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AEROENFRIADORES DE AGUA HÍBRIDOS
TECNOLOGÍA DE PUNTA EN ENFRIAMIENTO DE AGUA
Por:
Enrique Figueroa
Mar 24, 2008
El vital líquido ha sido el elegido en enfriamiento por sus características termodinámicas y sobretodo por su bajo costo, esta situación esta cambiando dramáticamente ya que sus costos se han incrementado exponencialmente haciendo que la industria empiece a considerar seriamente la disminución del uso de este recurso con el objeto de reducir sus costos de operación y lograr que los precios de sus productos se vuelvan mas competitivos. Por otro lado, también surge la conciencia ecológica pues si analizamos el desperdicio de agua en la industria y vemos la necesidad de este recurso, que en algunas poblaciones es muy escaso, tendremos forzosamente que cambiar nuestra forma de actuar.
Los sistemas tradicionales de enfriamiento de agua logran su objetivo a partir del principio de la evaporación, es decir, una parte del flujo de agua que entra a la torre de enfriamiento se evapora y se pierde, aunado a esto, para mantener la calidad del agua y evitar problemas de incrustación se debe practicar una purga.
La suma de estas pérdidas está en el orden del 2 al 3% del flujo de agua.
El aumento en los costos del agua y las restricciones actuales para su uso hacen que se empiece a pensar en sustituir estos equipos evaporativos y que en un futuro no muy lejano sea incosteable utilizarlos.
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¿CÓMO FUNCIONAN LOS AEROENFRIADORES HÍBRIDOS?
Los aeroenfriadores híbridos enfrían fluidos en circuito cerrado por flujo de aire ambiente y por evaporación de agua. A temperaturas ambiente bajas el calor es transferido por convección (enfriamiento seco).
Con temperaturas ambiente altas la superficie aletada del intercambiador de calor (serpentín) se humedece con un circuito secundario de agua. El calor, entonces es transferido una parte por convección y otra por evaporación, en una forma latente sin generar pluma de vapor a la atmósfera. Aun en temperaturas muy bajas estos aeroenfriadores no generan pluma de vapor.
En temperaturas ambiente altas, la mayoría del calor latente es transferido por evaporación. Conforme desciende la temperatura ambiente la transferencia de calor por evaporación decrece y la transferencia de calor por convección se incrementa hasta que la unidad trabaja sólo de manera seca.
Los Aeroenfriadores híbridos tienen consumos de agua y energía muy bajos, sólo consumen entre 10 al 20% del agua consumida por los sistemas tradicionales logrando exactamente las mismas temperaturas de agua y se obtienen ahorros de energía hasta de un 20% contra los sistemas tradicionales.
Entre el enfriamiento en seco y la operación a la máxima carga, la velocidad de los ventiladores es regulada de acuerdo a la temperatura del fluido a la salida. Esto nos conduce a un consumo de energía bajo con un control óptimo de los ventiladores y grandes ahorros de agua debido a que la operación húmeda sólo se va a dar a cuando la temperatura ambiente sea tal que no se pueda obtener la temperatura del agua deseada.
Todas las funciones de la unidad son controladas automáticamente, haciendo de este equipo un equipo inteligente.
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El medio a enfriar (agua o glicol/agua) del circuito primario fluye por dentro del intercambiador de calor (serpentín) tipo “v” el cual toma el calor del agua y lo envía a la atmósfera (este flujo lo llamaremos flujo de agua de proceso y es el agua que ira a enfriar las máquinas en circuito cerrado). Los ventiladores de tiro inducido se encuentran en la parte donde el aire caliente es enviado a la atmósfera (cámara plena). La velocidad de los ventiladores es controlada por variadores de velocidad independientes para cada ventilador.
El circuito secundario de agua es el que envía agua de la cisterna hacia canales abiertos ajustables que corren en la parte alta del serpentín a lo largo del equipo en sus dos lados y en esta parte no hay influencia del flujo de aire. El agua del circuito secundario se colecta en una charola y de ahí es guiada hacia la cisterna que siempre se encuentra sólo en un lado de la unidad.
En este punto comentaremos que las bombas de recirculación de agua cuentan también con variadores de velocidad. La película de agua que se forma sobre el intercambiador de calor sirve también para lavar el mismo lo cual previene que los contaminantes atmosféricos tales como materia orgánica, polvo y basura se depositen en el intercambiador de calor (serpentín).
Además el serpentín esta provisto de un recubrimiento Kataoferico horneado a 400°C con el objeto de evitar que haya incrustación en el serpentín.
Toda el agua del circuito secundario fluye por gravedad hacia la cisterna cuando las bombas se apagan y en caso de temperaturas ambiente demasiado bajas la cisterna es vaciada por la válvula automática para prevenir congelamiento.
El drenado de agua de la cisterna para evitar la concentración de sólidos se hace automáticamente monitoreando la conductividad y a través de las válvulas automáticas tanto de purga como de llenado, lo cual minimiza la perdida de agua por purga.
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