Un enfriador de agua, o enfriadores chiller, es una maquina cuyo propósito es enfriar un medio líquido, como agua, anticongelante o aceites de refrigeración. En modo bomba de calor también puede servir para calentar ese líquido.

En la industria, hay un gran número de máquinas que utilizan del enfriamiento por agua como, calentamiento por inducción, fundición de metales, industrias de plástico, equipos de laboratorio, corte con láser o plasma. Estas máquinas suelen calentarse mientras están en funcionamiento y requieren de refrigeración para asegurar su funcionamiento.

Otras de sus aplicaciones son en plantas de procesos químicos y de alimentos, centros de cómputo, procesos de acondicionamiento de aire en grandes instalaciones, producir agua para duchas y calentar piscinas (en modo bomba). El agua generalmente fría es conducida por tuberías hacia una unidad manejadora de aire y/o hacia unidades intercambiadoras de calor que enfrían algún otro liquido o medio.

La temperatura de operación de los enfriadores chiller es comúnmente desde 1 a 40 °C. Al exceder estos rangos de temperatura el equipo mandara una alarma y bloqueará la función hasta que se normalice la temperatura.

La temperatura de enfriamiento se establece desde el panel de control del chiller en el cual se establece la temperatura a la que se debe mantener el agua del depósito. Algunos chillers disponen también del control de temperatura en modo inteligente, donde puede variar según la temperatura ambiente.

Para un correcto funcionamiento del enfriador, se recomienda utilizarlo con agua destilada, anticongelante o aceites de enfriamiento, en el caso de usarse agua natural se requiere de un ablandador de agua, se utiliza agua blanda para evitar la corrosión en las tuberías de condensación y evitar daños internos al equipo.

A diferencia de los sistemas de aire acondicionados, los chiller son diseñados para enfriar líquidos y ser utilizados en el área industrial, aunque con la ayuda de un intercambiador de calor puede ser utilizado para refrigerar un recinto o establecimiento que requiera de aire frio.

Aunque el recipiente de un chiller puede llenarse de otro tipo de sustancias para enfriarlas, lo más recomendable es realizarlo por medio de un intercambiador de calor o serpentín, para evitar que sustancias corrosivas o con impurezas dañen los conductos del chiller o viceversa, si la sustancia a enfriar es de alta pureza es posible que al pasar por el sistema de enfriamiento esta se contamine.

Partes de un chiller

enfriadores chiller

Los chillers cuentan con los elementos básicos de refrigeración que son (ver foto):

Refrigerante

Es la sustancia que circula dentro del sistema de enfriamiento. Al pasar por las diferentes etapas del proceso absorbe el calor del liquido a enfriar y lo disipa hacia el medio ambiente. Existen diferentes refrigerantes en el mercado, una de los mas utilizados es el R22.

Compresor

Suministra el refrigerante a alta presión en el sistema.

Condensador

El condensador es un intercambiador de calor, en el que se disipa el calor absorbido en el evaporador.

Sistema de expansión o válvula de expansión

El refrigerante líquido a alta presión entra en el dispositivo de expansión donde reduce su presión. Al reducirse su presión se reduce bruscamente su temperatura.

Evaporador o Fancoil

El refrigerante a baja temperatura y presión pasa por el evaporador convirtiéndose en gas, que al igual que el condensador es un intercambiador de calor, así el evaporador absorbe el calor.

Sistema de control

Coordina el funcionamiento de todas las partes del chiller según la temperatura del agua y presión del refrigerante. Los controladores modernos son digitales y permiten mayor eficiencia, precisión y economicidad, así como detección y manejo de fallas y alarmas como la falta de presión, sobrecalentamiento, sobre enfriamiento, etc.

Bomba de agua

Técnicamente la bomba de agua no forma parte del sistema de enfriamiento, pero casi siempre viene incluida como parte de un chiller para poder suministrar agua fría a un sistema externo.

Los enfriadores chiller absorben el refrigerante en forma de gas a baja presión y temperatura, luego al comprimirlo en el compresor se eleva la presión, donde el refrigerante pasa a ser una mezcla de gas y líquido a alta presión y temperatura.

Al pasar por el condensador, el refrigerante a alta presión y temperatura proveniente del compresor disipa su calor hacia el ambiente a través de un ventilador, ahí su temperatura y presión disminuyen hasta que el vapor se condensa en líquido refrigerante, una vez que se encuentra a baja presión, el refrigerante llega a la válvula de expansión que se encuentra justo antes del evaporador.

Al activarse la válvula de expansión el refrigerante pasa hacia el evaporador donde su presión y temperatura disminuyen absorbiendo el calor del agua o líquido a enfriar. El evaporador comúnmente es un serpentín sumergido dentro del líquido a enfriar.

A la salida del evaporador el refrigerante que ya se encuentra a baja presión y temperatura cierra su ciclo retornando nuevamente hacia el compresor.

¿Qué es la capacidad de enfriamiento?

La capacidad de enfriamiento de un chiller se puede expresar ya sea en toneladas de refrigeración (Ton), kilowatts (kW) o kilocalorías por hora (kcal/h), En caso de enfriar agua es más sencillo si lo expresamos en kcal. Por ejemplo, si tenemos una maquina enfriada por 50 litros de agua y notamos que en un inicio el agua está a temperatura ambiente digamos 20 °C y después de una hora el agua ha subido a 30 °C, sabemos que el aumento de temperatura fue de 10 °C en 1 hora, así que la energía absorbida por el agua es de 10 °C multiplicado por 50 L, es decir 500 kcal/h.

Por lo tanto, en condiciones ideales un Chiller con capacidad de enfriamiento de 500 kcal/h sería suficiente para mantener los 50 L de agua a 20 °C sin calentarse. Aunque hay otros factores a tomar en cuenta como la temperatura del medio ambiente, el largo de la tubería y demás perdidas que puedan disminuir la eficiencia de enfriamiento. Debido a esto es recomendable utilizar un chiller con mayor capacidad incluso el doble a la calculada de esta manera.

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