Revista de descontaminación industrial, recursos energéticos y sustentabilidad.

Ahorre en sus Chillers

Ahorre en sus Chillers

Ventajas de usar agua de pozo o canal para condensar refrigerante en chillers.

Por Pedro Pablo Cuevas y Diego Rojas
www.renergy.cl

Numerosas son las instalaciones industriales que emplean chillers para la refrigeración de sus procesos productivos. En general, la configuración de estos sistemas es bastante similar y estándar, lo que ha permitido simplificar las labores de mantención. Sin embargo, en algunos casos se pueden incorporar mejoras que ayudan a reducir de manera significativa los costos de capital y operativos.

El siguiente artículo presenta una alternativa que puede generar importantes ahorros y, además, dejar de lado el uso de torres de enfriamiento.

Composición y Eficiencia

Los sistemas de chillers cuentan básicamente con 4 componentes. El primero de ellos es el compresor, que aumenta la presión y la temperatura del refrigerante (fluido de trabajo), el cual luego se enfría en el condensador hasta pasar de gas a líquido. A continuación el refrigerante pasa por una válvula de expansión, cuya baja de presión hace que disminuya su temperatura y presente las fases líquida y gaseosa en equilibrio. Luego el fluido ingresa al evaporador, donde absorbe el calor del agua, enfriándola en el proceso; y termina en fase completamente gaseosa para volver a ingresar nuevamente al compresor.

Para medir qué tan eficiente es un equipo de frío, se utiliza un coeficiente de rendimiento llamado  COP (coefficient of performance), que representa la cantidad de unidades de energía de frío generadas a partir de cada unidad de energía eléctrica consumida en el compresor. Esto se expresa del siguiente modo:

 Gráfico 1

*El COP de los sistemas de frío es siempre mayor a 1, aunque esto puede parecer imposible. Esto se debe a que en realidad se está desplazando energía térmica usando trabajo mecánico.

A medida que aumenta el COP mejora la eficiencia de los equipos de frío. Por otro lado, mientras menor sea la diferencia de presiones, y con ello de temperaturas, entre el evaporador y el condensador, menor será la energía requerida en el compresor y, por lo tanto, mayor será la eficiencia global.

Así, para reducir el consumo eléctrico lo ideal sería disminuir la diferencia de temperaturas entre el agua helada para el proceso y el condensador. Normalmente aumentar la temperatura del agua helada no es posible debido al proceso en el cual se utiliza. Por otro lado, para reducir la temperatura del condensador se requiere contar con un medio de baja temperatura y de disponibilidad casi infinita.

Actualmente, la mayoría de los equipos de frío poseen 2 alternativas para condensar el refrigerante. La primera es recurrir directamente al aire ambiente, lo que depende casi exclusivamente de la temperatura ambiente del lugar, la cual en verano en la zona centro sur de Chile puede alcanzar los 35°C. La segunda opción es utilizar una torre de enfriamiento como medio de condensación, la cual hace el proceso con mayor eficiencia ya que depende de la temperatura bulbo húmedo (corresponde a la temperatura que marca un termómetro bajo sombra, con el bulbo envuelto en una mecha de algodón húmedo bajo una corriente de aire), que es menor a la temperatura ambiente dependiendo de la humedad relativa del aire. Una temperatura de bulbo húmedo típica en Chile podría estar cerca de los 28 °C.


Revise este artículo completo en Revista N° 118, páginas 50 a 51 (edición septiembre-octubre 2012).