Torre de resfriamento: Cálculo de tuberías hidráulicas
Al instalar una torre de enfriamiento de agua, siempre existe el problema de especificar las tuberías hidráulicas que darán servicio al sistema. Preguntas habituales:
1. ¿Qué bomba usar?
2. ¿Cuál es el calibre de la tubería?
3. ¿Qué controles se deben usar, como presión, temperatura, dosificación?
Para responder a la pregunta anterior, es necesario tomar una decisión sobre el diagrama del circuito hidráulico. Para facilitar la comprensión presentamos a continuación 3 tipos básicos.
Esquemas mas usados
Esquema utilizado para el cálculo de tuberías.
Torre con su propia piscina de agua enfriada
Sistema completo
Torre de enfriamiento con 2 tanques
Un depósito para agua fría y otro depósito para agua caliente. Este esquema se utiliza cuando hay varias fuentes de calor. Cada fuente vierte agua caliente en un depósito de recogida, desde donde se bombea a la torre de refrigeración.
Subtitular:
| 1 - Torre de refrigeración | 11 - Medidor de pH |
| 2 - Bombas | 12 - Alivio de aire |
| 3 - Suministro de agua Dulce | 13 - Aguas residuales |
| 4 - Llenado rápido | 14 - Drenaje |
| 5 - Control de nivel | 15 - Piscina |
| 6 - Filtro | 16 – Tratamiento de agua |
| 7 - Manómetro | 17 - Fuente de calor |
| 8 - Enjuague | 18 – Válvula de derivación |
| 9 - Bomba dosificadora | 19 – Depósito dosificador |
| 10 - Medidor | 20 - Termostato |
Calibre de tubería – diâmetro
La elección del diámetro de la tubería determinará cuánto capital se invertirá.
El diámetro de la tubería, para el caudal de diseño en m³/h, es función de la velocidad del agua dentro de la tubería. La velocidad ideal es de 2,5 m³/s. En esta condición, el capital invertido para la construcción del circuito hidráulico y el correspondiente consumo energético para el bombeo del agua es el menor posible. Este estudio es orientativo, en caso de duda póngase en contacto con nuestro departamento de ingeniería.
Las siguientes tablas utilizadas para la determinación de tuberías:
Exemplo numérico
| 1 - Caudal de agua circulante - Gw | 100 m³/h |
| 2 - Tubo elegido | 5 in |
| 3 - Total - estimación - de liquidación y devolución | 20 m |
| 4 - Hg Altura de bombeo - desnivel | 5 m |
| 5 - Caída de presión en la tubería | 0,82 m |
| 6 - Suponemos 5 codos de 90° | 0,99 m |
| 7 - Suponemos que la tubería tiene 2 válvulas de | 0,05 m |
| 8 - Suponemos que la instalación dispone de un intercambiador de calor | 10 m |
| 9 - Altura de bombeo de la torre | 3 m |
| 10 - La pérdida de carga total será de | 14,86 m |
| 11 - La bomba selecciona (100 m³/h, contra 14,86 m) | 125-080-200 de 15 cv |
Tabla 1: Tubos de acero, pared lisa, DIN 2440
Notas: 1) Gw = caudal de agua en (m³/); 2) v = velocidad del agua dentro de la tubería en (m/s); 3) hv pérdida de carga teórica en m = v²/2.g (gravedad = 9,81 m/s²; 4) y = hv x c , pérdida de carga cada 100m , donde c es la característica de cada tubería y/o accesorio. El valor de c varía según el tubo y su calibre. Para los accesorios, utilice la tabla 2.
Tabla 2: Pérdida de carga de componentes
Nomenclatura utilizada en las tablas 1 y 2
La siguiente tabla de bombas es solo orientativa. Para una selección se debe consultar al fabricante de la bomba elegida. La selección de la bomba se realiza por medio del caudal deseado, más 20%, aconsejable, y la caída de presión calculada como se ha explicado anteriormente.
Ejemplo:
Caudal de 15 m³/h, presión de 25 mCA
Modelo de bomba: 050-032-200
Motor de 3 HP
Diámetro del rotor: 240 mm
Pérdida de carga a superar en metros columna de agua - m CA
