Como torres de resfriamento e chillers trabalham juntas

As plantas e laboratórios raramente dizem que o resfriamento é opcional. Quando um processo funciona quente, a qualidade do produto ou o tempo de operação sofre. Um chiller resfriado a água junto com uma torre de resfriamento formam o sistema básico de rejeição de calor em muitas instalações. A combinação parece simples, mas possui muitas peças móveis. Saber o que cada peça faz e como transferem calor permite detectar problemas rapidamente.

O que é um chiller industrial

Um chiller remove calor de um fluido de processo e fornece água resfriada para a carga. Ele utiliza um ciclo de refrigeração com evaporador, compressor, condensador e dispositivo de expansão.

Em projetos resfriados a água, o condensador libera calor para um circuito de água do condensador. Bombas movem essa água quente para a torre de resfriamento. Os chillers controlam o ponto de ajuste da água resfriada, monitoram pressões e protegem o compressor.

<trp-post-container data-trp-post-id='15903'>How Cooling Towers and Chillers Work Together</trp-post-container> - condenser water loop（images 1）

O que é uma torre de resfriamento

Uma torre de resfriamento rejeita calor para a atmosfera evaporando uma pequena porção da água. A água do condensador quente do chiller chega ao topo da torre. A água se espalha sobre o enchimento enquanto o ar passa por ele. Uma pequena fração da água evapora.

Essa evaporação remove o calor da água restante, que então cai na bacia da torre. Bombas retornam a água resfriada ao condensador do chiller e o ciclo se repete.

Os componentes principais de uma torre incluem o enchimento, bicos, eliminadores de deriva, ventilador e motor, bacia de distribuição e bacia de água fria. O enchimento fornece área de superfície para transferência de calor. Os bicos pulverizam a água para que o ar possa entrar em contato.

Os eliminadores de deriva impedem que pequenas gotas escapem da torre e reduzem a perda de água. O ventilador move o ar e define a taxa de fluxo de ar que a torre precisa para atingir a temperatura de saída desejada.

As torres de resfriamento possuem alguns estilos comuns. Torres de tiragem induzida têm ventiladores que puxam o ar através do enchimento. Torres de tiragem forçada empurram o ar para dentro da torre com ventiladores na entrada. Torres de fluxo cruzado permitem que a água caia verticalmente através do enchimento enquanto o ar passa horizontalmente. Torres de contrafluxo têm ar subindo na direção oposta à água que cai, proporcionando temperaturas de aproximação mais próximas.

<trp-post-container data-trp-post-id='15903'>How Cooling Towers and Chillers Work Together</trp-post-container> - cooling tower（images 2）

Como torres de resfriamento e chillers trabalham juntas

1 O calor do processo quente se move para o evaporador do chiller

O fluido de processo flui para o evaporador. O refrigerante ferve e absorve calor. A água resfriada sai do evaporador no ponto de ajuste e retorna ao processo. Enquanto isso, o vapor de refrigerante vai para o compressor. Este é o ponto onde o calor do processo entra pela primeira vez no ciclo de refrigeração.

2 O compressor eleva a pressão e a temperatura do refrigerante

O compressor bombeia o vapor para uma pressão mais alta e eleva sua temperatura. Esta etapa concentra o calor para que possa ser rejeitado.

3 O calor se move para o circuito de água do condensador

O refrigerante quente flui para o condensador. Ele transfere calor para a água do condensador. Esta água sai do chiller mais quente e viaja através da bomba até a torre de resfriamento.

4 A torre de resfriamento retira calor da água do condensador

A água quente do condensador chega aos bicos de distribuição da torre. A água se espalha sobre o enchimento. O ar flui através do enchimento e uma parte da água evapora. A evaporação resfria a água restante. A água resfriada se acumula na bacia.

5 A água resfriada do condensador retorna ao chiller

As bombas enviam a água mais fria de volta ao condensador do chiller. Quanto mais baixa a temperatura da água do condensador, menor a pressão do chiller e menos energia o compressor consome.

6 Loops de controle e sequenciamento mantêm o equilíbrio

Os controles do chiller modulam a capacidade do compressor para corresponder à carga. Os ventiladores da torre e as bombas de água possuem seus próprios controles. Em muitas plantas, os operadores ajustam a velocidade do ventilador da torre com base na aproximação do condensador ou na pressão do cabeçote. Quando ambos os sistemas de controle estão ajustados, o chiller e a torre atendem à carga de forma eficiente. Se os controles estiverem desalinhados, o sistema oscila e desperdiça energia.

7 Ajustes sazonais e transitórios

No inverno ou em noites frescas, os operadores reduzem a velocidade do ventilador ou fazem a torre ciclar para evitar o resfriamento excessivo. Durante o calor máximo do dia, a torre deve lidar com uma rejeição de calor maior. Filtração em fluxo lateral e dosagem química ajudam a torre a se manter limpa sob condições variáveis.

Conclusão

Um chiller resfriado a água e uma torre de resfriamento formam um único sistema de rejeição de calor onde cada parte afeta a outra. O chiller transfere calor do processo para o circuito de água do condensador. A torre então rejeita esse calor para o ar.

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