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La refrigeración por agua es un método para disipar el calor de componentes y equipos industriales. La refrigeración por evaporación con agua suele ser más eficiente que la refrigeración por aire . El agua es económica y no tóxica; sin embargo, puede contener impurezas y causar corrosión.
La refrigeración por agua se utiliza habitualmente para enfriar los motores de combustión interna de los automóviles y las centrales eléctricas . Los sistemas de refrigeración por agua que utilizan la transferencia de calor por convección se emplean en algunos ordenadores personales de gama alta para reducir aún más la temperatura de las CPU y otros componentes en comparación con la refrigeración por aire .
Otros usos incluyen el enfriamiento del aceite lubricante en bombas ; para fines de enfriamiento en intercambiadores de calor ; para enfriar edificios en sistemas HVAC y en enfriadoras .
Mecanismo
Ventajas
El agua es económica, no tóxica y está disponible en la mayor parte de la superficie terrestre. La refrigeración líquida ofrece una conductividad térmica mayor que la refrigeración por aire. El agua tiene una capacidad calorífica específica inusualmente alta entre los líquidos comúnmente disponibles a temperatura ambiente y presión atmosférica, lo que permite una transferencia de calor eficiente a distancia con bajas tasas de transferencia de masa. El agua de refrigeración puede reciclarse mediante un sistema de recirculación o utilizarse en un sistema de refrigeración de paso único (OTC). La alta entalpía de vaporización del agua permite la opción de una refrigeración evaporativa eficiente para eliminar el calor residual en torres de refrigeración o estanques de refrigeración . [ 1 ] Los sistemas de recirculación son abiertos si dependen de la refrigeración evaporativa o cerrados si la eliminación de calor se realiza en intercambiadores de calor , con una pérdida evaporativa insignificante. Un intercambiador de calor o condensador puede separar el agua de refrigeración sin contacto del fluido que se está enfriando, [ 2 ] o el agua de refrigeración por contacto puede impactar directamente sobre elementos como hojas de sierra donde la diferencia de fase permite una fácil separación . Las regulaciones ambientales enfatizan la reducción de las concentraciones de productos de desecho en el agua de refrigeración sin contacto. [ 3 ]
Desventajas
El agua acelera la corrosión de las piezas metálicas y constituye un medio favorable para el crecimiento biológico. Los minerales disueltos en las fuentes de agua naturales se concentran por evaporación, dejando depósitos denominados incrustaciones. El agua de refrigeración suele requerir la adición de productos químicos para minimizar la corrosión y la formación de depósitos aislantes de incrustaciones y bioincrustaciones. [ 4 ]
El agua contiene cantidades variables de impurezas por contacto con la atmósfera, el suelo y los recipientes. Al ser tanto conductor eléctrico como disolvente de iones metálicos y oxígeno, el agua puede acelerar la corrosión de la maquinaria que se enfría. Las reacciones de corrosión se producen más rápidamente a medida que aumenta la temperatura. [ 4 ] La conservación de la maquinaria en presencia de agua caliente se ha mejorado mediante la adición de inhibidores de corrosión, incluidos zinc , cromatos y fosfatos . [ 5 ] [ 6 ] Los dos primeros presentan problemas de toxicidad; [ 7 ] y el último se ha asociado con la eutrofización . [ 8 ] Las concentraciones residuales de biocidas e inhibidores de corrosión son una preocupación potencial para la OTC y la purga de sistemas abiertos de recirculación de agua de refrigeración. [ 9 ] Con la excepción de las máquinas con una vida útil de diseño corta, los sistemas cerrados de recirculación requieren tratamiento o reemplazo periódico del agua de refrigeración, lo que plantea una preocupación similar sobre la eliminación final del agua de refrigeración que contiene productos químicos utilizados con supuestos de seguridad ambiental de un sistema cerrado. [ 10 ]
La bioincrustación se produce porque el agua es un entorno favorable para muchas formas de vida. Las características de flujo de los sistemas de recirculación de agua de refrigeración favorecen la colonización por organismos sésiles que utilizan el suministro circulante de alimento, oxígeno y nutrientes. [ 11 ] Las temperaturas pueden alcanzar valores lo suficientemente altos como para sustentar poblaciones termófilas de organismos como ciertos tipos de hongos . [ 12 ] La bioincrustación de las superficies de intercambio de calor puede reducir las tasas de transferencia de calor del sistema de refrigeración, y la bioincrustación de las torres de refrigeración puede alterar la distribución del flujo para reducir las tasas de refrigeración por evaporación. La bioincrustación también puede crear concentraciones diferenciales de oxígeno, aumentando las tasas de corrosión. Los sistemas OTC y de recirculación abierta son más susceptibles a la bioincrustación. La bioincrustación puede inhibirse mediante modificaciones temporales del hábitat. Las diferencias de temperatura pueden desalentar el establecimiento de poblaciones termófilas en instalaciones de operación intermitente, y los picos de temperatura intencionales a corto plazo pueden matar periódicamente a las poblaciones menos tolerantes. Los biocidas se han utilizado comúnmente para controlar la bioincrustación cuando se requiere la operación continua de la instalación. [ 13 ]
El cloro puede añadirse en forma de hipoclorito para disminuir la bioincrustación en los sistemas de agua de refrigeración, pero posteriormente se reduce a cloruro para minimizar la toxicidad del agua de purga o de OTC que se devuelve a los entornos acuáticos naturales. El hipoclorito es cada vez más destructivo para las torres de refrigeración de madera a medida que aumenta el pH. Los fenoles clorados se han utilizado como biocidas o se han lixiviado de la madera tratada en las torres de refrigeración. Tanto el hipoclorito como el pentaclorofenol tienen una eficacia reducida a valores de pH superiores a 8. [ 14 ] Los biocidas no oxidantes pueden ser más difíciles de desintoxicar antes de la liberación del agua de purga o de OTC a los entornos acuáticos naturales. [ 15 ]
Se han mantenido concentraciones de polifosfatos o fosfonatos con zinc y cromatos o compuestos similares en los sistemas de refrigeración para mantener las superficies de intercambio de calor lo suficientemente limpias como para que una película de óxido de hierro gamma y fosfato de zinc pueda inhibir la corrosión al pasivar los puntos de reacción anódicos y catódicos. [ 16 ] Estos aumentan la salinidad y los sólidos disueltos totales, y los compuestos de fósforo pueden proporcionar el nutriente esencial limitante para el crecimiento de algas que contribuyen a la bioincrustación del sistema de refrigeración o a la eutrofización de los ambientes acuáticos naturales que reciben agua de purga o agua de OTC. Los cromatos reducen la bioincrustación además de inhibir eficazmente la corrosión en el sistema de agua de refrigeración, pero la toxicidad residual en el agua de purga o agua de OTC ha fomentado concentraciones más bajas de cromato y el uso de inhibidores de corrosión menos flexibles. [ 7 ] El agua de purga también puede contener cromo lixiviado de las torres de refrigeración construidas con madera preservada con arseniato de cobre cromado . [ 17 ]
Los sólidos disueltos totales o SDT (a veces llamados residuo filtrable) se reportan como la masa de residuo que queda cuando se evapora un volumen medido de agua filtrada . [ 18 ] La salinidad indica cambios en la densidad o conductividad del agua causados por materiales disueltos. [ 19 ] La probabilidad de formación de incrustaciones aumenta con el incremento de los sólidos disueltos totales. Los sólidos comúnmente asociados con la formación de incrustaciones son el calcio y el magnesio, tanto como carbonato como sulfato . Las tasas de corrosión aumentan inicialmente con la salinidad en respuesta al aumento de la conductividad eléctrica, pero luego disminuyen después de alcanzar un pico a medida que los niveles más altos de salinidad disminuyen los niveles de oxígeno disuelto. [ 4 ]
Algunas aguas subterráneas contienen muy poco oxígeno cuando se bombean desde pozos, pero la mayoría de los suministros de agua naturales incluyen oxígeno disuelto. El aumento de las concentraciones de oxígeno acelera la corrosión. [ 4 ] El oxígeno disuelto se acerca a los niveles de saturación en las torres de refrigeración. Es beneficioso en el agua de purga o de OTC que se devuelve a entornos acuáticos naturales. [ 20 ]
El agua se ioniza en cationes hidronio (H₃O⁺ ) y aniones hidróxido ( OH⁻ ) . La concentración de hidrógeno ionizado (como agua protonada) en un sistema de agua de refrigeración se expresa como el nivel de pH. [ 21 ] Los valores bajos de pH aumentan la tasa de corrosión; los valores altos de pH favorecen la formación de incrustaciones. El anfoterismo es poco común entre los metales utilizados en sistemas de refrigeración por agua, pero las tasas de corrosión del aluminio aumentan con valores de pH superiores a 9. La corrosión galvánica puede ser grave en sistemas de agua con componentes de cobre y aluminio. Se puede añadir ácido a los sistemas de agua de refrigeración para prevenir la formación de incrustaciones si la disminución del pH compensa el aumento de la salinidad y los sólidos disueltos. [ 22 ]
centrales eléctricas de vapor
Pocas otras aplicaciones de refrigeración se aproximan a los grandes volúmenes de agua necesarios para condensar vapor a baja presión en centrales eléctricas . [ 24 ] Muchas instalaciones, en particular las centrales eléctricas, utilizan millones de galones de agua al día para refrigeración. [ 25 ] La refrigeración con agua a esta escala puede alterar los entornos acuáticos naturales y crear nuevos entornos. La contaminación térmica de ríos, estuarios y aguas costeras es un factor a considerar al ubicar dichas plantas. El agua que regresa a los entornos acuáticos a temperaturas superiores a las del agua receptora ambiental modifica el hábitat acuático al aumentar las tasas de reacción bioquímica y disminuir la capacidad de saturación de oxígeno del hábitat. Los aumentos de temperatura favorecen inicialmente un cambio en la población de especies que requieren la alta concentración de oxígeno del agua fría hacia aquellas que disfrutan de las ventajas de mayores tasas metabólicas en agua caliente. [ 11 ]
Los sistemas de refrigeración de paso único (OTC) pueden utilizarse en ríos muy grandes o en sitios costeros y estuarinos . Estas centrales eléctricas vierten el calor residual en el agua del río o de la costa. Por lo tanto, estos sistemas OTC dependen de un amplio suministro de agua de río o de mar para sus necesidades de refrigeración. Dichas instalaciones se construyen con estructuras de captación diseñadas para introducir grandes volúmenes de agua a un alto caudal. Estas estructuras también tienden a atraer grandes cantidades de peces y otros organismos acuáticos, que mueren o resultan heridos en las rejillas de captación . [ 26 ] Los caudales elevados pueden atrapar organismos de natación lenta, incluidos peces y camarones, en las rejillas que protegen los tubos de pequeño diámetro de los intercambiadores de calor de la obstrucción. Las altas temperaturas o la turbulencia y el cizallamiento de la bomba pueden matar o incapacitar a los organismos más pequeños que pasan a través de las rejillas arrastrados por el agua de refrigeración. [ 27 ] : Cap. A2 Más de 1200 centrales eléctricas e instalaciones de fabricación en EE. UU. utilizan sistemas OTC; [ 28 ] : 4–4 las estructuras de captación matan miles de millones de peces y otros organismos cada año. [ 29 ] Los depredadores acuáticos más ágiles consumen los organismos que quedan atrapados en las rejillas; y los depredadores de aguas cálidas y los carroñeros colonizan la descarga de agua de enfriamiento para alimentarse de los organismos arrastrados.
La Ley de Agua Limpia de EE. UU. exigió a la Agencia de Protección Ambiental (EPA) que emitiera reglamentos sobre las estructuras de captación de agua de refrigeración industrial. [ 30 ] La EPA emitió reglamentos finales para nuevas instalaciones en 2001 (enmendados en 2003), [ 26 ] [ 31 ] y para instalaciones existentes en 2014. [ 32 ]
Torres de refrigeración
Como alternativa a la refrigeración por aire caliente (OTC), las torres de refrigeración industriales pueden utilizar agua de río recirculada, agua costera ( agua de mar ) o agua de pozo. Las grandes torres de refrigeración mecánicas de tiro inducido o forzado en las plantas industriales hacen circular continuamente el agua de refrigeración a través de intercambiadores de calor y otros equipos donde el agua absorbe calor. Ese calor se disipa a la atmósfera mediante la evaporación de parte del agua en las torres de refrigeración, donde el aire ascendente entra en contacto con el agua descendente. La pérdida de agua evaporada en el aire que se expulsa a la atmósfera se compensa con agua de río fresca o agua de refrigeración fresca, pero la cantidad de agua perdida durante la refrigeración por evaporación puede afectar el hábitat natural de los organismos acuáticos. Debido a que el agua pura evaporada se reemplaza con agua de reposición que contiene carbonatos y otras sales disueltas, una parte del agua circulante se desecha continuamente como agua de purga para minimizar la acumulación excesiva de sales en el agua circulante; estos residuos de purga pueden alterar la calidad del agua receptora. [ 33 ]
motores de combustión interna
La mezcla de refrigerante caliente se puede utilizar para calentar el aire dentro del automóvil mediante el radiador de la calefacción . Además, la camisa de agua que rodea el motor es muy eficaz para amortiguar los ruidos mecánicos, haciendo que el motor sea más silencioso.
Método abierto
Un sistema de refrigeración por agua abierto utiliza la refrigeración por evaporación , reduciendo la temperatura del agua restante (no evaporada). Este método era común en los primeros motores de combustión interna hasta que se observó la acumulación de incrustaciones debido a las sales y minerales disueltos en el agua. Los sistemas de refrigeración abiertos modernos desperdician continuamente una fracción del agua recirculante como purga para eliminar los sólidos disueltos en concentraciones lo suficientemente bajas como para prevenir la formación de incrustaciones. Algunos sistemas abiertos utilizan agua del grifo , que es económica , pero esto requiere tasas de purga más altas que el agua desionizada o destilada . Los sistemas de agua purificada aún requieren purga para eliminar la acumulación de subproductos del tratamiento químico y prevenir la corrosión y la bioincrustación. [ 34 ]
Presurización
El agua para refrigeración tiene un punto de ebullición de aproximadamente 100 °C a presión atmosférica. Los motores que operan a temperaturas más altas pueden requerir un circuito de recirculación presurizado para evitar el sobrecalentamiento. [ 35 ] Los sistemas de refrigeración automotriz modernos suelen operar a 15 psi (103 kPa) para elevar el punto de ebullición del refrigerante de agua recirculada y reducir las pérdidas por evaporación. [ 36 ]
Anticongelante
El uso de refrigeración por agua conlleva el riesgo de daños por congelación. Las aplicaciones de refrigeración de motores en automóviles y otros vehículos requieren el uso de una mezcla de agua y anticongelante para reducir el punto de congelación a una temperatura improbable. El anticongelante también inhibe la corrosión por metales diferentes y puede aumentar el punto de ebullición, lo que permite un rango más amplio de temperaturas de refrigeración por agua. [ 36 ] Su olor característico también alerta a los operadores sobre fugas y problemas en el sistema de refrigeración que pasarían desapercibidos en un sistema de refrigeración solo con agua.
Otros aditivos
Otros aditivos químicos menos comunes son los productos para reducir la tensión superficial. Estos aditivos están diseñados para aumentar la eficiencia de los sistemas de refrigeración de los automóviles. Dichos productos se utilizan para mejorar la refrigeración de sistemas de refrigeración de bajo rendimiento o de tamaño insuficiente, o en competición, donde el peso de un sistema de refrigeración más grande podría ser una desventaja.
Electrónica de potencia y transmisores
Desde aproximadamente 1930, es común utilizar refrigeración por agua para los tubos de transmisores potentes. Dado que estos dispositivos operan a altos voltajes (alrededor de 10 kV), se requiere agua desionizada, cuyo uso debe controlarse cuidadosamente. Los transmisores modernos de estado sólido pueden diseñarse de manera que incluso los de alta potencia no requieran refrigeración por agua. Sin embargo, en ocasiones, la refrigeración por agua también se utiliza para los tiristores de las válvulas HVDC, para las cuales se requiere agua desionizada.
Mantenimiento de la refrigeración líquida
Las técnicas de refrigeración líquida se utilizan cada vez más para la gestión térmica de componentes electrónicos. Este tipo de refrigeración es una solución para optimizar la eficiencia energética, minimizando al mismo tiempo el ruido y el espacio requerido. Resulta especialmente útil en supercomputadoras o centros de datos, ya que el mantenimiento de los racks es rápido y sencillo. Tras el desmontaje del rack, los acoplamientos de liberación rápida de tecnología avanzada evitan derrames, garantizando la seguridad de los operarios y protegiendo la integridad de los fluidos (sin impurezas en los circuitos). Estos acoplamientos también pueden bloquearse (¿montados en panel?) para permitir conexiones a ciegas en zonas de difícil acceso. En tecnología electrónica, es importante analizar los sistemas de conexión para garantizar:
- Sellado antiderrame (ruptura limpia, acoplamientos de superficie plana)
- Compacto y ligero (materiales de aleaciones especiales de aluminio)
- Seguridad del operario (desconexión sin derrames)
- Acoplamientos de liberación rápida dimensionados para un flujo optimizado
- Sistema de guiado de conexión y compensación de desalineación durante la conexión en sistemas de bastidor.
- Excelente resistencia a las vibraciones y a la corrosión.
- Diseñado para soportar un gran número de conexiones incluso en circuitos de refrigeración bajo presión residual.
Computadoras
La refrigeración por agua suele ser más compleja y costosa que la refrigeración por aire, ya que requiere una bomba, tuberías o conductos para transportar el agua y un radiador, a menudo con ventiladores, para disipar el calor a la atmósfera. Dependiendo de la aplicación, la refrigeración por agua puede generar un riesgo adicional, ya que las fugas del circuito de recirculación del refrigerante pueden corroer o provocar cortocircuitos en componentes electrónicos sensibles.
La principal ventaja de la refrigeración líquida para enfriar los núcleos de la CPU en equipos informáticos es que transporta el calor desde la fuente hacia una superficie de enfriamiento secundaria, lo que permite el uso de radiadores grandes y de diseño más óptimo , en lugar de aletas pequeñas y relativamente ineficientes montadas directamente sobre la fuente de calor. La refrigeración de componentes informáticos calientes con diversos fluidos se utiliza al menos desde el Cray-2 en 1982, que utilizaba Fluorinert . Durante la década de 1990, la refrigeración líquida para PC domésticas fue ganando popularidad entre los entusiastas, pero se hizo notablemente más común tras la introducción de los primeros procesadores con frecuencia de gigahercios a principios de la década de 2000. En 2018, existían docenas de fabricantes de componentes y kits de refrigeración líquida, y muchos fabricantes de ordenadores incluían soluciones de refrigeración líquida preinstaladas en sus sistemas de alto rendimiento.
La refrigeración líquida se puede utilizar para muchos componentes informáticos, pero generalmente se emplea para la CPU y las GPU . Normalmente, la refrigeración líquida utiliza un bloque de agua , una bomba de agua y un intercambiador de calor agua-aire. Al transferir el calor del dispositivo a un intercambiador de calor independiente de mayor tamaño mediante ventiladores más grandes y de menor velocidad, la refrigeración líquida permite un funcionamiento más silencioso, velocidades de procesador mejoradas ( overclocking ) o un equilibrio entre ambas. Con menos frecuencia, también se pueden refrigerar con agua los puentes norte , los puentes sur , los discos duros , la memoria , los módulos reguladores de voltaje (VRM) e incluso las fuentes de alimentación . [ 37 ]
El tamaño de los radiadores internos puede variar: desde 40 mm con doble ventilador (80 mm) hasta 140 mm con cuatro ventiladores (560 mm), y su grosor de 30 mm a 80 mm. Los ventiladores del radiador pueden montarse en uno o ambos lados. Los radiadores externos pueden ser mucho más grandes que los internos, ya que no necesitan ajustarse al espacio de la carcasa del ordenador. Las carcasas de gama alta pueden tener dos puertos con arandelas de goma en la parte posterior para las mangueras de entrada y salida, lo que permite colocar los radiadores externos lejos del PC.
Una línea en T se utiliza para eliminar las burbujas de aire atrapadas en el agua circulante. Está compuesta por un conector en T y un tramo de tubo con tapón. El tubo actúa como un mini depósito, permitiendo que las burbujas de aire se acumulen en él al quedar atrapadas en el conector en T, y finalmente se eliminen del sistema mediante purga. El tramo con tapón puede equiparse con un racor de llenado para liberar el gas atrapado y añadir líquido.
Hasta finales de la década de 1990, los sistemas de refrigeración líquida para ordenadores de sobremesa eran de fabricación casera. Se fabricaban con radiadores de coche (o, más comúnmente, con el núcleo del calefactor del coche ), bombas de acuario y bloques de agua caseros, tubos de PVC y silicona de grado laboratorio y diversos depósitos (fabricados en casa con botellas de plástico o construidos con acrílico cilíndrico o láminas de acrílico, generalmente transparentes) y/o una conexión en T. Más recientemente, un número creciente de empresas está fabricando componentes de refrigeración líquida lo suficientemente compactos como para caber dentro de una carcasa de ordenador. [ 38 ] Esto, junto con la tendencia a utilizar CPU con mayor disipación de potencia, ha aumentado enormemente la popularidad de la refrigeración líquida.
Los entusiastas del overclocking han utilizado ocasionalmente refrigeración por compresión de vapor o enfriadores termoeléctricos en lugar de los intercambiadores de calor estándar más comunes. Los sistemas de refrigeración por agua, en los que el agua se enfría directamente mediante la serpentina del evaporador de un sistema de cambio de fase, pueden enfriar el refrigerante circulante por debajo de la temperatura ambiente (imposible con un intercambiador de calor estándar) y, como resultado, generalmente proporcionan una refrigeración superior de los componentes que generan calor en el ordenador. La desventaja de la refrigeración por cambio de fase o termoeléctrica es que consume mucha más electricidad y se debe añadir anticongelante debido a la baja temperatura. Además, se debe utilizar aislamiento, generalmente en forma de revestimiento alrededor de las tuberías de agua y almohadillas de neopreno alrededor de los componentes que se van a enfriar, para evitar daños causados por la condensación del vapor de agua del aire sobre las superficies enfriadas. Los sistemas de transición de fase necesarios se pueden obtener comúnmente en deshumidificadores o aires acondicionados domésticos . [ 39 ]
Un sistema de refrigeración alternativo, que también permite enfriar los componentes por debajo de la temperatura ambiente y elimina la necesidad de anticongelante y aislamiento de tuberías, consiste en colocar un dispositivo termoeléctrico (conocido comúnmente como "unión Peltier" o "pelt", en honor a Jean Peltier , quien documentó el efecto) entre el componente generador de calor y el bloque de agua. Dado que la única zona con temperatura inferior a la ambiente se encuentra ahora en la interfaz con el propio componente generador de calor, el aislamiento solo es necesario en esa área localizada. La desventaja de este sistema es una mayor disipación de potencia.
Para evitar daños por condensación alrededor de la unión Peltier, una instalación adecuada requiere que esta se encapsule con resina epoxi de silicona. La resina se aplica alrededor de los bordes del dispositivo, impidiendo que el aire entre o salga del interior.
El Power Mac G5 de Apple fue el primer ordenador de sobremesa convencional en incorporar refrigeración líquida de serie (aunque solo en sus modelos más rápidos). Dell siguió su ejemplo lanzando sus ordenadores XPS con refrigeración líquida , utilizando refrigeración termoeléctrica para ayudar a enfriar el líquido. Actualmente, los únicos ordenadores de Dell que ofrecen refrigeración líquida son sus ordenadores de sobremesa Alienware . [ 40 ]
Asus es la primera y única marca convencional que ha producido en masa portátiles con refrigeración líquida. Estos portátiles cuentan con un sistema de refrigeración híbrido aire/agua integrado y pueden conectarse a un radiador de refrigeración líquida externo para obtener refrigeración y alimentación eléctrica adicionales. [ 41 ] [ 42 ]
Barcos y embarcaciones
El agua es un medio de refrigeración ideal para los buques, ya que están constantemente rodeados de agua que generalmente se mantiene a baja temperatura durante todo el año. Los sistemas que funcionan con agua de mar deben fabricarse con cuproníquel , bronce , titanio o materiales similares resistentes a la corrosión. El agua que contiene sedimentos puede requerir restricciones de velocidad en las tuberías para evitar la erosión a alta velocidad o el bloqueo por sedimentación a baja velocidad. [ 43 ]
Otras aplicaciones
La transpiración de las plantas y la transpiración de los animales utilizan la refrigeración por evaporación para evitar que las altas temperaturas provoquen tasas metabólicas insostenibles .
Las ametralladoras utilizadas en posiciones defensivas fijas a veces emplean refrigeración por agua para prolongar la vida útil del cañón durante periodos de fuego rápido, pero el peso del agua y del sistema de bombeo reduce significativamente la portabilidad de las armas refrigeradas por agua. Las ametralladoras refrigeradas por agua fueron ampliamente utilizadas por ambos bandos durante la Primera Guerra Mundial ; sin embargo, hacia el final de la guerra comenzaron a aparecer en el campo de batalla armas más ligeras que rivalizaban en potencia de fuego, eficacia y fiabilidad con los modelos refrigerados por agua. Por lo tanto, las armas refrigeradas por agua han desempeñado un papel mucho menor en los conflictos posteriores.
Un hospital en Suecia utiliza la refrigeración por deshielo para enfriar sus centros de datos, equipos médicos y mantener una temperatura ambiente confortable. [ 44 ]
Algunos reactores nucleares utilizan agua pesada como refrigerante. El agua pesada se emplea en reactores nucleares porque absorbe menos neutrones , lo que permite utilizar combustible menos enriquecido. Para el sistema de refrigeración principal, se prefiere utilizar agua normal mediante un intercambiador de calor, ya que el agua pesada es mucho más cara. Los reactores que utilizan otros materiales de moderación (grafito) también pueden utilizar agua normal para la refrigeración .
En plantas industriales que requieren agua de refrigeración de alta pureza, a veces se utiliza agua industrial de alta calidad (producida por ósmosis inversa o destilación ) y agua potable. La producción de estas aguas de alta pureza genera salmueras residuales que contienen impurezas concentradas del agua de origen.
En 2018, investigadores de la Universidad de Colorado Boulder y la Universidad de Wyoming inventaron un metamaterial de enfriamiento radiativo conocido como "RadiCold", que se ha estado desarrollando desde 2017. Este metamaterial ayuda a enfriar el agua y aumenta la eficiencia de la generación de energía, ya que enfriaría los objetos que se encuentran debajo, reflejando los rayos del sol y, al mismo tiempo, permitiendo que la superficie descargue su calor en forma de radiación térmica infrarroja. [ 45 ]
Véase también
- estanque de enfriamiento
- Refrigeración con agua de lagos profundos
- Refrigeración gratuita
- Refrigeración por inmersión total
- Refrigeración por tubo de calor
- Refrigeración de la tolva
- Refrigeración por aceite
- Refrigeración Peltier
- Termosifón (intercambio de calor pasivo)
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- ↑ Dongliang Zhao; Ablimitar Aili; Yao Zhai; Jiatao Lu; Dillon Kidd; Pandilla Tan; Xiaobo Yin; Ronggui Yang (26 de octubre de 2018). "Enfriamiento subambiental del agua: hacia aplicaciones del mundo real del enfriamiento radiativo diurno" . Julio . 3 : 111– 123. doi : 10.1016/j.joule.2018.10.006 .
Bibliografía
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- Kemmer, Frank N. (1979). El manual del agua de NALCO . McGraw-Hill.
- King, James J. (1995). Diccionario ambiental (3.ª ed.). John Wiley & Sons. ISBN 0-471-11995-4.
- Reid, George K. (1961). Ecología en aguas continentales y estuarios . Van Nostrand Reinhold.
Enlaces externos
- Teoría básica y práctica de las torres de refrigeración
- Howstuffworks "Cómo funcionan los ordenadores con refrigeración líquida"
- Sistemas de refrigeración del motor
- Tecnología de refrigeración
- Refrigeración de hardware informático
- contaminación del agua
