Diseño de ventilador de torre de enfriamiento

Tipos de diseños de ventiladores de torres de enfriamiento

El ventilador de la torre de enfriamiento es el componente responsable de fomentar el flujo de aire alrededor de toda la torre de enfriamiento. Generalmente se utilizan dos diseños típicos.

• \Torres de enfriamiento tradicionales

  El diseño tradicional del ventilador de la torre de enfriamiento se basa en una torre de enfriamiento de accionamiento superior. En las torres de enfriamiento de accionamiento superior, el ventilador de la torre de enfriamiento se encuentra en la parte superior de la torre. Este diseño fuerza al aire a fluir hacia abajo a través del material de relleno. Después de eso, se extiende horizontalmente y se recoge en la cuenca de distribución de agua.

  El diseño tradicional del ventilador de la torre de enfriamiento tiene algunas ventajas. Primero, proporciona un flujo de aire natural sin la necesidad de fuentes de energía adicionales. Además, las torres de enfriamiento tradicionales de accionamiento superior a menudo utilizan ventiladores de torres de enfriamiento grandes. Estos ventiladores grandes ayudan a distribuir rápidamente el aire por toda la torre, lo que mejora la eficiencia del intercambio de calor. Como resultado, el rendimiento térmico general de la torre de enfriamiento mejora.

  Independientemente de estas ventajas, las torres de enfriamiento tradicionales de accionamiento superior también tienen algunos inconvenientes. Para empezar, el gran tamaño y el peso de los ventiladores montados en la parte superior pueden resultar en tareas de instalación y mantenimiento difíciles. Además, los cojinetes del ventilador y los ejes de transmisión están expuestos al agua y a los residuos. Esta exposición puede provocar un mayor desgaste de los cojinetes y hacerlos susceptibles a fallas en el sistema de transmisión.

• La nueva versión de un diseño de ventilador de torre de enfriamiento es de accionamiento por base. Las torres de enfriamiento de accionamiento por base tienen sus ventiladores montados en la base de la torre. Empujan el aire hacia arriba y a través del material de relleno. Las torres de enfriamiento de accionamiento por base también se conocen como torres de enfriamiento de empuje hacia arriba.

  El diseño del ventilador de la torre de enfriamiento de accionamiento por base ofrece varios beneficios. Por un lado, los ventiladores están más cerca del suelo y, por lo tanto, son fáciles de alcanzar. Los operadores de la torre pueden tener fácil acceso al ventilador para cualquier mantenimiento necesario o inspecciones rápidas. Además, este diseño tiene espacio para ventiladores de mayor diámetro. Estos ventiladores mejoran la eficiencia energética y reducen el costo por energía generada.

  Además, las torres de enfriamiento de accionamiento por base parecen ser menos ruidosas en comparación con las torres de enfriamiento tradicionales de accionamiento superior. Esto se debe a que la posición del ventilador en la sección inferior de la torre permite una difusión de sonido más natural antes de que el aire salga de la torre.

  Independientemente de los grandes beneficios que ofrece, el diseño del ventilador de la torre de enfriamiento de accionamiento por base tiene algunos inconvenientes. Por ejemplo, la posición del ventilador y la dirección del flujo de aire pueden hacer que atraiga residuos y contaminantes del medio ambiente hacia la torre y las superficies de intercambio de calor. Este fenómeno hace que el diseño de la torre de enfriamiento de accionamiento por base requiera un mantenimiento y una limpieza más frecuentes.

Especificaciones y mantenimiento del diseño del ventilador de la torre de enfriamiento

Especificaciones

• Tamaños

  La dimensión general del ventilador de la torre de enfriamiento dependerá de la forma específica de la torre de enfriamiento de la que forma parte. Los tamaños varían desde pequeños (como 300 mm de diámetro) y medianos (como 600 mm de diámetro) hasta grandes (como más de 1200 mm de diámetro). Los ventiladores altos y delgados se utilizan para las torres de enfriamiento abiertas, y los anchos y cortos se utilizan para las torres de enfriamiento cerradas.

• Flujo de aire

  Un caudal de 900-1000 cfm es típico, que es la cantidad de aire que puede mover un pequeño ventilador de torre. La capacidad de enfriamiento total o la cantidad de aire que la torre necesita manejar determinará cuántos ventiladores tendrá.

• Potencia

  Los ventiladores de las torres de enfriamiento son en su mayoría de 1/3 HP a 1/2 HP. La potencia mide la potencia de salida del motor que impulsa el ventilador. Cuanto mayor sea el flujo de aire que enfría, más potencia deberán tener sus motores.

  Por ejemplo, un ventilador de 1/2 HP puede proporcionar 3,000 cfm, mientras que uno más pequeño puede proporcionar solo 2,000 cfm con un motor de 1/3 HP.

• Velocidad del ventilador

  La velocidad del ventilador es la velocidad a la que un ventilador gira, medida en revoluciones por minuto (rpm). El rango de rpm típico para los ventiladores de las torres de enfriamiento está entre 700 y 1,000 rpm.

Mantenimiento

El ventilador de una torre de enfriamiento necesita algunas inspecciones periódicas y un mantenimiento menor para que funcione bien.

• Mantenerlo limpio.

  El área alrededor del ventilador de la torre debe inspeccionarse cada seis meses aproximadamente para asegurarse de que no haya acumulación de residuos o suciedad en las palas o el carenado. Se puede utilizar una hidrolavadora para eliminar cualquier acumulación, y un detergente suave puede ayudar a eliminar la suciedad. Mantener el ventilador libre y limpio de residuos mejora el flujo de aire y reduce la carga del motor.

• Lubricarlo.

  También es importante lubricar los cojinetes del ventilador con grasa o aceite cada año después del trabajo de la torre. Esto ayuda a que los cojinetes giren libremente. La lubricación regular reduce la fricción, evita el sobrecalentamiento para prolongar su vida útil y evita fallas prematuras de los cojinetes.

• Comprobar la tensión de la correa.

  Si el ventilador es de accionamiento por correa, la tensión de las correas debe comprobarse al menos una vez al año. Las correas que estén demasiado flojas deben ajustarse correctamente. La tensión adecuada de la correa mejora la eficiencia de enfriamiento al evitar el deslizamiento. Al igual que la lubricación, también asegura que las correas transmitan la cantidad correcta de potencia del motor al ventilador de la torre de enfriamiento.

Escenarios del diseño del ventilador de la torre de enfriamiento

Una torre de enfriamiento que funciona correctamente es necesaria para las industrias que consumen mucha agua. Se estima que una torre de enfriamiento que funciona correctamente le ahorra a una planta de procesamiento químico alrededor de un millón de dólares al año simplemente al reducir sus necesidades de agua.

Las torres de enfriamiento son útiles para las siguientes industrias:

• Generación de energía: El 80% de las plantas de energía utilizan agua como refrigerante principal y, por lo tanto, necesitan torres de enfriamiento eficientes para regular la cantidad de agua que se recircula a través de la planta.
• Petroquímica: En las refinerías de petróleo y gas, a menudo se encuentran torres de enfriamiento. Las refinerías tienen que usar mucha agua para mantener las máquinas y los sistemas funcionando perfectamente, lo cual solo es posible con torres de enfriamiento que funcionan.
• Química: Las torres de enfriamiento juegan un papel generalizado en el procesamiento químico, ya sea petroquímicos, farmacéuticos o cualquier otro subsector. Los productos químicos deben enfriarse rápidamente para evitar que se estropeen, y las torres de enfriamiento hacen precisamente eso.
• Fabricación industrial: Las plantas de fabricación de electrónica, metal, plásticos e incluso sistemas HVAC controlan y monitorizan de cerca la regulación de la temperatura. Las torres de enfriamiento pueden ayudar a gestionar estos por una fracción de los costos.
• HVAC: Los grandes edificios comerciales como oficinas de gran altura, hoteles, centros de datos y campus utilizan torres de enfriamiento como parte de sus sistemas HVAC. Esencialmente para ayudar a que los sistemas de aire acondicionado sean más eficientes energéticamente y a mantener los serpentines del condensador funcionando de manera óptima.

Cómo elegir un diseño de ventilador de torre de enfriamiento

La elección del diseño correcto del ventilador de enfriamiento implica varios parámetros. No se trata simplemente de estética, sino también de cuán funcional puede ser el diseño.

• Requisitos de espacio

  El espacio disponible afectará los requisitos de enfriamiento y la cantidad de torres que se pueden instalar. Los diseñadores deben considerar la huella de la torre, así como su altura. Deben tener en cuenta cualquier restricción impuesta por las autoridades locales. Es posible que deban trabajar dentro de los confines de la estructura de un edificio. Por lo tanto, es importante que la solución de enfriamiento se ajuste al espacio disponible.

• Capacidad de carga estructural

  Los arquitectos deben instalar torres de enfriamiento que puedan ser soportadas por el peso de la estructura existente. Esto puede implicar calcular la capacidad de carga del edificio para ver si se necesita soporte adicional.

• Rangos de temperatura

  La ubicación geográfica de un edificio afectará los rangos de temperatura. Si se encuentra en un área caliente, se debe utilizar una torre más eficiente para ayudar a reducir los costos operativos.

• Restricciones de ruido

  La colocación de la torre dependerá de la distancia que se encuentre de áreas sensibles como escuelas o sitios residenciales. Si está cerca de estos lugares, el diseñador tendrá que elegir una torre con niveles de ruido más bajos. También podría considerar la instalación de barreras de sonido para reducir el impacto en los miembros de la comunidad circundante.

• Características opcionales

  Es crucial considerar las características opcionales y su impacto en el costo de la torre. Por ejemplo, un eliminador de deriva puede reducir la pérdida de agua, y un sistema de enfriamiento de circuito cerrado puede reducir el riesgo de contaminación. Otras características opcionales, como los controles automáticos de los ventiladores, pueden reducir los costos de energía al ajustar las necesidades de enfriamiento según la hora del día y la ocupación.

• Integración del sistema

  Puede ser adecuado tener un sistema controlado centralmente que monitoree diferentes partes del edificio. Un solo controlador central puede ayudar a reducir los costos, ya que no será necesario instalar torres de enfriamiento grandes. Una pequeña puede ser suficiente si se pueden utilizar otras formas de enfriamiento.

• Estética general

  Si bien la torre fría no suele ser visible, se debe explorar la parte de la torre donde se encuentra el ventilador. Su diseño debe asemejarse a las otras estructuras de la azotea. El patrocinador querrá una estructura que se vea bien y no algo que.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Cuánto tiempo puede durar una torre de enfriamiento con un cronograma de mantenimiento de rotación del ventilador adecuado?

A1: En general, la mayoría de los componentes de la torre de enfriamiento pueden durar más de 20 años cuando se sigue el cronograma de mantenimiento de rotación del ventilador adecuado. Sin embargo, la vida útil puede variar según algunos factores, como la frecuencia del mantenimiento, la química del agua, las condiciones ambientales y los parámetros operativos.

P2: ¿Cuáles son los signos de un ventilador de la torre de enfriamiento que está desequilibrado?

A2: Algunos signos comunes de un ventilador de la torre de enfriamiento desequilibrado pueden incluir exceso de ruido, mayor consumo de energía, menor eficiencia de enfriamiento y vibración.

P3: ¿Está bien lavar a presión una torre de enfriamiento?

A3: No se recomienda lavar a presión una torre de enfriamiento. El agua a alta presión puede dañar los componentes de la torre, desplazar el relleno o crear fugas.