O que é uma torre de resfriamento de circuito fechado?
As torres de resfriamento de circuito fechado, também conhecidas como resfriadores de fluido evaporativo, mantêm o sistema limpo e livre de contaminantes em um circuito fechado. Isso cria dois circuitos de fluido separados: (1) um circuito externo, no qual a água pulverizada circula pela bobina e se mistura com o ar externo, e (2) um circuito interno, no qual o fluido do processo a ser resfriado circula dentro da bobina. Durante a operação, o calor é transferido do fluido quente na serpentina para a água pulverizada e, em seguida, para a atmosfera à medida que uma parte da água evapora. Além de aplicações de resfriadores e resfriamento de processos industriais, torres de resfriamento de circuito fechado são frequentemente usadas com sistemas de bomba de calor, onde o resfriamento de circuito fechado é necessário.
Princípio da Operação
As torres de resfriamento de circuito fechado operam de maneira semelhante às torres de resfriamento abertas, exceto que a carga de calor a ser rejeitada é transferida do fluido do processo (o fluido sendo resfriado) para o ar ambiente através de uma serpentina de troca de calor. A bobina serve para isolar o fluido do processo do ar externo, mantendo-o limpo e livre de contaminação em um circuito fechado. Isso cria dois circuitos de fluido separados: (1) um circuito externo, no qual a água pulverizada circula pela bobina e se mistura com o ar externo, e (2) um circuito interno, no qual o fluido do processo circula dentro da bobina. Durante a operação, o calor é transferido do circuito interno, através da serpentina para a água pulverizada e, em seguida, para a atmosfera à medida que uma parte da água evapora.
Configuração de Fluxo Combinado
O fluxo combinado é o uso de uma bobina de troca de calor e enchimento para transferência de calor em uma torre de resfriamento de circuito fechado. A adição de preenchimento ao design tradicional da torre de resfriamento de circuito fechado reduz a evaporação na seção da bobina, reduzindo o potencial de incrustação e incrustação. As torres de resfriamento de circuito fechado de fluxo combinado da BAC utilizam fluxo paralelo de ar e spray de água sobre a serpentina e fluxo cruzado de ar / água através do enchimento.
No fluxo paralelo, o ar e a água fluem pela bobina na mesma direção. O fluido do processo viaja da parte inferior para o topo da serpentina, aumentando a eficiência ao trazer a água de pulverização mais fria e o ar em contato com o fluido do processo em sua temperatura mais fria.
No enchimento, o ar e a água interagem em uma configuração de fluxo cruzado: a água flui verticalmente para baixo no enchimento enquanto o ar flui horizontalmente
Em frente.
Configuração de contrafluxo
Em um projeto de torre de resfriamento de circuito fechado de contrafluxo, o fluxo de ar está na direção oposta da água pulverizada. Nas torres de resfriamento de circuito fechado de contrafluxo do BAC, o ar viaja verticalmente para cima através da unidade enquanto a água pulverizada viaja verticalmente para baixo sobre a bobina. O fluido do processo flui de cima para baixo através da bobina e está em contrafluxo térmico para o ar.
Sistema de Ventilador
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Ventilador axial
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Ventilador Centrífugo
O fluxo de ar através da maioria das torres de resfriamento de circuito fechado montadas na fábrica é fornecido por um ou mais ventiladores acionados mecanicamente. O (s) ventilador (es) podem ser axiais ou centrífugos, cada tipo tendo suas próprias vantagens distintas. As unidades de ventiladores axiais requerem aproximadamente metade da potência do motor do ventilador de unidades de ventiladores centrífugos de tamanho comparável, oferecendo economias significativas de custo de ciclo de vida.
Calado Induzido
Os ventiladores podem ser aplicados em configuração de tiragem induzida ou tiragem forçada. Os componentes rotativos de manuseio de ar do equipamento de tiragem induzida são montados no convés superior da unidade, minimizando o impacto do ruído do ventilador nos vizinhos próximos e fornecendo proteção máxima contra congelamento em leque se as unidades operarem em condições de congelamento abaixo. O uso de materiais resistentes à corrosão garante longa vida e minimiza os requisitos de manutenção para os componentes de tratamento de ar.
Calado Forçado
Os componentes rotativos de tratamento de ar estão localizados na face da entrada de ar na base das torres de tiragem forçada, facilitando o acesso para manutenção e serviço de rotina. Além disso, localizar esses componentes na corrente de ar de entrada seca estende a vida do componente, isolando-os do ar de descarga saturado.
Faixa de capacidade
As capacidades do produto são chamadas em termos de uma taxa de fluxo a 95ºF / 85ºF / 78ºF. Isso se refere à taxa de fluxo de água que a unidade pode resfriar de uma temperatura de entrada de 95ºF (35,0ºC) para uma temperatura de saída de água de 85ºF (29,4ºC) a uma temperatura de bulbo úmido de 78ºF (25,6ºC). A BAC oferece software de seleção para avaliar o desempenho de uma torre de resfriamento de circuito fechado em quaisquer condições.
Temperatura máxima da água de entrada
Todas as torres de resfriamento de circuito fechado BAC são capazes de resistir a temperaturas de entrada de fluido de até 180ºF (82,2ºC), e o HXV é capaz de suportar temperaturas ainda mais altas devido à tecnologia de bobina seca adicionada.
Vantagens das torres de resfriamento de circuito fechado
As torres de resfriamento abertas expõem a água de resfriamento do processo à atmosfera, normalmente como parte de um circuito do sistema de resfriamento. As torres abertas têm um design eficiente, simples e econômico. Todos os componentes de um sistema aberto devem ser compatíveis com o oxigênio introduzido pela torre de resfriamento.
As torres de resfriamento de circuito fechado isolam completamente o fluido de resfriamento do processo da atmosfera. Isso é feito combinando o equipamento de rejeição de calor com um trocador de calor em uma torre de circuito fechado. Um sistema de malha fechada protege a qualidade do fluido do processo, reduz a manutenção do sistema e fornece flexibilidade operacional a um custo inicial ligeiramente superior.
atuação
Se um aplicativo deve produzir capacidade total ao longo do ano, é essencial manter um loop de sistema limpo e confiável. Isolar o fluido do processo em um sistema de circuito fechado evita que contaminantes transportados pelo ar entrem e sujem o sistema. Manter o desempenho ideal em um sistema de malha aberta exigirá manutenção regular para garantir eficiência semelhante. Chillers e trocadores de calor de alta eficiência dependem da água limpa do processo para funcionar corretamente e são significativamente afetados por pequenas quantidades de incrustação.
Despesa
O custo do equipamento inicial de um sistema de circuito aberto será menor do que um sistema de circuito fechado de tamanho comparável, uma vez que o sistema aberto não inclui o componente de trocador de calor intermediário. No entanto, o custo inicial mais alto de um sistema de circuito fechado será reembolsado durante os anos de operação por meio das seguintes economias:
- O fluido de processo mais limpo resulta em uma área de superfície interna mais limpa e componentes de maior eficiência no sistema (por exemplo, chiller)
- Custos de manutenção do sistema reduzidos
- Custos de tratamento de água reduzidos para equipamentos evaporativos
- Operando no modo de 'refrigeração gratuita' durante o inverno para economizar o consumo de energia
Manutenção
Uma vez que o fluido de processo de um sistema de circuito fechado é completamente isolado do ambiente, a manutenção de rotina só é necessária no próprio equipamento de rejeição de calor. A necessidade de desligar o sistema periodicamente para limpar o trocador de calor é drasticamente reduzida, se não totalmente eliminada. Fornecer fluido de processo limpo ao sistema estenderá a vida útil de outros componentes do sistema (feixes de condensador, compressores, etc.).
Tratamento de água
Manter a qualidade adequada do fluido de processo em um sistema pode envolver várias etapas, como tratamento químico, equipamento de filtração e adição de água de reposição limpa. Uma torre de resfriamento de circuito fechado pode fornecer as seguintes vantagens sobre uma torre de resfriamento aberta:
- Menor volume de recirculação de água para tratar
- O loop do processo requer tratamento mínimo
- Durante os períodos de operação a seco, a necessidade de água de reposição é eliminada
Flexibilidade Operacional
As torres de circuito fechado permitem os seguintes modos de operação não possíveis com torres abertas:
- Operação de resfriamento livre sem a necessidade de um trocador de calor intermediário: Chiller desligado
- Operação a seco: conservar água e produtos químicos de tratamento, evitar formação de gelo e plumas
- Bombeamento variável: O circuito fechado de água do condensador permite o bombeamento de velocidade variável para conservar energia
Torre de circuito fechado vs. torre aberta / trocador de calor
Às vezes, uma torre de resfriamento aberta é combinada com um trocador de calor para capturar alguns dos benefícios do resfriamento de circuito fechado. A escolha de torres de resfriamento de circuito fechado em vez desta combinação de torre aberta / trocador de calor ainda pode ser uma escolha melhor pelas seguintes razões:
- Custo total: a adição de um trocador de calor (bomba, tubulação, etc.) ao circuito da torre aberta traz o custo inicial muito mais próximo do sistema de torre de circuito fechado
- Equipamento único: o design compacto da torre de circuito fechado conserva espaço em um pacote independente, em comparação com vários locais para o arranjo torre / trocador de calor
- Manutenção: O espaçamento estreito no trocador de calor (por exemplo, placa e estrutura) pode reter sólidos introduzidos pela torre aberta, exigindo limpeza frequente e demorada para garantir um desempenho ideal
- Operação a seco: Torre aberta / sistema de trocador de calor não pode funcionar a seco no inverno
Essas diretrizes fornecem algumas informações gerais para ajudar a decidir se uma torre de resfriamento de circuito fechado é mais adequada para uma aplicação específica do que uma torre aberta, com ou sem um trocador de calor. Para obter assistência adicional com um projeto, entre em contato com o representante local da BAC.