¿Qué es un chiller: características del dispositivo, reglas de selección e instalación?

Al considerar la cuestión de la refrigeración o calefacción de su propia casa particular, tiene sentido conocer qué es un chiller. Esta alternativa a los sistemas de aire acondicionado casi no se utiliza para habitaciones pequeñas individuales, pero para una casa espaciosa puede ser una solución muy ventajosa.

En el artículo que presentamos se describe detalladamente el principio de funcionamiento de este tipo de equipo climático. Se indican las reglas de montaje y construcción del sistema que forma el microclima en el interior. Con nuestras recomendaciones, podrá elegir el modelo óptimo sin problemas.

Principio de funcionamiento del chiller

Los chillers son un tipo de máquinas frigoríficas que se utilizan para enfriar diversos líquidos. La mayoría de las veces, estos equipos se emplean en la industria, pero también son adecuados para la climatización de grandes edificios residenciales, centros comerciales, oficinas, etc.

En combinación con los ventiloconvectores (fancoils), los chillers desempeñan perfectamente el papel de un aire acondicionado central. Mientras que en los aires acondicionados tradicionales el freón enfría directamente el aire, con los chillers la situación es algo diferente.

Aquí, la energía térmica se transporta mediante agua corriente. Para evitar su congelación, se puede usar una mezcla con anticongelante, por ejemplo, con tosol. El chiller funciona gracias al evaporador, al compresor y al condensador que forman parte de su composición.

A través del evaporador pasan flujos de agua y refrigerante. Este último absorbe la energía térmica del agua y hierve. El refrigerante se convierte en gas y el agua se enfría. Después, el refrigerante en estado gaseoso pasa al compresor, donde bajo el efecto de la compresión se calienta y se mezcla con aceite.

Luego, esta mezcla se mueve al condensador, donde cede una parte significativa de la energía térmica y se convierte en líquido. Después, el refrigerante pasa al filtro secador para eliminar el exceso de humedad.

La presión del refrigerante líquido disminuye al pasar a través de la válvula de expansión termostática. Aquí vuelve a pasar al estado gaseoso y se suministra al evaporador para repetir el ciclo.

El chiller consta de un compresor, un condensador y un evaporador. Al moverse entre estos dispositivos, el refrigerante extrae la energía térmica del agua y la enfría (+)

Por lo tanto, el compresor está diseñado para comprimir y mover el refrigerante, que pasa secuencialmente a través del condensador de aire y el evaporador, calentándose y enfriando el agua a la vez, y luego enfriándose.

El condensador en este sistema actúa como un intercambiador de calor, mediante el cual la energía térmica absorbida por el refrigerante se transfiere al entorno.

Los modelos modernos de chillers están equipados con un panel de control con pantalla de cristal líquido, en el que se refleja el estado actual del dispositivo y mensajes sobre posibles averías.

La presión excesiva en el circuito del refrigerante puede dañar el sistema. Para controlar este indicador se utilizan un relé de alta presión y un manómetro que permite supervisar visualmente el estado del sistema. Para almacenar el refrigerante se utiliza un receptor de líquido.

El filtro secador elimina del refrigerante no solo el vapor de agua, sino también las impurezas extrañas. Para controlar el flujo de refrigerante se utiliza una válvula solenoide, que cierra automáticamente el sistema cuando el compresor se detiene.

Esto protege el sistema contra la entrada de refrigerante líquido al evaporador. Tan pronto como el compresor se enciende, la válvula se abre. El sistema tiene un visor que permite controlar visualmente el estado del refrigerante.

Si se observan burbujas de aire en el flujo de líquido, significa que es necesario aumentar la cantidad de freón. Para controlar la humedad del refrigerante se utilizan sensores con indicación de color. Y la regulación de la cantidad de refrigerante que ingresa al evaporador se realiza mediante una válvula de regulación térmica.

Para aumentar la capacidad del sistema, a veces se recomienda usar una válvula de bypass de gas caliente. Este componente no siempre está incluido en el suministro.

Para que la cantidad de agua en el sistema sea suficiente para su funcionamiento, en los modelos industriales de chillers se instala un sistema de reposición automática de agua. La circulación del agua dentro del circuito la proporciona una bomba de líquido refrigerante.

Los modelos monobloque de chillers ya están preparados para su instalación, por lo que es más fácil y cómodo instalarlos que una unidad con condensador remoto.

Los fancoils mencionados anteriormente son dispositivos mediante los cuales el aire enfriado ingresa a habitaciones individuales. Los ventiloconvectores se instalan en el interior. Se montan en paredes, techos e incluso en el suelo. A un solo chiller se pueden conectar varios fancoils.

Su cantidad específica se determina por el número de espacios que necesitan aire acondicionado. Pero la capacidad del chiller debe ser suficiente para abastecer a una determinada cantidad de fancoils.

Para conectar el chiller y los fancoils en un sistema común se utilizan tuberías de agua ordinarias. Esto los diferencia ventajosamente de los sistemas split tradicionales, para los cuales solo son adecuadas las costosas tuberías de cobre.

Los chillers con condensador remoto no son tan eficientes como los modelos monobloque, pero permiten utilizar menos espacio para la instalación del dispositivo dentro de la casa.

Una parte importante de dicho dispositivo – la bomba que asegura la circulación del refrigerante. Cuanto mayor sea el rendimiento de esta bomba, mayor será la distancia que puede separar el chiller y los fancoils. Esto es conveniente, ya que aumenta la cantidad de opciones al elegir el lugar adecuado para el chiller.

A menudo la unidad se coloca en el techo del edificio, pero si se desea, se puede ubicar en un cuarto de servicio especial. Esto permite conservar por completo la apariencia del frente existente del edificio. Los sistemas split casi nunca brindan esa posibilidad.

Los chillers se clasifican según diversas características:

• según el tipo de ciclo de refrigeración: de absorción y de compresión de vapor;
• según la construcción: monobloque o sistema con condensador remoto;
• según el tipo de enfriamiento del condensador, que puede ser por aire o por agua;
• según el esquema de conexión;
• según la presencia o ausencia de bomba de calor.

Los chillers que incorporan una bomba de calor en su construcción son adecuados no solo para el aire acondicionado del local, sino también para su calefacción. Están diseñados para su uso durante todo el año.

¿Cómo elegir correctamente un chiller?

Para las necesidades de una gran casa de campo, los especialistas recomiendan utilizar un chiller con enfriamiento por agua del condensador. Tales dispositivos tienen una construcción más simple que los análogos con enfriamiento por aire, por lo tanto, también son más baratos.

La construcción del chiller con enfriamiento por aire incluye un ventilador (axial o centrífugo) para la toma de aire del local donde está instalado el dispositivo.

Algunos modelos de chillers se pueden utilizar no solo para el aire acondicionado, sino también para la calefacción de espacios habitables en invierno.

Para enfriar el condensador con agua se pueden utilizar recursos hídricos locales: ríos, lagos, pozos artesianos, etc. Si por alguna razón no hay acceso a tales fuentes, se aplica una alternativa: un enfriador de etileno o propilenglicol.

Los enfriadores de este tipo son ideales para su uso en la temporada de frío, cuando el agua común simplemente se congela.

La elección entre un chiller en forma de monobloque, donde el compresor, el evaporador y el condensador están encerrados en una carcasa común, y la opción en la que el condensador se instala por separado, no es tan sencilla. El monobloque es más fácil de instalar, además, el rendimiento de las unidades de este tipo puede ser bastante alto.

Al elegir un modelo de chiller adecuado, se debe evaluar su rendimiento y relacionarlo con la cantidad de fancoils que el dispositivo servirá.

Los sistemas remotos se instalan en diferentes lugares: el chiller propiamente dicho – en un cuarto de servicio dentro del edificio (incluso en el sótano), y el condensador – en el exterior. Para conectar estos dos bloques, generalmente se utilizan tuberías por las que circula freón. Esto explica la mayor complejidad de la instalación del sistema, así como los costos materiales adicionales para la instalación.

Pero para la instalación de un chiller con condensador remoto se utiliza menos espacio dentro del local, y ese ahorro puede ser necesario. Al elegir el dispositivo adecuado, también se deben tener en cuenta las funciones adicionales con las que está equipado el aparato.

Entre los complementos populares y útiles se pueden destacar:

• control y regulación del balance hídrico en el sistema;
• purificación del agua de impurezas no deseadas;
• llenado automatizado de depósitos;
• control y corrección de la presión interna en el sistema, etc.

Finalmente, se debe evaluar la capacidad de enfriamiento del chiller, es decir, su capacidad para extraer energía térmica del fluido de trabajo. Los indicadores cuantitativos específicos generalmente se indican en la ficha técnica del producto. La capacidad de enfriamiento de cada sistema chiller-fancoil se calcula por separado.

En ello se consideran los indicadores de temperatura máxima y mínima, la potencia del chiller, el rendimiento de la bomba, la longitud de las tuberías, etc. Estos son solo consejos generales para la selección de chillers. En cada caso particular, se debe consultar a un especialista experimentado, que pueda considerar diversos matices y ayudar a tomar la decisión correcta.

Particularidades de la instalación de estos dispositivos

Solo un especialista experimentado podrá ahorrar en la instalación de un chiller. Todos los demás propietarios de este dispositivo deberán pagar los servicios de instaladores profesionales, ya que en este asunto cualquier error puede ser fatal. La instalación comienza con un estudio cuidadoso de toda la documentación técnica y las recomendaciones del fabricante.

El chiller consta de múltiples elementos estructurales. El modelo industrial es mejor instalarlo y ponerlo en marcha con la ayuda de profesionales experimentados (+)

Después de esto, se procede directamente a la instalación. Para el chiller se debe elegir una plataforma de soporte capaz de soportar el peso de este dispositivo.

En la plataforma se monta un marco, cuya posición se verifica cuidadosamente con un nivel. Si no hay una plataforma con las características necesarias, se debe hormigonar un área adecuada para el montaje e instalar el marco sobre ella.

Al hacerlo, se debe tener en cuenta el impacto vibratorio que se produce durante el funcionamiento del chiller. La plataforma y el marco deben instalarse de manera que la vibración no se transmita a otras estructuras del edificio. Otros elementos del sistema también pueden ejercer impacto: tuberías, conductos de aire, hidromódulo, etc.

La instalación del chiller se realiza sobre un marco especial, y es necesario llevar a cabo medidas para proteger los objetos circundantes del impacto vibratorio.

Si la instalación del chiller está prevista en un cuarto de servicio dentro del edificio, es necesario construir una base que sobresalga del nivel del piso. Esto permitirá reducir la inercia total del sistema, disminuir el impacto vibratorio y mejorar la distribución de la masa del equipo.

El chiller en sí se monta sobre soportes especiales de resorte o caucho para amortiguar el impacto vibratorio. Debajo de estos soportes se coloca otra capa de caucho, y luego se fija la estructura con pernos de anclaje. Al decidir el lugar para la instalación del chiller, hay que recordar que debe quedar espacio libre alrededor del equipo.

Para el montaje del chiller en el exterior o en el tejado del edificio se utiliza una cubierta especial para proteger el dispositivo de las inclemencias del tiempo.

Esto garantizará el acceso a los mecanismos para realizar el mantenimiento técnico. Además, el aire debe circular libremente alrededor del dispositivo para mejorar la refrigeración de los condensadores. Si el chiller está instalado en el exterior del edificio, debe protegerse de la suciedad, como las hojas caídas.

Si la basura penetra en el intercambiador de calor, esto provocará un funcionamiento incorrecto del sistema y graves averías del equipo. No está permitido que objetos extraños o comunicaciones toquen las carcasas del chiller, ya que podría transmitirse el impacto vibratorio. Otro punto importante al montar el chiller en el exterior es la dirección del viento. –

Al instalar en el interior, se debe tener en cuenta el impacto acústico que se produce durante el funcionamiento del equipo. Tiene sentido ocuparse de un aislamiento acústico adicional y considerar cómo afectará el ruido excesivo a las habitaciones vecinas. No se recomienda colocar el chiller cerca de habitaciones residenciales.

Si se planea instalar otros equipos cerca del chiller, se debe asegurar que el mecanismo no esté sometido a un impacto térmico excesivo y que no haya obstáculos para la libre circulación de las corrientes de aire.

En la instalación exterior del chiller se utiliza una carcasa especial que protege el dispositivo de los factores climáticos. Dentro de la carcasa se coloca el evaporador, para el montaje de los compresores hay un espacio lateral, y el condensador se instala en la parte superior.

De manera similar, la unidad se instala en el tejado del edificio. En la instalación interior, la carcasa no es necesaria, por supuesto, pero si en este caso se utiliza un modelo con condensador remoto, parte de los trabajos de montaje se realizan en el exterior.

Para el montaje del chiller en el tejado del edificio puede ser necesario equipo de construcción especial, ya que el dispositivo tiene un gran peso físico.

Al estudiar la documentación técnica, se debe prestar atención al orden de montaje del bastidor del chiller. Para algunos modelos de alta capacidad se utilizan soportes antivibratorios especiales que no necesitan fijación adicional con pernos de anclaje.

Para algunas unidades no es necesario verter una base separada, basta con instalar correctamente el bastidor y fijar el dispositivo con pernos.

Para conectar las tuberías a las boquillas del chiller se suelen utilizar acoplamientos, ya que el diámetro de estas conexiones es pequeño. La conexión del chiller a las tuberías se realiza solo después de que la unidad esté instalada sobre la base y los soportes antivibratorios. No se debe realizar este paso con antelación para no dañar las conexiones.

Conclusiones y video útil sobre el tema

El video con la presentación del modelo industrial de chiller CHA-14 se puede ver aquí:

El chiller industrial – es un dispositivo bastante complejo, pero con una instalación y mantenimiento adecuados puede funcionar perfectamente durante muchos años. Para no cometer errores en el proceso de instalación del equipo, es mejor contactar a una empresa especializada.

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