Chiller Enfriado Por Agua

El Chiller enfriado por agua es usado desde hace muchos años como excelente alternativa para la generación de “frío” en un punto y su traslado a aplicaciones que se quiere refrigerar.

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La compra de un chiller con condensador enfriado por agua esta determinada por la disposición del recurso hídrico de forma confiable y econóimica.

Una instalación con Chiller enfriado por agua, tiene una vida útil alta, por el hecho de mantener las presiones y temperaturas mejor controladas dentro funcionamiento termodinámico del ciclo de la máquina.

Chillers enfriados por agua ¿Por qué comprar estos equipos?

Los Chillers enfriados por agua son maquinas destinadas a la “producción”  de agua a bajas temperaturas usando para ello un ciclo de refrigeración mayormente por compresión. 

¿Cómo funciona los chillers enfriados por agua? 

  • El Ciclo de Refrigeración por compresión del chiller se encarga de recoger el calor del agua para bajarle suficientemente la temperatura y convertirla en la llamada “Agua helada”.  Este proceso ocurre en el evaporador del chiller
  • El compresor se encarga de llevar el refrigerante al condensador del ciclo de refrigeración que es enfriado por  un circuito de agua secundario que no tiene nada que ver con el circuito de agua helada.
  • El agua que enfría al condensador del ciclo de refrigeración recoge el calor proveniente del refrigerante. 
  • Este calor es trasladado por el circuito de agua secundaria hacia una torre de enfriamiento, donde el agua  puede abandonar el calor y regresar a su temperatura inicial para  volver a retornar al condensador del circuito de refrigeración.
  • Después del condensador el refrigerante dentro del circuito de refrigeración llega al dispositivo de expansión para retornar la presión original y volver a estar friío para reiniciar el ciclo.

Torre de enfriamiento Chiller

Estas Instalaciones poseen dos circuitos de agua:

  • Circuito de agua helada
  • Circuito de agua de enfriamiento al condensado

¿Cómo trabaja el circuito de agua helada? 

  • Este circuito es prácticamente cerrado y es más fácil controlar las fugas porque el sistema no tiene contacto directo con el medio ambiente
  • El Circuito de agua helada es la distribución encargada de llevar el agua al evaporador del chiller para volverla helada y conducirla a la aplicación.  en este circuito tenemos las bombas primarias que le suministran el caudal del agua al chiller y las secundarias que le entregan a la aplicación. 
  • El agua Helada después es llevada por las bombas secundarias a la aplicación, estas bombas se encargan en muchos circuitos de regular el caudal necesario a través de un variador de frecuencia. 
  • El agua helada es utilizada para enfriar maquinaria de procesos industriales o como suministro de fan coils para el acondicionamiento de ambiente como se muestra en la figura: 

¿Cómo trabaja el circuito de agua de enfriamiento al condensador? 

Este circuito de agua está encargado de retirar el calor del condensador.  Este calor después es llevado por este fluido a la torre de enfriamiento para reestablecer la temperatura original del agua.  No tiene nada que ver con el circuito de agua helada. 

El trabajo de la torre de enfriamiento es sin duda el factor que aporta al chiller enfriado por agua su alta eficiencia, sobre todo en los días con más baja humedad relativa. 

El Papel del agua del circuito secundario es fundamental para el buen funcionamiento del equipo, por ello se deben mantener las propiedades adecuadas de este líquido y los caudales en los niveles de presión adecuados.

Chiller Agua ¿Cuál es la mejor compra según la eficiencia?

Son eficiencias superiores a los equipos enfriados por aire.  En las siguientes tablas podemos hacer comparaciones entre las máquinas y valores según el tipo de compresor usado por la máquina.

¿Afecta el compresor la eficiencia de un chiller enfriado por agua? 

El chiller enfriado por agua será siempre más eficiente que el de aire, sin embargo, los valores de rendimientos pueden cambiar según el compresor, observe la siguiente tabla donde se valuaron eficiencias de chillers a carga completa. 

El EER compara la carga térmica removida al agua comparado con la potencia energética invertida o consumida por el chiller..

EER= Calor extraído al agua / Potencia Consumida

Para mayor exactitud este parámetro EER se calcula en varios puntos de operación o carga térmica, por ejemplo al 25 – 50 – 75 – 100%  después mediante una fórmula matemática se busca un parámetro promedio.

Chiller con Condensador Enfriado por Agua ¿Cuándo Comprar?

Primeramente se debe contar con la inversión inicial, espacio, fuentes de agua,  condiciones adecuadas para montar la instalación.   Los chillar enfriados por agua se usa en necesidades de carga térmica bastante altas donde un sistema más sencillo como el enfriamiento por aire  no lograría el propósito.

Otro factor también importante a tomar en cuenta es la humedad del ambiente donde necesitamos el chiller. Ambientes con Humedad relativa mas baja mejoran el rendimiento del chiller enfriado por agua.

Criterios a tomar en cuenta para la compra de un chillar refrigerado por agua:

  • Permite gran flexibilidad al poder distanciar tanto como precise las etapas de condensación y evaporación del circuito de refrigeración.
  • El funcionamiento depende menos  de las condiciones atmosféricas exteriores y por ello es mucho más fiable.
  • Son equipos más eficaces que los basados en condensación por aire, el consumo energético global del sistema disminuye.
  • La inversión inicial es elevada.
  • Requiere tuberías de agua que si no se tratan adecuadamente pueden suponer un reservorio para la bacteria.
  • A igualdad de cargas térmicas requieren un mayor tamaño de equipamiento.
  • Requiere un mantenimiento higiénico y un control exhaustivo que precisa mayores recursos económicos y humanos.
  • Existe riesgo de transmisión de Legionella al entorno cercano al utilizar agua en su funcionamiento.
  • Ambientes con Humedad relativa baja favorece el rendimiento de los chillers enfriado por agua.

¿Cuál es la Metodología para la selección de un chiller enfriado por agua?

Podemos dividir la selección de los equipos según las aplicaciones de la siguiente manera:

Chiller para aplicaciones industriales.

  • Primer Paso:  Se debe conocer  el Caudal de agua que va a manejar el chiller

¿QUÉ ES EL CAUDAL DE AGUA DEL CHILLER?

Es el flujo de Agua que entra y sale del chiller mwdido  en un tiempo especifico.

Unidades:  Litros/Min, Litros/Seg, GPM Galones en un minuto, M/h Metros Cúbicos en una  hora.

¿CÓMO CALCCULAR  EL CAUDAL DE AGUA DEL CHILLER?

De no tener  este caudal  se debe conocer  la cantidad total de agua a enfriar en m3, litros, galones, y dividirlo entre el valor del tiempo que va a durar el proceso de enfriamiento.   Use la siguiente aplicación.

  • Segundo Paso: Se requiere La temperatura  del agua fría y la de retorno.

Chiller para aplicaciones de aire acondicionado.

Cuando la aplicación del chiller enfriado por agua es la climatización o acondicionamiento de ambientes el procedimiento a seguir es el siguiente:

  • Primer Paso: Conocer la Carga térmica del lugar, para ello es oportuno usar la siguiente aplicación:
  • Segundo  Paso: Con la carga térmica se procede a calcular los caudales del circuito de agua Helada, para ello use la siguiente aplicación

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