróleo, plantas petroquímicas e plantas de gas natural para eliminar o calor excesivo do sistema de circulación de auga. Unha torre de refrigeración de corrente natural basease no principio da corrente convectiva para proporcionar a circulación de aire, sen necesidade de ventiladores ou outros dispositivos mecánicos. A corrente de aire está impulsada pola diferenza de densidade entre o aire cálido e húmido dentro da torre e o aire ambiente máis frío e seco fóra da torre.

Como Funciona Unha Torre de Refrigeración de Corrente Natural?

O principio básico de funcionamento dunha torre de refrigeración de corrente natural ilustrase no seguinte diagrama:

Os compoñentes principais dunha torre de refrigeración de corrente natural son:

• Entrada de auga quente: É onde entra a auga quente do sistema ou condensador na parte superior da torre. A entrada de auga quente está conectada a unha serie de bocais que asperxan a auga sobre o material de recheo.

• Material de recheo: É un material poroso que proporciona unha gran superficie para a transferencia de calor entre a auga e o aire. O material de recheo pode estar feito de madeira, plástico, metal ou cerámica. O material de recheo pode estar disposto de diferentes formas, como barras de salpicado, grades ou paquetes de película.

• Bacín de auga fría: É onde a auga enfríada recolle na parte inferior da torre. O bacín de auga fría ten unha válvula de drenaxe e unha bomba que recircula a auga de volta ao sistema ou condensador.

• Entrada de aire: É onde o aire fresco entra na torre na base. A entrada de aire pode estar aberta ou pechada, dependendo do deseño da torre.

• Saída de aire: É onde o aire cálido e húmido sai da torre na parte superior. A saída de aire pode ter un difusor ou unha chimenea para mellorar a corrente de aire.

O proceso de enfríar a auga nunha torre de refrigeración de corrente natural implica dous mecanismos principais: a transferencia de calor sensible e a transferencia de calor latente.

• Transferencia de calor sensible: Esta é cando o calor transfiérase da auga quente ao aire frío por contacto directo. Como resultado, a temperatura de ambos os fluidos cambia, pero non a súa fase. A transferencia de calor sensible depende de factores como a diferenza de temperatura, a taxa de fluxo e a superficie de contacto.

• Transferencia de calor latente: Esta é cando o calor transfiérase da auga quente ao aire frío por evaporación. Como resultado, parte da auga cambia a súa fase de líquido a vapor, mentres absorbe calor do seu entorno. A transferencia de calor latente depende de factores como a relación de humidade, a presión de vapor e o coeficiente de transferencia de masa.

A combinación de transferencia de calor sensible e latente enfría a auga e aquece o aire. A auga enfríada cae ata o bacín de auga fría, mentres que o aire aquecido asciende ata a saída de aire debido á flotabilidade. O efecto de flotabilidade crea unha corrente natural que atrái máis aire fresco na entrada de aire, creando un ciclo continuo de enfríamento.

Qué Tipos de Torres de Refrigeración de Corrente Natural Existen?

As torres de refrigeración de corrente natural poden clasificarse en dous tipos segundo a súa configuración:

• Torres de refrigeración de corrente natural contracorrente: Nestas torres, a auga flúe cara abaixo, e o aire flúe cara arriba en direccións opostas. Isto permite unha maior diferenza de temperatura e unha maior eficiencia de enfríamento. No entanto, estas torres requiren máis altura e máis bocais de aspersión que as torres de corrente cruzada.

• Torres de refrigeración de corrente natural de corrente cruzada: Nestas torres, a auga flúe cara abaixo, e o aire flúe horizontalmente en direccións perpendiculares. Isto permite unha menor altura e menos bocais de aspersión que as torres contracorrente. No entanto, estas torres teñen unha menor diferenza de temperatura e unha menor eficiencia de enfríamento que as torres contracorrente.

A seguinte táboa resume algúns das vantaxes e desvantaxes de cada tipo:

| Corrente cruzada | Menor altura Menor custo Menos bocais de aspersión Menos propensa ao escalamiento | Menor diferenza de temperatura Menor eficiencia de enfríamento Peor distribución de auga Máis propensa ao xeo |

A seguinte figura mostra a diferenza entre as torres de refrigeración de corrente natural contracorrente e de corrente cruzada:

Qué Aplicacións Teñen as Torres de Refrigeración de Corrente Natural?

As torres de refrigeración de corrente natural adoitan ser preferidas para aplicacións que requiren:

• Gran capacidade de enfríamento constante durante moitos anos

• Baixos custos operativos e de manutención

• Baixo nivel de ruido e consumo de enerxía

• Alta resistencia ás cargas de vento e á corrosión

Algunhas exemplos de aplicacións que usan torres de refrigeración de corrente natural son:

• Centrais térmicas que usan carón, petróleo, gas ou combustible nuclear para xerar electricidade

• Refinerías de petróleo que procesan petróleo crudo en diversos produtos como gasolina, diésel, combustible para avións, etc.

• Plantas petroquímicas que producen produtos químicos a partir de petróleo ou gas natural

• Plantas de gas natural que procesan gas natural en gas natural licuado (GNL), gas natural comprimido (GNC) ou outros produtos

Qué Vantaxes e Desvantaxes Teñen as Torres de Refrigeración de Corrente Natural?

Algúns das vantaxes das torres de refrigeración de corrente natural son:

• Non requiren ventiladores ou outros dispositivos mecánicos para inducir a corrente de aire, o que aforra enerxía e reduz o ruido

• Teñen baixos custos operativos e de manutención, xa que teñen menos partes móveis e menos desgaste

• Teñen baixas perdas do sistema, xa que perden menos do 1% do flujo total de auga debido á evaporación

• Teñen unha gran capacidade de enfríamento, xa que poden manexar enormes cantidades de flujo de auga

• Non teñen recirculación de aire, xa que teñen unha saída alta que prevén que o aire cálido reentre na torre

Algúns das desvantaxes das torres de refrigeración de corrente natural son:

• Requiren unha gran inversión inicial de capital, xa que son caras de construír e instalar

• Requiren unha gran área, xa que teñen unha base ampla e unha altura elevada

• É difícil obter permiso de planificación, xa que teñen un impacto estético negativo na zona local

• O seu rendemento depende da velocidade e dirección do vento, xa que poden afectar á corrente de aire e á transferencia de calor

• Propina