Un fondo de textura azul oscuro sin costuras con un sutil dibujo del logotipo de Brentwood's.

¿Cuál es el impacto de la geometría del relleno y el método de transferencia de calor (goteo frente a salpicadura) en la resistencia a las incrustaciones en rellenos de "estructura metálica" de las torres de refrigeración?

En la edición de 2017 de la Conferencia anual del CTI en Nueva Orleans, Angela Zaorski y Bill Miller dieron una ponencia sobre su investigación en este tema.

El objetivo de la investigación era verificar si los rellenos de "estructura metálica" que se están introduciendo en el mercado son realmente tan resistentes a las incrustaciones como algunos afirman que son y si existe alguna diferencia en el potencial de formación de incrustaciones entre los distintos diseños de rellenos de estructura metálica. Dado que realmente se puede ver a través de estos productos, deben ser extremadamente resistentes a las incrustaciones en las peores condiciones del agua, ¿verdad?

Hay muchos estudios y trabajos que confirman que cuanto más se acerque a la vertical la geometría de las estrías de un relleno de película, mayor será la resistencia del producto a las incrustaciones, debido a las mayores velocidades del agua a través de los envases y a las mayores tensiones de cizallamiento que impiden que prosperen las colonias biológicas. Por ejemplo, lo vemos con nuestro relleno estriado, OF21MAque ha demostrado ser más resistente a las incrustaciones que un producto térmicamente comparable, de tipo reticulado, CF1900MA.

Así que, con esto en mente, hicimos lo que mejor sabemos hacer... ¡probar!

En primer lugar, colocamos paquetes contra salpicaduras modulares de desplazamiento vertical (VOMSF) y paquetes de relleno por goteo reticulados (CFTF) en nuestra cámara de prueba de incrustaciones y realizamos una prueba de incrustación durante 21 semanas en la que controlamos los microbios del sistema y también mantuvimos el SST en 375ppm. Había múltiples bahías de cada producto que vieron la misma calidad de agua, el mismo volumen de agua, los mismos sólidos en suspensión y la misma luz, todo durante el mismo tiempo. Los pesos se registraron continuamente durante el periodo de 21 semanas. Los resultados medios se muestran en el gráfico siguiente y demuestran que la geometría del relleno marcó definitivamente la diferencia en el aumento de peso de los rellenos, con el diseño de relleno reticulado siendo más efectivo, hasta un 400% más que el paquete de salpicaduras modular de desplazamiento vertical.

Con esa información podemos determinar que, sí, la geometría del relleno y el modo de refrigeración desempeñan un papel importante en el potencial de incrustaciones de un producto de relleno, al igual que se ha demostrado repetidamente para los sistemas de relleno de película de torres de refrigeración.

Sin embargo, no paramos las pruebas en este punto. Para consternación de nuestros colegas de I+D a los que les encanta tener el equipo totalmente limpio, decidimos seguir adelante y poner los paquetes con incrustaciones en nuestro banco de pruebas térmicas para ver qué efecto tendrían las incrustaciones en el rendimiento térmico de los productos. Esto proporcionaría a los propietarios y operadores de torres una mejor comprensión de lo que estas incrustaciones significan realmente para el rendimiento de su torre de refrigeración.

Más abajo mostramos la comparación de un recorrido térmico para una torre de refrigeración estándar, montada in situ, modelada con productos limpios y luego modelada con los productos con incrustaciones:

Como puede ver, el relleno por goteo sin incrustaciones y reticulado proporciona un rendimiento térmico ligeramente superior cuando se modela en un escenario "como nuevo". Sin embargo, los propietarios/operadores entienden que tras el primer día de uso, los envases empezarán inevitablemente a formar incrustaciones. En las mismas condiciones de agua, viendo exactamente la misma calidad del agua durante exactamente el mismo tiempo, la torre que utiliza el paquete de relleno estriado vertical descentrado y con incrustaciones sólo perdió un 2% de su capacidad térmica. Por el contrario, la torre modelada utilizando el paquete de goteo con incrustaciones y reticulado ¡perdió una asombrosa capacidad de torre de 18%! Eso puede ser devastador para el rendimiento y la rentabilidad de una planta.

Sin embargo, como sacrificio, los propietarios tienen que ser conscientes del coste del ciclo de vida asociado a su selección de relleno y no necesariamente a la evaluación de la torre en un estado "como nuevo". Si está pensando en utilizar un relleno de estructura metálica, entonces sabe que ya tiene aguas bastante comprometidas y está buscando un producto que reduzca el impacto de las incrustaciones durante el funcionamiento a largo plazo de la torre de refrigeración.

Según la experiencia de Brentwood, los paquetes de relleno reticulado pueden taponarse con la misma facilidad cuando se utilizan con aguas de lagos y ríos en las que los lodos, limos y biológicos son un componente importante de las aguas de origen, como en una de las muchas fotos que recibimos de clientes en las que los productos se aplican mal. Estos lodos y limos se quedan pegados al crecimiento biológico que se forma a lo largo de los numerosos filamentos y en los muchos "recovecos" de este estilo de producto y crecen sobre sí mismos, provocando el taponamiento.

Para combatir este efecto de taponamiento, el producto seleccionado debe incorporar geometrías de estrías más verticales para combatir la adherencia biológica y también incorporar un modo de transferencia de calor por salpicadura, o impacto, para combatir las deposiciones. Esto disminuirá el grado de incrustación en comparación con un diseño de estrías cruzadas que funciona por goteo del agua a lo largo de sus miembros estructurales con goteo secundario.

Si la mejor selección para una aplicación de agua comprometida es un producto de armazón de alambre y el rendimiento a largo plazo es importante, entonces la investigación muestra claramente que los productos de armazón más vertical son, de hecho, mucho más resistentes a las incrustaciones y proporcionarán agua más fría durante mucho más tiempo. Se trata de los mismos resultados, demostrados, que vemos con los rellenos de película.

Si desea leer el documento completo sobre este tema, puede descargarlo de la Página web del CTI por un precio simbólico.

Imagen abstracta con un diseño minimalista de formas geométricas en blanco y gris claro. El fondo tiene un sutil degradado, creando una estética limpia y moderna.
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