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Al igual que en los minisitios correspondientes a torres de enfriamiento y condensadores evaporativos, en este capítulo de enfriadores de líquidos, también denominados de torres de enfriamiento de circuito cerrado, el alcance del término enfriamiento está siendo restringido a proceso unitarios en los cuales la temperatura de agua que se entrega está acotada fundamentalmente por la temperatura de bulbo húmedo prevalente aunque acompañando su evolución en el transcurso del tiempo, sea horas, días o meses. Podemos expresar numéricamente en forma aproximada como:
temperatura lograble de agua fría = ca. temperatura de bulbo húmedo + "approach"
En general, el "approach" o acercamiento a la temperatura de bulbo húmedo debe ser como mínimo 5°F (2.7°C). Dicho de otra manera, la temperatura de agua fría lograble mediante enfriamiento evaporativo a lo sumo es esperable acercase hasta distar "sólo" 5 Fahrenheit de la temperatura de bulbo húmedo reinante en el peor momento. Obviamente que la temperatura de agua fría acompañará las oscilaciones de la temperatura de bulbo hûmedo lo cual naturalemente sea menor en esos otros intervalos. Normalmente el diseño se dimensiona para el peor momento lo cual permite en el resto de año, en ciertos casos, la operación "free cooling" (i.e. empleo de agua de enfriamiento sin apelar al sistema de frío).
Esta tercera alternativa de máquinas, i.e. enfriadores o torres de enfriamiento de circuito cerrado, completa a grosso modo el espectro de enfriadores de agua basados en el principio de enfriamiento evaporativo, i.e. enfriamiento del agua remanente mediante la evaporación de una fracción del caudal, o dicho de otra manera, conversión de calor sensible a latente por generación de vapor.
Es importante remarcar que ninguno de los tres casos, i.e. torres de enfriamiento (circuito abierto), condensadores evaporativos, o enfriadores de líquidos (circuito cerrado) estaría dentro de lo que preferimos denominar refrigeración mecánica, esto es empleando algún tipo de compresor. Estrictamente deberíamos sin embargo incluir los enfriadores de líquido empleando condensador por aire, pero la significativa penalización energética asociada, superior al 25-30%, ha históricamente relegado la participación de estas tecnologías a las instalaciones más pequeñas, e.g. 5 chiller tons de efecto frigorífico. El escrito de Dodds es extremadamente ilustrativo, comparando unidades de enfriamiento evaporativo vs. condensación por aire. Por otro lado, observar ciertas obras sean de índole commercial o residencial y recordar comentarios de Ashrae: “las unidades de condensador remoto, i.e. split, han prevalecido en los mercados en los cuales la performance no ha sido un criterio de evaluación (!)”
La alternativa enfriador o torre de enfriamiento de circuito cerrado, (i.e. instalando el haz de tubos o serpentines dentro de la unidad), se originó históricamente como un mejoramiento de la tradicional configuración torre de enfriamiento (de circuito abierto) trabajando en conjunto con un intercambiador de calor. Sin argumentar demasiado en la conveniencia de esto, se aplican prácticamente las mismas contraindicaciones que anotáramos en el material de condensadores evaporativos, a saber sintéticamente:
El afán histórico ha sido básicamente ampliar el espectro de alternativas, complaciendo a las distintas escuelas de refrigeración industrial. Basta examinar la tremenda popularidad de la configuración clásica, torres de enfriamiento e intercambiador, así como la multiplicidad de fabricantes, para remarcar los francos beneficios de dicha alternativa. A modo de ejemplo, la mayoría de los enfriadores de líquidos de circuito cerrado, así como los condensadores evaporativos, están fabricados con cerramientos galvanizados. Las virtudes del plástico reforzado con fibra de vidrio, por ejemplo y especialmente apreciadas en la industia pesada, petroquímica, son incoporadas en forma standard, rutinaria, en la casi totalidad de los mejores diseños de torres de enfriamiento.
Elementos constitutivos de un enfriador de circuito cerrado
A grandes rasgos, las partes principales de un enfriador de líquidos o torre de enfriamiento de circuito cerrado son las siguientes: