Revisión de los elementos de relleno en torres de refrigeración con configuración de contraflujo

Los aspectos básicos de las torres de refrigeración se tienen que analizar de forma más o menos regular para proporcionar información vital a cualquier persona nueva en el sector, pero también es un buen recordatorio para los que llevan muchos años en la industria. Existen tres diseños básicos de geometría de relleno para los productos de rellenos de película modular: relleno reticulado (CF), relleno estriado (OF) y relleno vertical (VF). Cada geometría tiene sus propias ventajas y desventajas en relación con la resistencia a las incrustaciones y el rendimiento térmico.

Relleno reticulado
Los diseños de relleno reticulado han sido el estándar de la industria durante más de 30 años. La orientación nominal de 30° respecto a la vertical de los canales, con un ángulo de 60° entre canales de chapas adyacentes, maximiza la turbulencia y la mezcla de aire y agua, creando altas tasas de transferencia de calor en secciones de relleno relativamente poco profundas (6" y menos).

Otra característica importante es la capacidad de esta geometría para redistribuir lateralmente el agua que cae, de modo que una sección de relleno multicapa formada por hileras horizontales alternas pueda "mojar" completamente todo el volumen con relleno. Esto hace que la geometría de estrías cruzadas sea muy eficiente en términos térmicos pero poco resistente a las incrustaciones. El diseño de estrías en ángulo ralentiza la velocidad de la película de agua, lo que facilita la deposición de sólidos. Por este motivo, Brentwood desaconseja el uso de relleno CF en aguas con un alto potencial de incrustación.

Relleno estriado
Al igual que los rellenos CF, la geometría de estrías descentradas-verticales permite un alto grado de turbulencia aire-agua y, por lo tanto, altos índices de transferencia de calor. Un factor diferenciador entre los dos tipos de relleno es que los rellenos con estrías ofrecen una menor resistencia al flujo de aire (caída de presión) que los rellenos CF. Las estrías verticales permiten una alta velocidad de la película de agua, permitiendo así un mayor grado de resistencia a las incrustaciones que los rellenos CF. Como los canales están desplazados, el agua puede migrar lateralmente, como en el caso de los rellenos de CF, pero en menor medida. Sin embargo, en el caso del agua con muchas incrustaciones, los diseños OF deben considerarse sólo si se requiere alcanzar el máximo rendimiento térmico.

Relleno de estrías verticales
La geometría de estrías verticales permite la mayor velocidad de la película de agua y el mayor grado de resistencia a las incrustaciones. Los nuevos diseños VF permiten altas velocidades de transferencia de calor, pero no tan altas como las de los diseños CF y OF. La película de agua a alta velocidad reduce significativamente la fijación de bacterias formadoras de limo y, por tanto, la acumulación de limo. Brentwood recomienda este tipo de relleno cuando el agua de origen tiene un fuerte potencial de incrustación y el rendimiento térmico puede verse comprometido.

Las referencias anteriores son para diseños de relleno con configuraciones a contraflujo y sus macroestructura. Los mismos fundamentos pueden aplicarse a los rellenos de película, así como a los nuevos paquetes modulares de salpicaduras, o paquetes de goteo. Recientemente se ha producido un aumento de las solicitudes de información sobre el potencial de incrustación entre sistemas de goteo con diseño reticulado y sistemas de goteo con estrías verticales, como el HTP25. Estos productos parece que tienen una alta capacidad de proteger contra las incrustaciones, pero los principios subyacentes de por qué se forman incrustaciones en los paquetes siguen apareciendo. Los diseños con estrías cruzadas siguen aumentando el rendimiento térmico a expensas de la velocidad del agua a través de los paquetes, en comparación con el diseño de estrías verticales, debido a la menor velocidad del agua y a las tensiones de cizallamiento correspondientes.

En futuros blogs profundizaremos en los temas relacionados con las incrustaciones y compartiremos algunos resultados preliminares de la cámara de incrustaciones Brentwood R&D, ¡esté atento!