Las enfriadoras de agua industriales o chillers en términos técnicos, se puede definir como un sistema de enfriamiento que utiliza un fluido refrigerante para transferir calor desde el líquido que se desea enfriar.
En el campo profesional, la actualización constante es fundamental para asegurar una mejor práctica laboral. En este sentido, conocer los elementos que conforman el funcionamiento de una enfriadora industrial o chiller, así como las fallas más frecuentes que pueden presentarse y sus soluciones, es una herramienta indispensable para aquellos que se desenvuelven en la industria de la climatización y el enfriamiento.
Hay que entender que es necesario enfriar tanto los componentes internos de la maquinaria como refrigerar los procesos de fluidos para así, prolongar la vida útil del equipo, aumentar la productividad y reducir los costes.
¿A qué llamamos chiller o enfriadora industrial de agua?
Hablamos de equipos altamente especializados que se utilizan en grandes instalaciones industriales y comerciales, debido a su capacidad para enfriar o calentar grandes volúmenes de líquido, según las necesidades en cuestión.
De hecho, desde Team Industrial, como expertos en la materia, os aseguramos que los chillers son una opción ideal para aplicaciones de aire acondicionado y otros procesos de enfriamiento.
A pesar de su gran utilidad, es importante destacar que el correcto funcionamiento de las enfriadoras requiere un conocimiento profundo sobre su composición, su funcionamiento y sus requerimientos de mantenimiento. Por esta razón, es fundamental que los profesionales que trabajan con estos equipos se dediquen a estudiar y conocer a fondo estos aspectos, para hacer un uso eficiente y seguro de los mismos.
Al igual que en un sistema de expansión directa, el chiller comprime y descomprime el refrigerante para producir un ciclo continuo de enfriamiento o calentamiento del líquido en cuestión.
Uno de los componentes principales es el compresor. Responsable de aumentar la presión del refrigerante y de permitir su circulación por todo el sistema.
Además, las enfriadoras industriales cuentan con un intercambiador de calor, que se encarga de transferir el calor del líquido que se desea enfriar al refrigerante, así como diferentes controladores y sensores que permiten ajustar la temperatura del líquido refrigerado y la velocidad del compresor.
Es importante tener en cuenta que, a pesar de la eficiencia de las enfriadoras, estos equipos pueden presentar fallas frecuentes si no se realizan los mantenimientos preventivos adecuados.
Algunas de estas fallas pueden ser por:
Acumulación de suciedad en el intercambiador de calor.
Fugas en el sistema de refrigeración.
Problemas en las válvulas de control.
Para evitar estas fallas, es fundamental realizar, además de un mantenimiento preventivo, un seguimiento periódico en las enfriadoras industriales de agua, que incluya la limpieza regular del sistema de refrigeración, la verificación de las conexiones eléctricas y la calibración de los sensores y controladores.
¿Cómo funciona?
Como indicamos antes, el funcionamiento del enfriamiento de agua se lleva a cabo mediante un intercambiador en el que el agua circula y transmite su calor al refrigerante.
La separación de los dos flujos se realiza mediante una pared del tubo. El refrigerante se evapora debido a sus características de bajo punto de ebullición al recibir el calor latente del agua en el evaporador. Luego, el compresor extrae el refrigerante evaporado y lo envía comprimido al condensador.
Durante este proceso, el calor del motor del compresor y la compresión calientan el refrigerante. El gas caliente del compresor entra al condensador, en donde su calor se transfiere a un medio refrigerante, generalmente agua.
El calor extraído provoca que el refrigerante se condense a alta presión. Hay que tener en cuenta que el refrigerante líquido de alta presión puede ser almacenado o enviado directamente a la válvula de expansión para su inyección en el evaporador y reiniciar así el ciclo.
El objetivo principal es extraer el calor sensible del agua utilizando un medio refrigerante, comúnmente CFC y HCFC, sobre los cuales existe actualmente una normativa europea para reducir el uso de aquellos que más potencial de calentamiento global tienen. El principio de operación se basa en las curvas de operación de estos refrigerantes.
La enfriadora industrial como elemento climatizador
Un chiller se utiliza como climatizador, al igual que las unidades de expansión directa. Se coloca en el exterior del edificio, mientras que la unidad termo-ventilada se instala en el interior. El líquido tratado en la unidad exterior circula impulsado por una bomba en el sistema hidrónico. La unidad interior utiliza el agua que circula por ella, enviando el resultado del intercambio térmico al ambiente a través de un ventilador, de acuerdo con las demandas de confort del usuario.
Las enfriadoras de agua industriales pueden variar en tamaño y forma según el fabricante y tienen capacidades que pueden llegar a varias toneladas de refrigeración. Se emplean diferentes tipos de compresores, como el semi hermético, hermético, tornillo o scroll, y los evaporadores pueden ser del tipo casco y tubo o de placas, dependiendo de la aplicación.
Y aunque se le denomina comúnmente enfriadora al equipo utilizado para enfriar agua, también puede enfriar otros fluidos.
Componentes principales, dispositivos y controles de una enfriadora industrial
Estos sistemas cuentan con una variedad de componentes y dispositivos diseñados para garantizar un funcionamiento eficiente y seguro. En esta lista, describimos algunos de los componentes y dispositivos principales que se encuentran en las enfriadoras industriales.
Compresor
El compresor es el componente central del sistema, el corazón. Encargado de hacer circular el refrigerante, succionando el que ya se encuentra sobrecalentado a baja presión y temperatura, y lo comprime aumentando la presión y la temperatura.
A través de las líneas de descarga de gas caliente fluye el refrigerante a alta presión y temperatura hacia la entrada del condensador.
Evaporador
El evaporador es un intercambiador de calor que transfiere calor del líquido para enfriar el refrigerante en condiciones de saturación. El refrigerante fluye como vapor a baja presión a través de la línea de succión, donde el calor del agua es transferido al refrigerante.
Condensador
El condensador proporciona una superficie de transferencia de calor, donde el calor del refrigerante caliente se transfiere al medio condensante.
Válvula termostática de expansión
La válvula termostática de expansión controla el suministro apropiado de líquido refrigerante al evaporador, reduciendo la presión del refrigerante para vaporizarlo a la temperatura deseada.
Dispositivos y controles:
Los termostatos actúan para conectar o interrumpir un circuito en respuesta a un cambio de temperatura, cerrando un circuito con un aumento de temperatura e interrumpiéndolo ante un descenso de temperatura.
El presostato de baja presión se conecta en la succión del compresor y opera cuando en el sistema existe una baja presión. Actúa como control de seguridad al incrementar la presión a un nivel más alto de lo normal. Este dispositivo es de restablecimiento manual.
El calefactor de cárter calienta el aceite del compresor para que al iniciar la operación tenga las condiciones correctas de viscosidad. Al parar el compresor, el calefactor se energiza y evapora cualquier rastro de refrigerante líquido en el cárter, y se desenergiza automáticamente al arrancar la unidad.
El filtro deshidratador de succión absorbe cualquier humedad que contenga el refrigerante y detiene cualquier partícula extraña que viaje hacia el compresor.
El filtro deshidratador de líquido absorbe cualquier humedad que contenga el refrigerante y también ayuda a frenar cualquier partícula extraña que intente llegar al compresor.
El indicador de líquido permite verificar visualmente que el sistema tenga su carga completa de refrigerante y que esté seco.
El circuito de control controla los paros y arranques de los motores del chiller, así como las señales de alarma.
El gabinete encierra y protege los componentes de control y es el soporte de todos los elementos del equipo.
El refrigerante extrae el calor del medio por enfriar y lo disipa en un medio enfriante, como agua o aire. Las líneas y accesorios de refrigeración conducen el refrigerante de un componente a otro del sistema de refrigeración.
Mantenimiento para una enfriadora industrial
Antes de volver a operar la unidad, es importante realizar una verificación de los controles de seguridad para asegurar su adecuado funcionamiento. Si el sistema de refrigeración ha sido diseñado correctamente, no deberían surgir problemas durante la operación normal. En ese caso, no es necesario llevar a cabo mantenimiento en las tuberías de refrigeración mientras la unidad esté en funcionamiento.
Cuando un equipo está funcionando correctamente, solo es necesario verificar la circulación adecuada del aire (succión y descarga) y la limpieza de las superficies del intercambiador de calor, preferiblemente una vez al mes o según la temporada.
Sin embargo, para mantener los equipos en óptimas condiciones, se requieren diferentes tipos de mantenimiento en intervalos específicos.
Mantenimiento preventivo
Incluye la revisión de todos los parámetros de operación registrados en la bitácora con el fin de detectar anomalías y verificar que las mirillas (o visores) en las líneas de refrigerante estén llenas y sin burbujas.
Mantenimiento mensual
Implica la inspección visual de la unidad para detectar componentes sueltos o dañados, así como fugas de refrigerante. También se debe inspeccionar las protecciones sobre amperaje, comprobar los compresores y resistencias calefactoras de aceite, revisar y probar el refrigerante, inspeccionar la caída de presión de las piedras deshidratadoras y la presión de aceite en los compresores.
Mantenimiento anual
Incluye la inspección del aislamiento térmico, detalles de pintura si es necesario, inspección y prueba de la secuencia de controles en general, chequeo de contactores y sustitución en caso de presentar fallas, comprobación y ajuste de conexiones de control y fuerza, revisión de la vibración del compresor, prueba de acidez en el aceite del compresor, limpieza de los condensadores, reapriete de tornillería en soportes de los motores ventiladores y compresores.
Mantenimiento correctivo
Se lleva a cabo la reparación o sustitución de componentes dañados, lo que requiere detener la unidad por completo. Este tipo de mantenimiento se determina en base a los resultados obtenidos en el mantenimiento preventivo.
Además, desde Binoovo os recomendamos monitorear regularmente el estado de los equipos para mantener su eficiencia y durabilidad. Ya que, durante un período prolongado de operación, el intercambiador de calor se suele ensuciar y esto hará que disminuya la capacidad calorífica del sistema.
De ahí que sea tan importante llevar un control sobre el filtro y reemplazarlo si se encuentra sucio u obstruido, así como comprobar regularmente el nivel del agua del sistema para proteger los componentes hidráulicos y evitar recalentamientos y congelaciones.
