Enfriamiento de Água em Torres

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4.3 
Enfriamiento 
de agua 
Se trata sobre la reducción de
temperatura del líquido (AGUA),
poniéndola en contacto con el aire.
La reducción es el resultado de dos
procesos simultáneos en el cual se realiza
lo siguiente:
• primero ocurre un intercambio de calor
sensible entre agua caliente y el aire
frio.
• Y en segundo lugar la evaporación de
una porción de agua caliente.
Agua marina
Salmuera
Serpentín 
de frio
Hielo para 
fundir el agua
Serpentín 
de frio
ENFRIAMIENTO
El calor de evaporación de la
porción de agua evaporada es
alimentado por una
disminución del calor sensible
del cuerpo principal(AGUA)
para que se lleve a cabo la
disminución de temperatura.
El calor de evaporación de la
porción de agua evaporada es
alimentado por una
disminución del calor sensible
del cuerpo principal(AGUA)
para que se lleve a cabo la
disminución de temperatura.
4.1 Tipos de 
torres de 
Enfriamiento
 Son equipos que basan su funcionamiento en el principio del enfriamiento
evaporativo.
 Utiliza el agua como refrigerante y que se aplica para transmitir a la atmósfera el
calor excedente de diferentes procesos y máquinas térmicas.
 Se trata de un contacto entre un líquido caliente con un gas insaturado, parte
del líquido se evapora y la temperatura del mismo desciende.
 Las torres de enfriamiento son columnas de un gran diámetro con tipos de
empaque especiales diseñados para ofrecer un buen contacto líquido-gas con
una baja caída de presión.
El aire, inducido o forzado a través de las
entradas de aire por el ventilador, fluye
horizontalmente a través de la sección de
relleno donde interactúa
perpendicularmente con la caída de
agua caliente. Entre sus ventajas se
cuentan el ahorro energético, el respeto
hacia el medioambiente, la seguridad y
una mejorable relación entre la inversión
y el rendimiento.
El aire entra por debajo de la capa
de relleno y circula en
contracorriente ascendente hacia el
flujo de agua descendente. Ésta es
una distribución más eficiente para la
transferencia de calor y permite una
mayor aproximación de la
temperatura
El flujo del aire necesario se obtiene como
resultado de la diferencia de densidades,
entre el aire más frío del exterior y húmedo
del interior de la torre. Utilizan chimeneas
de gran altura para obtener el tiro
deseado. Debido a las grandes
dimensiones de estas torres se utilizan flujos
de agua de más de 200.000gpm. Son muy
utilizadas en las centrales térmicas.
En este tipo de torres,
el aire se succiona
mediante un
ventilador situado en
la parte superior de la
torre. Son las más
utilizadas porque
resultan más eficientes
que otros modelos.
El aire es forzado por un
ventilador situado en la parte
inferior de la torre y se descarga
por la parte superior. Este tipo de
torres resultan menos eficientes
ya que la velocidad de
descarga es menor.
Mayor ahorro energético
Requieren menor inversión
que las condensadoras
de aire.
Tienen menor impacto
ambiental
Menos impacto acústico
Seguridad de las torres
• Presencia de una cepa contaminada
en el sistema de refrigeración
• Condiciones no controladas
• Gotas de agua contaminada
expulsadas a la atmósfera
• Inhalación de una cantidad suficiente
de microgotas
4.2DiseNO DE 
TORRES DE 
ENFRIAMIETO
Los parámetros más importantes a la hora de caracterizar y diseñar
la torre son el rango, la carga térmica, la temperatura de bulbo
húmedo y la aproximación:
Δ
Diferencia de temperatura entre la
entrada y salida del agua. La
dimensión de la torre varía
inversamente con el rango. Para
una determinada carga térmica,
aumentar el rango reduce el
caudal de agua de circulación, por
lo que es necesaria menor
superficie de transferencia de calor,
y por tanto, menor tamaño de la
torre
Es la cantidad de calor que la torre tiene que refrigerar, la dimensión y
coste son proporcionales a este parámetro. Viene definida por la
siguiente fórmula:
Es la temperatura del aire medida con un
termómetro de bulbo húmedo, que es un
termómetro de mercurio que tiene el bulbo
envuelto en un paño de algodón empapado de
agua
. Ambos termómetros están montados sobre un
soporte a distancias estandarizadas, formando el
instrumento llamado psicrómetro. Cuando la
humedad relativa es del 100%, la temperatura del
bulbo húmedo es igual a la temperatura del bulbo
seco, por lo que teóricamente no se puede enfriar
el agua por debajo de la temperatura de bulbo
húmedo, ya que dejaría de saturarse el aire.
Es la diferencia de
temperatura entre la
temperatura del agua a
la salida y la temperatura
de bulbo húmedo del aire
a la entrada. Es el factor
más importante del
performance de la torre.
Una aproximación pequeña indica mayor efectividad, pero
también un mayor coste y consumo de energía, entendiendo
efectividad como una eficiencia térmica y del proceso de
evaporación, no confundir con la eficiencia mecánica de la
torre, que es relativa a la energía requerida para que el aire
circule a lo largo de la torre.
Un balance de entalpía para una sección 
corta de la torre dZ es
Puesto que la variación en la velocidad del líquido en la torre es sólo de 1 a 2%, se
supone que Gx es constante.
La variación en la entalpía del gas es la variación en el calor sensible más la variación
en la humedad multiplicada por el calor de vaporización.
La entalpía del aire saturado es
El balance global de energía para la torre es
En un punto intermedio de la torre, el balance de entalpía es
La velocidad de la transferencia del calor sensible del agua a la superficie de 
contacto es
La velocidad de la transferencia de calor de la superficie de contacto al gas es
Para determinar las condiciones en la superficie de contacto, la velocidad de
transferencia de calor en la película líquida se iguala al cambio de la entalpía del gas.
http://depa.fquim.unam.mx/procesos/generalidades.html#:~:text=Cuando%20el%2
0agua%20se%20evapora,tanto%20que%20su%20temperatura%20disminuya.&text=D
urante%20la%20evaporaci%C3%B3n%20natural%20se,constituye%20un%20proceso%
20de%20enfriamiento.
https://www.svasd.com/wpcontent/uploads/2014/02/Procesos_de_Enfriamiento_Olv
era.pdf
https://www.quiminet.com/articulos/los-procesos-de-enfriamiento-
del-agua-7827.htm
https://quimicaitatljmm.files.wordpress.com/2015/05/apuntes-torres-de-enfriamiento-
ej15.pdf
http://depa.fquim.unam.mx/procesos/generalidades.html#:~:text=Cuando%20el%20agua%20se%20evapora,tanto%20que%20su%20temperatura%20disminuya.&text=Durante%20la%20evaporaci%C3%B3n%20natural%20se,constituye%20un%20proceso%20de%20enfriamiento
https://www.svasd.com/wpcontent/uploads/2014/02/Procesos_de_Enfriamiento_Olvera.pdf
https://www.quiminet.com/articulos/los-procesos-de-enfriamiento-del-agua-7827.htm
https://quimicaitatljmm.files.wordpress.com/2015/05/apuntes-torres-de-enfriamiento-ej15.pdf