Sistemas Cerrados - Sistemas Pasivos y Sistemas Activos
Enfriamiento
La mayoría de los procesos industriales que generan calor, utilizan agua para mantener
la temperatura en un nivel adecuado. Mientras que la temperatura se mantenga
controlada durante todo el año, la producción de la compañía no se detendrá. Este
calor, lo podemos mantener dentro de un rango ideal con diferentes sistemas, cada
uno con características de operación que nos obligan en ocasiones, a seleccionar uno o
dos sistemas que trabajen en combinación.
En los sistemas de enfriamiento por agua tenemos dos tipos, abiertos y cerrados
Sistemas Abiertos
En el pasado, los circuitos abiertos eran frecuentes, el agua a temperatura ambiente pasaba por el interior del proceso y se desechaba. Esta practica era poco ecológica ya que el agua utilizada se desechaba, actualmente esta practica ya no es utilizada en la mayoría de los países industrializados.
Sistemas Cerrados – Sistemas Pasivos y Sistemas Activos –
Actualmente los sistemas de circuito cerrado, permiten mantener la temperatura
tanto en invierno como en verano, estos sistemas pueden catalogarse como pasivos o
activos.
Los sistemas de transferencia pasivo, proporcionan temperaturas mínimo de 10ºC
en invierno y 35ºC en verano. Ejemplo de ello son las torres de enfriamiento y los
aeroenfriadores.
Torre de enfriamiento (35ºC en verano)
Las torres de enfriamiento, funciona por evaporación de agua liberando el calor
hacia el medio ambiente.
Desventajas
– Incrustación creciente de minerales en tuberías, paneles, louvers, etc. Ya
que estos minerales están presentes en el agua.
– Contaminación por algas y otros patógenos por la acción del sol y del aire.
– Gasto de agua por evaporación y por reposición.
Ej. Una torre de 50 toneladas permite transferir 150,000 kcal/h, en verano, la
temperatura ambiente en algunas regiones puede alcanzar los 30ºC
El calor especifico de la evaporación es de 540 kcal por Litro de agua
150,000 kcal/h dividido entre 540 kcal = 277.8 Litros por hora de agua evaporada
Si la masa a evaporar es de 277.8 litros por hora + la masa de reposición de agua es de
277.8 litros por hora = Tenemos un gasto de 555.6 litros de agua por hora.
En una jornada laboral de 9 horas tendremos un gasto aproximado de 5,000 litros de
agua al día.
Vale la pena mencionar, las perdidas de agua por arrastre en una torre de
enfriamiento abierta o cerrada. Al enviar a la atmósfera el vapor de agua resultante de
la transferencia de calor, existe un porcentaje de pérdida de agua. El porcentaje
depende del diseño y el estado de los eliminadores de Rocío. Normalmente está
perdida es muy pequeña, prácticamente despreciable 0.005% pero si los eliminadores
están en mal estado, puede alcanzar hasta el 1% del flujo de agua recirculado.
En estas gotas de agua que se envían a la atmosfera, puede estar presente una
bacteria que puede llegar a ser muy dañina para la salud, llamada legionella.
Legionella (enfermedad del legionario y fiebre de Pontiac)
Causas y fuentes comunes de infección
Las bacterias Legionella se encuentran naturalmente en los ambientes de agua dulce,
como lagos y arroyos. Estas bacterias pueden convertirse en una preocupación de salud
cuando se multiplican y propagan en los sistemas de agua artificiales de los edificios,
como:
– Cabezales de ducha y grifos de lavamanos
– Torres de enfriamiento (estructuras que contienen agua y un ventilador como
parte del sistema centralizado de enfriamiento del aire en edificios o procesos
industriales)
– Bañeras de hidromasaje
– Fuentes y accesorios decorativos con agua
– Tanques de agua caliente y calentadores de agua
– Sistemas de tuberías complejos y de gran dimensión
Los sistemas de aire acondicionado de los automóviles y de las casas no usan agua
para enfriar el aire; por lo tanto, no presentan un riesgo de multiplicación de
bacterias Legionella.
https://www.cdc.gov/legionella/about/causes-transmission-sp.html
Aeroenfriador (45ºC en verano)
Permite transferir calor al ambiente siempre y cuando la temperatura de salida delagua, sea mayor a la temperatura del ambiente.
Es un sistema totalmente cerrado y sin consumo de agua, funciona por la convección entre el agua caliente que circula dentro de los tubos y una corriente de aire generada por los ventiladores del equipo. La temperatura del agua es más alta que en las torres pero, por debajo de los 45ºC en verano. El agua no se consume, no se contamina y no tiene acumulación de minerales que se incrusten en el sistema.
Chiller
Al evaporar y condensar sucesivamente un fluido en un circuito cerrado este se enfría,
sacando el calor en la etapa de la evaporación, enviándolo al ambiente en etapa de
condensación. Actualmente, el enfriador de agua, es la manera de obtener
temperaturas constantes por debajo de la temperatura ambiente. Con la posibilidad
de alcanzar temperaturas por debajo de 0ºC, utilizando anticongelante en el agua.
Consideraciones al seleccionar un sistema u otro.
Si la temperatura del agua en verano puede ser de 45ºC en el proceso, la torre o el
Aeroenfriador son una opción.
Si la temperatura del agua del proceso en verano es superior a 35ºC, la torre es la
alternativa. Si necesitas temperaturas menores a 30ºC o por debajo de la temperatura ambiente, el chiller es la solución.
Referencias
https://www.youtube.com/watch?v=UVNmaw2XMiU
https://www.cdc.gov/legionella/about/causes-transmission-sp.html
https://www.cdc.gov/legionella/downloads/fs-legionnaires-sp.pdf
