¿Qué es un chiller?

Un Chiller (o enfriador de agua) es un aparato industrial que produce agua fríapara el enfriamiento de procesos industriales. La idea consiste en extraer el calorgenerado en un proceso por contacto con agua a una temperatura menor a la queel proceso finalmente debe quedar. Así, el proceso cede calor bajando sutemperatura y el agua, durante el paso por el proceso, la eleva. El agua ahora"caliente" retorna al chiller adonde nuevamente se reduce su temperatura para serenviada nuevamente al proceso.Un chiller es un sistema completo de refrigeración que incluye un compresor, uncondensador, evaporador, válvula de expansión (evaporación), refrigerante ytuberías, además de bomba de impulsión de agua a/desde el proceso, sistemaelectrónico de control del sistema, depósito de agua, gabinete, etc.Distintos procesos requieren alimentarse con distintos caudales, presiones ytemperaturas de agua. El agua se puede enfriar a temperaturas finales quealcanzan los 20°C o inclusive temperaturas negativas con la adición deanticongelantes, como por ejemplo -20°C (20°C bajo cero).Como funciona un CHILLER:Un chiller es un refrigerador de líquido, que como en un sistema de expansióndirecta, mediante el intercambio térmico o bien calienta o enfría.El Chiller como característica principal tiene:-Mantener el líquido refrigerado cuando funciona en función frío.-Mantener el líquido calentado en función bomba de calor.

Rendimiento

Existen 2 mediciones de rendimiento de un chiller:a) El relacionado con el hecho físico de transferencia de calor y que solo dependede la naturaleza de forma que fijada una temperatura de condensación (la queel refrigerante en estado de vapor se transforma en líquido y que esta dada porla temperatura del aire ambiente), resulta necesario aumentar la potencia decompresión para obtener temperaturas mas bajas en el agua, o dicho de otramanera y en virtud de que un chiller tiene un compresor cuya potencia no esprácticamente modificable, a medida que es necesario menores temperaturasde agua, menor será la capacidad de transferencia de la unidad. Este valor escalculable en forma teórica, es el máximo transferible y sirve como referencia.No obstante, el diagrama que sigue incluye las ineficiencias propias de loscompresores de mejor rendimiento.b)

El relacionado con la "calidad" o de la construcción o su tecnología, que esIndependientemente de a). En este sentido se ha definido el COP o Coeficienteof Performance como el cociente de la energía que el chiller puede transferir vsla energía que recibe el compresor para poder conseguir el objetivo. Es usualencontrar valores entre 3.5 a 4.

Chiller como climatizador:El chiller como las unidades de expansión directa se coloca en el exterior deledificio.En el interior del edificio se colocará la unidades termo-ventiladas denominadas

FAN-COIL que son similares a las unidades interiores de un sistema de expansióndirecta.Las únicas conexiones entre la unidad interna y la unidad externa es un circuitohidráulico común cerrando un circuito.El líquido tratado en la unidad exterior enfriado o calentado y circulará impulsadapor la bomba incluida en el sistema hidrómico, por todas las unidades FAN-COIL.Finalmente el FAN-COIL utiliza el agua que circula por él, enviando el resultantedel intercambio térmico (Aire frío o aire caliente), mediante un ventilador alambiente según las demandas de confort del usuario.Atención: Igual que un sistema de expansión directa convencional se debe teneren cuenta que produce condensados debido al diferencial de temperatura.El Chiller como unidad más versátil que una unidad de climatización convencional:1. Versatilidad en el número de unidades internas: En un climatizador deexpansión directa convencional la unidad exterior debe ser conectada con launidad interior para la que ha sido diseñada.En cambio el Chiller puede ser conectado con un número indefinido de unidadesinternas (FAN-COIL), siempre y cuando recordando que la potencia total de todaslas unidades multiplicadas por un factor constante no sea superior a la potenciatotal de la unidad externa. Dicho factor determina cuantas unidades FAN-COILpuedes funcionar simultáneamente a la condición mas extrema sin bajar laeficiencia de la instalación.2. Versatilidad en el tipo de unidades internas: En un climatizador de expansióndirecta la interconexión eléctrica entre la unidad interior y exterior esimprescindible.Cada unidad externa corresponde a una unidad interna en los sistemas de unaunidad interior y una exterior. En los sistemas 2x1, 3x1, 4x1… ocurre lo mismo.Con un sistema Chiller se puede conectar muchas unidades internas de diversotipo, unidades Suelo-techo, Cassette, Conductos, Murales…Fase de funcionamiento de unidades tipo Split (Expansión directa):Entre la unidad interna y externa existe una conexión frigorífica y unainterconexión eléctrica y en consecuencia se realiza un ciclo frigorífico como todosconocemosCompresión del refrigerante-Condensación (Baja la presión y disminuye latemperatura. Del Refrigerante)- El refrigerante pasa de estado gas a líquido-Elrefrigerante se expansiona y baja su presión y al final del capilar su temperatura.

-Evaporación el refrigerante-Pasa de estado líquido a gas-Aspiración el compresorabsorbe el gas y comienza el ciclo.Fase de funcionamiento del Chiller:Entre la unidad interior y exterior no existe conexión frigorífica solo hidráulica ytampoco una interconexión eléctrica entre las dos unidades.El Chiller interiormente funciona como una unidad de expansión directa, pero elrefrigerante enfriado o calentado en los dos ciclos frigoríficos se hace circular porun intercambiador por el cual circula paralelamente por otro tubo y en sentidoinverso o, en el mismo sentido dependiendo de las necesidades agua.Por el fenómeno que todos conocemos, se realizará un intercambio

de energía delcuerpo más caliente al más frío.Diferencia entre el sistema Split y el sistema Chiller:Si una o más unidades internas FAN-COIL, están en funcionamiento puede serque la unidad exterior este parada. Porque La unid interna aprovecha el aguacaliente o fría que hace recircular la bomba de agua delsistema Chiller para calentar o enfriar el ambiente.El sistema Chiller mantiene constante la temperatura del agua en circulación y sihay cualquier cambio de temperatura en esta por enzima p por debajo del SETPOINT por diferencial de temperatura aumenta o baja la temperatura del agua.Funcionamiento de un refrigerador de líquido Chiller para el acondicionamiento deambientes:Tradicionalmente el climatizador de expansión directa es un sistema aire-aire,porque la unidad exterior (Condensadora) aprovecha la circulación de aire paracondensar el gas caliente, y el aire también es aprovechado por la unidad interna(Evaporador) para el cambio de estado (Ambos en función frio).El principio de funcionamiento de una unidad Chiller viene a ser parecido al delaire-aire, pero utiliza también el agua para el cambio de estado se podría definircomo una unidad agua-aire.El agua se hace circular de manera forzada sobre un intercambiador detemperatura en el cual se realiza el cambio de estado utilizando el factor agua y noel factor aire para este.El agua que sale del intercambiador circula por el circuito hidráulico a cada uno delos FAN-COIL a una cierta temperatura modificando así la temperatura ambiente ala cual afecta dicho FAN-COIL, y vuelve al intercambiador para rectificar sutemperatura de nuevo. Produciéndose un nuevo intercambio de temperatura entreel agua y el refrigerante para ser de nuevo distribuido por todas las unidades FAN-COIL.En conclusión:Un Chiller es como un climatizador convencional de expansión directa pero:-Condensador y evaporador están juntos en la misma máquina.-El evaporador no enfría el agua del ambiente sino que enfría el agua queproviene de circular por las unidades internas FAN-COIL para climatizar elambiente.Características constructivas:Compresión del refrigerante-Condensación (Baja la presión y disminuye la temp.Del Refrigerante)- El refrigerante pasa de estado gas a líquido-El refrigerante seexpansiona y baja su presión y al final del capilar su temp. -Evaporación elrefrigerante-Pasa de estado líquido a gas-Aspiración el compresor absorbe el gasy comienza el cicloFase de funcionamiento del Chiller:Entre la unidad interior y exterior no existe conexión frigorífica solo hidráulica ytampoco una interconexión eléctrica entre las dos unidades.El Chiller interiormente funciona como una unidad de expansión directa, pero elrefrigerante enfriado o calentado en los dos ciclos frigoríficos se hace circular porun intercambiador por el cual circula paralelamente por otro tubo y en sentidoinverso o, en el mismo sentido dependiendo de las necesidades agua.Por el fenómeno que todos conocemos, se realizará un intercambio de energía delcuerpo más caliente al más frío.Diferencia entre el sistema Split y el sistema Chiller:Si una o más unidades internas FAN-COIL, están en funcionamiento puede serque la unidad exterior este parada.Por quéLa unid interna aprovecha el agua caliente o fría que hace recircular la bomba deagua del sistema Chiller para calentar o enfriar el ambiente.

El sistema Chiller mantiene constante la temperatura del agua en circulación y sihay cualquier cambio de temperatura en esta por enzima p por debajo del SETPOINT por diferencial de temperatura aumenta o baja la temperatura del agua.Funcionamiento de un refrigerador de líquido Chiller para el acondicionamiento deambientes:Tradicionalmente el climatizador de expansión directa es un sistema aire-aire,porque la unidad exterior (Condensadora) aprovecha la circulación de aire paracondensar el gas caliente, y el aire también es aprovechado por la unidad interna(Evaporador) para el cambio de estado (Ambos en función frio).El principio de funcionamiento de una unidad Chiller viene a ser parecido al delaire-aire, pero utiliza también el agua para el cambio de estado se podría definircomo una unidad agua-aire.El agua se hace circular de manera forzada sobre un intercambiador detemperatura en el cual se realiza el cambio de estado utilizando el factor agua y noel factor aire para este.El agua que sale del intercambiador circula por el circuito hidráulico

a cada uno delos FAN-COIL a una cierta temperatura modificando así la temperatura ambiente ala cual afecta dicho FAN-COIL, y vuelve al intercambiador para rectificar sutemperatura de nuevo.Produciéndose un nuevo intercambio de temperatura entre el agua y elrefrigerante para ser de nuevo distribuido por todas las unidades FAN-COIL.En conclusión:Un Chiller es como un climatizador convencional de expansión directa pero:-Condensador y evaporador están juntos en la misma máquina.-El evaporador no enfría el agua del ambiente sino que enfría el agua queproviene de circular por las unidades internas FAN-COIL para climatizar elambiente.Características constructivas:Los CHILLERS se presentan en diferentes tamaños y formas, dependiendo delfabricante, con capacidades que van de una a varias Toneladas de Refrigeración(TR). Se emplean diferentes tipos de compresores de refrigeración como puedenser del tipo semihermético, hermético o de tornillo. Los evaporadores suelen serdel tipo casco y tubo aunque pueden ser también de placas, todo dependerá de laaplicación. Los condensadores de los CHILLERS suelen ser enfriados por aireaunque puede haber enfriados por agua.ENFRIADOR DE AGUA (CHILLER)A la pregunta ¿Qué es un “chiller”?, buscando en un diccionario Ingles-Españolencontraremos que su traducción es “enfriador”, por lo que definiremos un “chiller”como un equipo de refrigeración utilizado para enfriar. Normalmentedenominaremos “chiller” al equipo que se utiliza principalmente para enfriar agua,aunque puede enfriar otros fluidos como salmueras, esto es necesario cuando serequieren temperaturas inferiores a la temperatura de congelación del agua. Los“chillers” se presentan en diferentes tamaños y formas, dependiendo delfabricante, con capacidades que van de una a varias Toneladas de Refrigeración(TR). Se emplean diferentes tipos de compresores de refrigeración como puedenser del tipo semihermético, hermético o de tornillo. Los evaporadores suelen serdel tipo casco y tubo aunque pueden ser también de placas, todo dependerá de laaplicación. Los condensadores de los “chillers” suelen ser principalmente enfriadospor aire aunque puede haber enfriados por agua.Los enfriadores de líquido son sistemas de refrigeración mecánica; sufuncionamiento se basa en el movimiento de calor, por medio de un refrigerante, elcual se absorbe del líquido a enfriar y se transporta hacia un medio donde se

disipa. De esta manera podemos tener un líquido a una temperatura muy pordebajo de las condiciones ambientales.Para lograr este objetivo un enfriador de líquido esta

constituido por cuatrocomponentes principales además, accesorios e instrumentos de control yseguridad.Componentes principales.Todos los “chillers” en su construcción presentan los siguientes componentesbásicos:

Todos los “chillers” en su construcción presentan los siguientes componentesbásicos:Compresor(es) de refrigeración 1.Intercambiador de calor del tipo casco y tubo 2.Condensador 3.Circuito de control.Líneas y accesorios de refrigeraciónGabineteRefrigerante R-22 o ecológico.EL COMPRESOREl compresor es el corazón del sistema, ya que es el encargado de hacer circularal refrigerante a través de los diferentes componentes del sistema de refrigeracióndel “chiller”. Succiona el gas refrigerante sobrecalentado a baja presión y

temperatura, lo comprime aumentando la presión y la temperatura a un punto talque se puede condensar por medios condensantes normales (Aire o agua). Através de las líneas de descarga de gas caliente, fluye el gas refrigerante a altapresión y temperatura hacia la entrada del condensador.EL EVAPORADOREl Evaporador que es un intercambiador de calor del tipo casco y tubo su funciónes proporcionar una superficie para transferir calor del líquido a enfriar alrefrigerante en condiciones de saturación. Mediante la línea de succión fluye elgas refrigerante como vapor a baja presión proveniente del evaporador a lasucción del compresor es el componente del sistema de refrigeración donde seefectúa el cambio de fase del refrigerante. Es aquí donde el calor del agua estransferido al refrigerante, el cual se evapora al tiempo de ir absorbiendo el calor.EL CONDENSADOREl condensador es el componente del sistema que extrae el calor del refrigerante ylo transfiere al aire o al agua. Esta pérdida de calor provoca que el refrigerante secondense. Su función es proporcionar una superficie de transferencia de calor, através de la cual pasa el calor del gas refrigerante caliente al medio condensante.Mediante la línea de líquido fluye el refrigerante en estado líquido a alta presión ala válvula termostática de expansión.LA VALVULA TERMOSTATICALa válvula termostática de expansión su finalidad es controlar el suministroapropiado del líquido refrigerante al evaporado, así como reducir la presión delrefrigerante de manera que vaporice en el evaporador a la temperatura deseada.DISPOSITIVOS Y CONTROLESPara que un enfriador de líquido trabaje en forma automática, es necesarioinstalarle ciertos dispositivos eléctricos, como son los controles de ciclo. Loscontroles que se usan en un enfriador son de acción para temperatura, llamadostermostatos, de acción por presión llamados presostatos y de protección de fallaeléctrica llamados relevadores.Los

principales dispositivos y controles del un “chiller” son:1.- Termostatos.2.- Presostatos de baja presión.3.- Presostato de alta presión.4.- Calefactor de carter.

Optimizador de Eficiencia Energética para Chillers de Aire Acondicionado enfriados por agua

¿Cómo limpiar los depósitos de aire acondicionado? ¿Cómo monitorear las tuberías de los chillers? ¿Cómo mantener al máximo la eficiencia del aire acondicionado?

Tema: ATCS Ecodenser™ Optimizador de Eficiencia Energética para Chillers de Aire Acondicionado enfriados

© Getty ImagesAire acondicionado

ATCS Ecodenser™ opera en línea para limpiar automáticamente y en forma continua los depósitos y las incrustaciones acumulados en la tubería de los chillers y verifica mediante un controlador electrónico que la eficiencia del sistema de aire acondicionado se mantiene al nivel óptimo.

La acumulación de incrustaciones en la tubería de los condensadores de los chillers repercute en altos costos en la operación y mantenimiento de estos sistemas:

• La acumulación de tan solo 1 mm de depósito incrementa el consumo de electricidad en 30%• La limpieza del chiller mediante productos químicos es ineficiente, costosa y su disposición causa daños al medio ambiente.

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Sólo el sistema ATCS Ecodenser de limpieza automática de tubería de chillers proporciona una solución completa y eficiente que optimiza al máximo el consumo eléctrico y evita daños al medio ambiente.

El proceso patentado de ATCS Ecodenser evita el uso de productos químicos y proporciona una limpieza continua que permite la operación 100% eficiente de los chillers, reduce interrupciones en su operación y reporta un ahorro de hasta 25% en los costos de electricidad.

El sistema ATCS Ecodenser permite también el control, estimación y reporte en tiempo real de los ahorros proporcionados por el sistema, con lo que se convierte en una herramienta indispensable para la validación de los servicios proporcionados por Empresas de Servicios de Energía (ESCOs).

El sistema ATCS Ecodenser de limpieza de tuberia de chillers, esta instalado en cientos de chillers de las marcas mas reconocidas, tales como chillers Trane, chillers York, chillers McQuay, chillers Carrier, etc.

Operación de ATCS Ecodenser

El sistema ATCS Ecodenser limpia los condensadores de sistemas de aire acondicionado mediante la propulsión de bolas elásticas a través de la tubería del condensador del chiller. El agua y las bolas son inyectadas a la boquilla de entrada del condensador mediante presión controlada de aire. La fricción causada por las bolas elásticas, cuyo diámetro es ligeramente mayor que el diámetro de la tubería, remueven la acumulación de depósitos previniendo que se adhieran a la pared de la tubería. Las bolas son capturadas íntegramente al salir de los tubos, se regresan al depósito colector y se lavan previamente al inicio del nuevo ciclo. El agua se purga sin afectar el medio ambiente.

Ventajas de ATCS Ecodenser:

• Limpieza absoluta que alcanza todos los tubos, centrales y perifericos.• El proceso se repite automáticamente con una frecuencia preestablecida de algunos minutos, controlada mediante computadora.• Las bolas elásticas son de alta resistencia y de uso extendido y limpian la tubería repetidamente con absoluta confiabilidad.• El sistema patentado de captura de bolas garantiza la captura íntegra de las bolas y prolonga su tiempo de uso.• La operación del sistema no requiere de ninguna intervención manual ni de realizar paros del chiller.

ATCS Ecodenser se instala adjunto al condensador. Una instalación típica tal como la realizada en sistemas VCAA de centros comerciales u hoteles, tarda menos de 20 horas y requiere de solo 8 horas de paro en la operación del sistema.

Las unidades de captura de bolas están disponibles en una gran variedad de formas, dimensiones y configuraciones de flujo para acomodar cualquier diseño de tubería y restricciones de espacio para instalación.

El módulo opcional EcoTracker™, permite registrar y calcular los ahorros generados por el Ecodenser para la validación objetiva de resultados de proyectos ESCO (Energy Saving Companies - Empresas de Servicios Energéticos).

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