Base de conocimiento
Todo motor, enfriadora y proceso acaba en el mismo problema: un calor que tiene que ir a algún sitio. Las tres máquinas que lo llevan a la atmósfera son el aerorrefrigerador, el radiador y la torre de refrigeración, y a menudo se confunden porque las dos primeras son casi lo mismo con nombres distintos. Esta guía compara las tres —cómo funcionan, hasta qué temperatura pueden enfriar, qué consumen y cuánto cuesta tenerlas— para que la elección se haga por las razones correctas.
Aerorrefrigerador y radiador: una máquina, dos nombres
Ambos son intercambiadores de calor refrigerados por aire: una batería de tubo aleteado, ventiladores y un bastidor. El líquido permanece dentro de los tubos, el aire pasa por las aletas y nada se evapora. El sector de la climatización llama aerorrefrigerador a la unidad; el sector de los motores la llama radiador: radiador montado en el motor cuando va sobre el skid del grupo electrógeno con un ventilador accionado por correa, radiador remoto cuando está separado y lleva ventiladores eléctricos. El diseño, los materiales y los límites son idénticos.
Lo que difiere es la carga. Un radiador de motor se diseña según los datos del fabricante del motor —un caudal de refrigerante, una temperatura de salida, una pérdida de carga máxima, a menudo dos circuitos— y para el día más caluroso, en el que el motor debe seguir entregando plena potencia. Un aerorrefrigerador de proceso se diseña para una temperatura de proceso. TECS construye ambos con las mismas baterías y los mismos ventiladores.
La torre de refrigeración: evaporación en lugar de aire solamente
Una torre de refrigeración pulveriza el agua caliente sobre un relleno y hace pasar aire a través de él. Parte del agua se evapora, y la evaporación se lleva el calor: aproximadamente 2.400 kJ por cada kilogramo que pasa a vapor, mucho más de lo que el aire por sí solo podría transportar. El agua restante se enfría hacia la temperatura de bulbo húmedo del aire, que en un día seco de verano está 10 K o más por debajo de la temperatura de bulbo seco que limita a un aerorrefrigerador.
El precio es el agua y los cuidados. Una torre consume agua de reposición por evaporación, arrastre y purga, necesita tratamiento químico contra incrustaciones, corrosión y legionela, produce un penacho visible con tiempo frío y puede congelarse. Para una instalación con agua disponible y un proceso que requiere agua fría, es la opción económica; para un grupo electrógeno o un emplazamiento sin agua, rara vez lo es.
Temperaturas, agua, ruido y superficie ocupada
Temperatura: un aerorrefrigerador o radiador entrega el líquido unos kelvin por encima de la temperatura de bulbo seco ambiente; una torre de refrigeración, unos kelvin por encima de la temperatura de bulbo húmedo, que es más baja. Un motor no necesita agua fría —su agua de camisas funciona a 90 °C o más—, de modo que el límite del aerorrefrigerador no supone ninguna desventaja; el condensador de una enfriadora o un proceso a 30 °C pueden requerir la torre.
Agua: nula en el aerorrefrigerador, continua en la torre. Ruido: ambos tienen ventiladores; el aerorrefrigerador puede construirse largo con ventiladores EC lentos y diseñarse para un límite sonoro en el cerramiento, mientras que la torre añade el sonido del agua que cae. Superficie ocupada: una torre es compacta para su carga; un aerorrefrigerador necesita superficie frontal de batería, que una disposición en V reduce a la mitad. Mantenimiento: el aerorrefrigerador se limpia con agua o aire; la torre requiere tratamiento del agua, limpieza del relleno y un régimen contra la legionela. Coste: el aerorrefrigerador es la instalación más sencilla y normalmente la más barata de mantener, la torre suele ser la más barata de comprar.
Qué opción para qué instalación
Grupos electrógenos, centrales de motores e instalaciones de cogeneración con motor de gas: el aerorrefrigerador como radiador remoto, de circuito único o LT/HT, o el radiador montado en el motor sobre un skid abierto. Grupos electrógenos de respaldo de centros de datos: radiadores remotos o unidades en V en la cubierta, diseñados para el límite sonoro. Enfriadoras de centros de datos y refrigeración de procesos: aerorrefrigeradores donde el agua es escasa o la instalación debe mantenerse seca, torres de refrigeración donde hay agua disponible y la temperatura debe ser baja. Turbinas de gas: es otra cuestión, que se resuelve con baterías de aire de admisión.
TECS construye el lado refrigerado por aire de todas estas instalaciones: radiadores remotos horizontales, verticales y en V, unidades LT/HT, enfriadores de emergencia para cogeneración y los módulos de calefacción que acompañan a las plantas de motores de gas. Para una comparación con sus propios datos, envíe la carga térmica, las temperaturas y el emplazamiento, o la hoja de datos del motor, y la propuesta le mostrará la unidad adecuada.
En resumen
- Aerorrefrigerador y radiador remoto: la misma máquina refrigerada por aire, sin agua, limitada por la temperatura de bulbo seco
- Radiador montado en el motor: la misma batería sobre el skid, accionada por el motor
- Torre de refrigeración: evaporación, agua más fría, consumo y tratamiento continuos de agua
- Los motores funcionan calientes y no necesitan el agua fría de la torre
- El ruido, la superficie ocupada y el mantenimiento favorecen al aerorrefrigerador en la mayoría de las instalaciones con motor
- TECS diseña la opción refrigerada por aire para cada carga de motor, central y centro de datos
Para comparar con sus propios datos
- Calor a disipar y temperatura de salida del líquido requerida
- Temperatura ambiente de diseño y humedad del emplazamiento
- Disponibilidad y calidad del agua en el emplazamiento, si se contempla una torre
- Límite sonoro y la distancia a la que se aplica
- Espacio disponible y si la unidad se instala en el suelo o en una cubierta
- Hoja de datos del motor, cuando la carga es un motor
Preguntas frecuentes
¿Puede un aerorrefrigerador sustituir a una torre de refrigeración?
Cuando el proceso admite una temperatura del líquido unos kelvin por encima de la de bulbo seco ambiente, sí, y se elimina el consumo y el tratamiento del agua. Cuando el proceso necesita agua próxima a la temperatura de bulbo húmedo, el aerorrefrigerador tendría que ser muy grande, y la respuesta es un aerorrefrigerador adiabático o la torre.
¿Por qué los grupos electrógenos usan radiadores y no torres de refrigeración?
Porque el refrigerante del motor funciona a entre 80 y 100 °C, muy por encima de cualquier temperatura ambiente, de modo que el radiador dispone de una amplia diferencia de temperatura, y porque un grupo de emergencia debe funcionar sin agua, sin tratamiento y sin atención. Además, el radiador es el sistema de refrigeración estándar del fabricante del motor.
¿Cuál es más silencioso?
Un aerorrefrigerador bien diseñado con ventiladores de velocidad variable. Su ruido procede solo de los ventiladores, y estos pueden ralentizarse siempre que no se necesite la carga completa; una torre añade el sonido del agua y hace funcionar sus ventiladores siempre que está en marcha.
¿Cuál requiere menos mantenimiento?
El aerorrefrigerador: limpieza periódica de la batería y las comprobaciones habituales de ventiladores y motores. Una torre necesita tratamiento continuo del agua, purga, limpieza del relleno y de la balsa y control de la legionela.
¿Y los enfriadores híbridos o adiabáticos?
Son aerorrefrigeradores que humedecen el aire entrante en los días calurosos para ganar unos kelvin de aproximación. Consumen poca agua, solo cuando hace falta, y se eligen para emplazamientos muy calurosos donde un aerorrefrigerador puramente seco sería demasiado grande.
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