Enfriadoras de agua

Las enfriadoras de agua, comúnmente conocidas como «chillers», son equipos esenciales en una amplia gama de aplicaciones industriales, comerciales e institucionales.

Una enfriadora de agua es un equipo que extrae el calor de un fluido (normalmente agua, o una mezcla con glicol), enfriándolo para luego utilizarlo en aplicaciones como:

• Climatización de edificios (aire acondicionado central)
• Procesos industriales (plásticos, farmacéuticas, alimentos, impresión, etc.)
• Sistemas de refrigeración especializados

Este líquido enfriado se utiliza luego para acondicionar espacios, enfriar maquinaria, procesos industriales o productos.

También las puedes llamar aerotermias, es decir, aunque el título es “ENFRIADORAS DE AGUA”, también pueden calentar el agua si son bombas de calor, por lo tanto, también puedo decir que es una aerotermia.

Sin embargo, si voy a un edificio y tienen una enfriadora o bomba de calor de agua y digo que voy a reparar la aerotermia, lo normal es que me digan que – ¡aún es pronto para beber a esta hora de la mañana!

Pero en este caso no se utiliza el enfriamiento por suelo refrescante, ¡menuda estupidez!.

Espero que a nadie se le ocurra poner suelo refrescante en un hotel o en un edificio de grandes dimensiones, sería lo más estúpido que puede hacer en la vida.

Lo digo porque hay arquitectos que todavía están en la inopia.

Parámetros clave

• Capacidad frigorífica: en kW, TR (toneladas de refrigeración) o BTU/h.
• Eficiencia energética (EER / COP / SEER).
• Tipo de refrigerante: R-134a, R-410A, R-1234ze, entre otros.
• Rango de operación: temperatura ambiente, temperatura de agua de entrada/salida.
• Nivel de ruido. Normalmente alto. Aunque estos equipos suelen venir bien preparados para minimizarlo.

Detalles y Funcionamiento

Una enfriadora de agua funciona mediante un ciclo de refrigeración por compresión de vapor o por absorción. El principio básico es similar al de un refrigerador doméstico, pero a una escala mucho mayor y con el objetivo de enfriar un flujo constante de líquido.

Componentes principales de un chiller de compresión de vapor

• Evaporador
• Aquí, el refrigerante líquido a baja presión absorbe el calor del agua (o líquido a enfriar), se evapora y se convierte en gas. El agua enfriada es bombeada al sistema que requiere refrigeración.
• Compresor

• El compresor eleva la presión y la temperatura del gas refrigerante. Es el componente que consume la mayor parte de la energía.

• Condensador
• El gas refrigerante a alta presión y temperatura libera su calor al ambiente (aire o agua de torre de enfriamiento) y se condensa, volviendo a su estado líquido.

• Válvula de Expansión (o Dispositivo de Expansión)
• Reduce la presión del refrigerante líquido, lo que provoca una caída de temperatura antes de que entre al evaporador.

• Después absorbe todo el calor que puede de este a través de refrigerante al evaporarse.

Funcionamiento Básico

1. El agua caliente del proceso o del sistema de climatización entra al evaporador.
2. El refrigerante dentro del evaporador absorbe el calor del agua, se evapora y se convierte en vapor de baja presión y baja temperatura.
3. El compresor aspira este vapor, lo comprime, aumentando su presión y temperatura.
4. El vapor caliente y a alta presión se dirige al condensador, donde cede su calor al aire ambiente (en chillers enfriados por aire) o al agua de una torre de enfriamiento (en chillers enfriados por agua), condensándose de nuevo a líquido.
5. El refrigerante líquido a alta presión pasa por la válvula de expansión, donde su presión y temperatura disminuyen drásticamente.

6. El refrigerante frío y a baja presión regresa al evaporador para repetir el ciclo.El agua enfriada en el evaporador es bombeada de vuelta al sistema que necesita refrigeración.

Características Clave

Las enfriadoras de agua presentan diversas características que definen su rendimiento y aplicación:

• Capacidad de Enfriamiento
• Medida en toneladas de refrigeración (TR, TON), kilovatios (kW) o BTU/h.
• Eficiencia Energética (EER/COP/IPLV): Indicadores de cuánta energía eléctrica se requiere para producir una cierta cantidad de enfriamiento. Un mayor EER/COP/IPLV indica mayor eficiencia.

• Tipo de Compresor: Reciprocante, scroll, tornillo, centrífugo. Cada uno con diferentes rangos de capacidad y eficiencias.
• Tipo de Condensación
• Enfriado por aire, enfriado por agua, evaporativo o agua + evaporativo.
• Refrigerante
• Tipo de gas refrigerante utilizado (ej. R-134a, R-410A, R-1234ze), influenciando la eficiencia y el impacto ambiental (GWP – Potencial de Calentamiento Global).

• Nivel de Ruido
• Importante a tener en cuenta en aplicaciones cercanas a zonas residenciales u oficinas.
• En zonas urbanas, es preciso sistemas de cancelación del ruido para estos equipos.
• Controles
• Sistemas de control avanzados para optimizar el rendimiento, monitorear el funcionamiento y permitir la integración con sistemas de gestión de edificios (BMS, muy común en edificios inteligentes).
• Fiabilidad y Vida Útil
• Durabilidad del equipo bajo condiciones de operación continuas.

Pueden aguantar más de 30 años sin problemas (siempre que no sean equipos de aerotermia habituales).

Tipos de Equipos de Enfriadoras (Chillers)

Las enfriadoras se clasifican principalmente por su método de rechazo de calor y el tipo de compresor o ciclo que utilizan.

Por Tipo de Condensación

• Chillers Enfriados por Aire

• • Utilizan ventiladores para forzar el aire ambiente sobre las serpentinas del condensador, disipando el calor directamente al aire.

• • Ventajas
  • Fácil instalación, no requieren torre de enfriamiento, menor mantenimiento.

• • Desventajas
  • Menor eficiencia que los enfriados por agua (especialmente en climas cálidos), mayor nivel de ruido.

• • • Aplicaciones
    • Edificios pequeños y medianos, aplicaciones donde el agua es escasa.

Chillers Enfriados por Agua

• • Transfieren el calor del refrigerante a un circuito de agua de condensación, que a su vez disipa el calor en una torre de enfriamiento.

• • Ventajas
  • Mayor eficiencia energética, menor nivel de ruido.

En ocasiones están dentro del edificio y no generan ningún ruido al exterior.

• • Desventajas
  • Requieren una torre de enfriamiento (lo que implica espacio adicional, consumo de agua y mantenimiento), mayor complejidad de instalación.

• • Aplicaciones
  • Edificios grandes, centros de datos, procesos industriales.

🏆 MARCAS MÁS IMPORTANTES Y REFRIGERANTES UTILIZADOS

🌱 Refrigerantes emergentes y sostenibles

• R-1234ze / R-1234yf: bajo GWP, alternativa al R-134a.
• R-513A: mezcla alternativa al R-134a, con GWP más bajo.
• R-1233zd(E): usado en chillers centrífugos; GWP muy bajo.
• R-32: baja carga, alta eficiencia, menor GWP que R-410A.
• R-514A: sin halógenos, no inflamable, usado en grandes sistemas centrífugos.

Muchos fabricantes ofrecen versiones con refrigerantes de bajo GWP para cumplir con las normativas europeas (F-Gas) y americanas (ASHRAE 34 / EPA SNAP).

Chillers Evaporativos

• • Combinan características de ambos, usando agua para enfriar el condensador, pero sin una torre de enfriamiento separada.

Por Ciclo de Refrigeración

• Chillers de Compresión de Vapor

• • Son los más comunes, utilizando un compresor mecánico para circular el refrigerante.

• • Subtipos por Compresor

• • • Reciprocantes
    • Antiguos, para bajas capacidades.

• • • Scroll
    • Compactos, eficientes para capacidades medias-bajas.

• • • Tornillo

• • • Muy comunes para capacidades medias-altas, buena eficiencia a carga parcial.

• • • Centrífugos
    • Para muy altas capacidades, los más eficientes, especialmente a carga parcial.

MARCAS, TIPOS DE COMPRESOR Y REFRIGERANTES

• • • Utilizan una fuente de calor (vapor, agua caliente, gases de escape) en lugar de un compresor mecánico para impulsar el ciclo de refrigeración. Usan una solución de bromuro de litio y agua como refrigerante/absorbente.
      • Chillers de Absorción

• • Mantenimiento Preventivo
  • • Diario/Semanal: Inspección visual de fugas, niveles de refrigerante, presión, temperatura, limpieza de filtros de aire (en enfriados por aire).
  • • Mensual
  • • Verificación de vibraciones y ruidos inusuales, limpieza de la torre de enfriamiento (si aplica), revisión de bombas.
  • • Trimestral/Semestral
    • Limpieza de condensadores (serpentines de aire o tubos de agua), análisis de aceite del compresor, verificación de conexiones eléctricas, calibración de sensores.
  • • Anual
    • Limpieza profunda de evaporadores y condensadores, revisión y reemplazo de sellos, verificación de aislamiento, prueba de fugas de refrigerante, análisis de vibraciones del compresor, revisión de válvulas de expansión.
  • Mantenimiento Correctivo
  • Reparación o reemplazo de componentes defectuosos (compresor, motor, válvulas, etc.) cuando se produce una falla.
  • Mantenimiento Predictivo
  • Uso de tecnologías (análisis de vibraciones, termografía, análisis de aceite) para predecir fallas antes de que ocurran y programar el mantenimiento de manera proactiva.

  Tareas Clave de Mantenimiento h4

  • Limpieza de Serpentines/Tubos
  • La suciedad y las incrustaciones reducen drásticamente la transferencia de calor y la eficiencia.
  • Gestión del Agua (para enfriados por agua)
  • Tratamiento químico del agua de la torre de enfriamiento para prevenir corrosión, incrustaciones y crecimiento microbiológico.
  • Verificación de Refrigerante
  • Asegurar los niveles adecuados y detectar fugas.
  • Inspección Eléctrica
  • Revisar cableado, contactores, relés y motores.

  Marcas Líderes en Enfriadoras de Agua (Chillers)

  El mercado de las enfriadoras de agua está dominado por algunas empresas multinacionales con una larga trayectoria y una sólida reputación en el sector de HVAC (Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado) y refrigeración industrial. Algunas de las más destacadas a nivel global son:

  • Carrier

  • Es uno de los gigantes del sector, con una amplia gama de enfriadoras para diversas aplicaciones, desde la climatización de edificios hasta procesos industriales complejos. Son conocidos por su innovación y eficiencia.

  • Trane Technologies (parte de Ingersoll Rand)

  • Otro líder mundial, Trane ofrece soluciones de enfriamiento de alta calidad y rendimiento, con un enfoque en la sostenibilidad y la eficiencia energética.

  • Daikin Industries

  • Una empresa japonesa que se ha expandido globalmente, Daikin es un referente en sistemas de aire acondicionado y refrigeración, incluyendo una fuerte presencia en el mercado de enfriadoras con énfasis en tecnologías respetuosas con el medio ambiente.

  • Johnson Controls

  • Un líder global en tecnología diversificada que incluye soluciones de edificios inteligentes y energéticas. Sus enfriadoras son parte de una oferta integral para la gestión de instalaciones.

  • Mitsubishi Electric Corporation

  • Otro peso pesado japonés con una amplia gama de productos HVAC, incluyendo enfriadoras, conocidos por su fiabilidad y tecnología avanzada.

  • York (parte de Johnson Controls)

  • York es una marca muy reconocida, especialmente en el ámbito de las grandes enfriadoras para aplicaciones comerciales e industriales.

  • Smardt Chiller Group

  • Se especializan en enfriadoras centrífugas sin aceite de alta eficiencia, con un fuerte enfoque en el ahorro de energía y soluciones sostenibles.

  • Climaveneta (parte de Mitsubishi Electric Hydronics & IT Cooling Systems)

  • Un fabricante europeo líder en sistemas HVAC de alta eficiencia, ofreciendo una amplia gama de enfriadoras y bombas de calor.

  • Midea Group

  • Un fabricante chino global de electrodomésticos y sistemas HVAC, que ha crecido significativamente en el mercado de enfriadoras.

  • LG

  • Otro actor importante, especialmente en el segmento comercial, con una creciente oferta de chillers.

   

  Además de estas grandes multinacionales, existen fabricantes especializados y regionales que ofrecen soluciones muy competitivas y adaptadas a nichos específicos, como FRIGOPACK S.L. y STULZ España, S.A. en el contexto español, o Zudek y Enex que se destacan por sus enfriadoras con refrigerantes naturales.

  La elección de una marca a menudo depende de la aplicación específica, la capacidad requerida, la eficiencia energética deseada, el soporte postventa y la disponibilidad de repuestos en la región.

  REFLEXIÓN

Sin lugar a dudas este tipo de aerotermias no son exactamente iguales a las que estamos acostumbrados a escuchar o a leer en webs no especializadas de cualquier periódico.

¿Oh tal vez si?

Bueno, vale, te voy a dar mi opinión.

Aerotermias las hay desde hace mas de un siglo, antes no tenían un nombre tan refinado, pero hacen lo mismo que ahora.

Vamos a suponer que ahora rinden un 5% mejor que antes, bueno, siempre y cuando estén bien instaladas.

Ahora es cuando se complican las cosas, ¿tienes una buena instalación?

Que tengas un buen día.