El Diagrama de un chiller o esquema de distribución del sistema de agua helada, nos permite conocer la estrategia usada por el diseñador para adaptar la instalación a las diferentes demandas.
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El chiller básicamente se usa en dos tipos de instalaciones, para acondicionamiento de ambiente en locales y para suministro de enfriamiento para algún proceso industrial.
La instalación se diseña para una carga térmica máxima, pero no siempre se necesita tales requerimientos. Además en aplicaciones habituales no todos los puntos necesitan las 24 horas el agua helada entonces el diseñador debe tomar todos estos aspectos en la distribución.
Diagrama de Un Chiller en funcionamiento: Manejo de Agua Helada
Para entender cómo trabaja un circuito de agua helada primero debemos conocer algunos conceptos fundamentales que nos van a facilitar comprender algunas estrategias de control usadas en estas instalaciones
Los componentes fundamentales de un sistema de distribución de agua helada son:
Bombas Primarias:
Son los equipos encargados de suministrar el agua directamente al chiller. En una instalación debe ser el primer componente a funcionar antes de encender el chiller, porque nos garantiza la carga térmica en el evaporador de la enfriadora.
Son bombas del tipo centrífugo, por lo general se cuenta con varias aunque depende del valor de carga térmica de la instalación.
Tuberías Sistema de agua helada del circuito primario.
Son las tuberías que comunican el chiller con el sistema de bombas secundarios. Por lo general son las de mayor diámetro. Deben ser seleccionadas cuidadosamente con los demás componentes del circuito.
Bombas secundarias
Son las bombas encargadas de suministrar el agua helada a la aplicación, usualmente están conectadas a motores con variador de frecuencia, para regular el suministro a los caudales necesarios.
Tuberías sistema de agua helada secundario
Son las tuberías que van desde la estación de bombas secundarias hasta la aplicación. Deben ser cuidadosamente diseñadas para garantizar los caudales necesarios en cada punto.
Unidades terminales:
Son el destino final del agua helada, pueden ser unidades manejadoras de aire, fan coils en sistemas de aire acondicionado, o máquinas en un proceso industrial.
Bombas de Condensado:
Cuando el chiller es enfriado con agua, se necesita un sistema de bombas encargadas de llevar esta agua al condensador del chiller hasta la torre de enfriamiento.
Separador de aire:
Sin la presencia de un separador de aire, la relación de la mezcla de aire y agua que se bombea va caer la capacidad de transferencia de calor, logrando que el aire actue como aislante
La acumulación de aire en las tuberías especialmente en las partes más altas del sistema es un inconveniente que se debe resolver de modo de evitar perdidas energéticas en la instalación.
El aire dentro de la tubería actúa como un aislante que perjudica el intercambio entre el agua helada y la carga térmica perjudicando el enfriamiento.
Todo aquel punto donde se tenga un volumen mayor del aire será más fácil para la separación del agua.
En una distribución de agua helada la mejor localización del separador de aire es en la línea de retorno (temperatura más alta), pero antes de la bomba de agua (baja presión) como se observa en el esquema.
Tanque de Expansión:
Tiene la función de absorber los cambios de volumen del agua/solución del circuito al variar su temperatura, manteniendo la presión entre límites establecidos, bajando pérdidas y reposiciones no necesarias de líquido.
Tanque de Agua helada:
En muchas instalaciones se necesitara un tanque acumulador de agua helada para garantizar los caudales que requiere el chiller. Este depósito debe estar instalado correctamente para evitar que la concentración del agua sea uniforme dentro de él. Se debe colocar con mejor opción en el retorno del sistema.
