En enfriador o chiller es una máquina frigorífica cuya
función es enfriar un medio líquido, el cual suele ser agua. En otras palabras,
cuando la función de frío está activa el chiller mantiene el líquido
refrigerado; también puede funcionar como una bomba de calor para calentar el
líquido. Esto se logra con ayuda del intercambio térmico por expansión directa.
Los componentes básicos de un chiller son los siguientes:
Compresor. Genera una diferencia de presión que permite al
refrigerante en estado líquido circular en el sistema hasta llegar al
condensador en forma de gas. Es el elemento más importante del chiller.
Evaporador. Transfiere el calor del líquido por enfriar al
refrigerante en punto de saturación.
Condensador. Intercambiador de calor que transforma el
refrigerante de gas a líquido.
Microprocesador. Gestiona y controla el funcionamiento del
chiller.
Torre de enfriamiento. Utilizada para reducir la temperatura
del agua.
Válvula termostática. Regula el suministro del líquido
refrigerante al evaporador y reduce la presión del mismo para su vaporización
al punto que se requiera.
Además de las partes básicas mencionadas, el chiller se
compone de otros elementos que se describen en la Figura 1.
Los chillers pueden enfriarse por agua, aire o evaporación,
por tal motivo son sistemas muy utilizados para acondicionar grandes
instalaciones, edificios de oficinas y, sobre todo, aquellos espacios que
necesitan simultáneamente climatización y agua caliente sanitaria (ACS).
En el
caso particular de los enfriadores de agua helada, los usos pueden ser a nivel
industrial, comercial y residencial; por ejemplo, aire acondicionado en
hoteles, centros comerciales, hospitales y oficinas; enfriamiento de equipo
médico, en procesos industriales, etcétera.
En la industria de la refrigeración
se utilizan en todos aquellos procesos en los que disipar calor de equipos y
reactores es una necesidad apremiante.
¿Cómo seleccionar un chiller?
Ahora bien, existe una clasificación básica para iniciar con
la selección de estos equipos: chillers enfriados por agua y chillers enfriados
por aire.
Un chiller enfriado por agua posee una mayor capacidad de
enfriamiento, determinada por la tasa de transferencia de calor del agua y, por
lo tanto, es más recomendable en grandes edificaciones.
En cambio, el chiller enfriado por aire tiene menos
capacidad debido a la menor tasa de transferencia de calor, pero tiene la
ventaja de que requiere menos mantenimiento, pues no le afectan las
incrustaciones de agua que se producen en los tubos de los intercambiadores de
calor en los chillers enfriados por agua. Otro aspecto importante es que los
sistemas refrigerados por agua pueden proporcionar ventajas de eficacia e
impacto ambiental sobre los enfriados por aire.
Existen también diferencias en relación con los costos
iniciales. Los chillers enfriados por aire son menos costosos, ya que los
sistemas de aire frío no requieren de torres de enfriamiento, bombas de
condensación de agua ni otros componentes asociados a los sistemas de aire
acondicionado. Por lo general, los diseños de sistemas de HVACR pequeños se
diseñan considerando chillers enfriados por aire, debido a que los requisitos
extra de los sistemas de agua fría de tratamiento de agua y de mantenimiento
requieren un capital mayor y no se compensan rápidamente con los costos más
bajos de operación.
En cambio, los diseños de sistemas de climatización más
grandes suelen considerar chillers enfriados por agua (por lo general, los
ingenieros y técnicos de aire acondicionado se sienten a gusto con equipos que
necesiten poco o ningún mantenimiento).
Anteriormente hemos planteado la diferencia entre estos
sistemas, en especial respecto a las mejores propiedades de transferencia del
calor del agua en comparación con los chillers enfriados por aire. La principal
ventaja del agua es que el coeficiente de convección (h) es entre 10 y 100
veces mejor que en el aire.
El también conocido como coeficiente de película
controla la transferencia de calor en un área dada constante y una diferencia
en la temperatura. Es decir, cuantifica la influencia de las propiedades del
fluido, de la superficie y del flujo cuando se produce transferencia de calor
por convección.
Otro aspecto a considerar, relacionado con el diseño
arquitectónico del edificio donde se instalará, es la ubicación del sistema y
su interacción con las actividades humanas, pues las unidades de aire
acondicionado enfriadas por agua hacen menos ruido y dan más enfriamiento por
metro cuadrado.
Mientras que los chillers enfriados por aire tienen menor
enfriamiento y son máquinas de aire acondicionado más ruidosas. Este ruido es
molesto sobre todo para los ocupantes de las zonas y de las oficinas más cercanas,
ya que, además de la contaminación auditiva que el ruido produce, también
afecta la concentración de los trabajadores y, en consecuencia, la producción
laboral.
Aspectos relevantes
Cuando se va a realizar un proyecto que requiera el diseño
de un sistema de refrigeración hay varios aspectos que se deben reflexionar
para hacer la selección que mejor se adapte a las necesidades de los clientes.
Durante el proyecto, los involucrados tienen que evaluar
ambos sistemas teniendo en cuenta diversos factores. Los ingenieros en
refrigeración deben considerar las condiciones ambientales (bulbo húmedo, bulbo
seco), número de horas de operación, patrón de carga parcial, costes de
mantenimiento, etcétera.
Cuando se diseñan este tipo de sistemas es necesario considerar
los siguientes puntos clave:
Costo total del ciclo de vida: cuantifica la totalidad de
los gastos (directos o indirectos, fijos o variables) desde que inicia la
investigación para determinar la selección, adquisición, instalación,
operación, mantenimiento y reparaciones
Fuente de energía: calor residual, gas natural, diésel,
biogás, energía solar, agua caliente, vapor, etcétera
Clasificación del enfriador: scroll enfriado por aire o
agua, tornillo enfriado por aire o agua y centrífugo enfriado por aire o agua
Capacidad de enfriamiento de la enfriadora y del evaporador
Material y tipo del evaporador: expansión directa, inundado,
sobrealimentado, tubo descubierto, de superficie de placa, aleteado, de doble
tubo, Baudelot, tipo tanque, etcétera
Material del condensador
Nivel de ruido
Materiales de tuberías internas
Tipo y cantidad de compresores
Cantidad de circuitos de nevera
Requisitos de refrigerante
Temperatura de descarga de fluido
COP: mide la relación entre la capacidad de enfriamiento en
RT y la energía consumida por el enfriador completo en kW. Para enfriadores
medianos o grandes esto debería variar de 3.5 a 7.0, con valores más altos, lo
que significa una mayor eficiencia. La eficiencia de la enfriadora se
especifica a menudo en kilovatios por tonelada de refrigeración (kW / RT)
Entonces, ¿los chillers enfriados por agua son mejores que
los enfriados por aire? Para esta pregunta no existe una respuesta concluyente.
El hecho es que todo depende. Los chillers enfriados por agua normalmente
condensarán a una presión media menor que los enfriados por aire.
Esto es
porque la temperatura del agua es menor que la temperatura del aire. Si el
condensador está operando a una presión menor esto se refleja directamente y se
traduce en costos de operación menores.
Informacion suministrada por : 0grados.com
creditos: 0grados.com
No hay comentarios:
Publicar un comentario