Diferencias entre Chiller enfriado por agua y Chiller enfriado por aire "sistemas de aire acondicionado."

Tengamos presente que a nivel general un chiller enfriado por agua posee una mayor capacidad de enfriamiento que está dada por la tasa de transferencia de calor del agua y por lo tanto es más recomendable en grandes edificaciones. En cambio, el Chiller enfriado por aire tiene menos capacidad debido a la menor tasa de transferencia de calor, pero tiene la ventaja que este tipo de Chiller tiene menos mantenimiento ya que no le afecta las incrustaciones del agua que se produce en los tubos de los intercambiadores de calor del Chiller enfriado por agua.

 Las diferencias entre Chiller enfriado por agua y Chiller enfriado por aire en relación a los costos iniciales, es que los chillers enfriados por aire son menores de los chillers de agua fría ya que los sistemas de aire frío no necesitan torres de enfriamiento, bombas de condensación de agua ni otros componentes asociados a los sistemas de aires acondicionados.

Por lo general, los diseños de sistemas de aire acondicionado pequeños, son casi siempre considerando chillers enfriados por aire debido a que los requisitos extras de los sistemas de agua fría de tratamiento de agua y de mantenimiento requieren un capital mayor y no se compensan rápidamente por los costos de operación más bajos. Los diseños de sistemas de aire acondicionado más grandes suelen ser considerando chillers enfriados por agua. Por lo general los ingenieros y técnicos de aire acondicionados se sienten a gusto con equipos que necesiten poco o ningún mantenimiento.

Tal y como hemos comentado al inicio de este post en relación a las diferencias entre Chiller enfriado por agua y Chiller enfriado por aire es que los ingenieros suelen preferir los chillers enfriados por agua por las mejores propiedades de transferencia del calor del agua en comparación con los chillers enfriados por aire. La principal ventaja del agua es que el coeficiente de convección (h ) es entre 10 y 100 veces mejor en el agua que en el aire. El coeficiente de convección o también conocido como coeficiente de película controla la transferencia de calor con un área dada constante y una diferencia en la temperatura. Es decir, cuantifica la influencia de las propiedades del fluido, de la superficie y del flujo cuando se produce transferencia de calor por convección.

Las unidades de aire acondicionado enfriadas por agua hacen menos ruido y dan más enfriamiento por metro cuadrado. Mientras que los chillers enfriados por aire tienen menor enfriamiento por metro cuadrado comparativamente y son máquinas de aire acondicionado más ruidosas. Las máquinas ruidosas son molestas sobre todo para los ocupantes de las zonas y de las oficinas más cercanas.

Otra de las diferencias entre Chiller enfriado por agua y Chiller enfriado por aire que debemos destacar es el costo del sistema completo (tanto tenerlo en marcha como instalarlo) tiene que calcularse. El tamaño de la unidad de aire acondicionado importa cuando se va a elegir entre un chiller enfriado por agua y uno enfriado por aire. Normalmente las unidades más pequeñas suelen ser enfriadas por aire y las más grandes suelen ser enfriadas por agua.

Los ingenieros de aire acondicionado tienen que evaluar los chillers enfriados por agua y los chillers enfriados por aire teniendo en cuenta diversos factores. Los ingenieros en refrigeración tienen que considerar las condiciones ambientales (bulbo húmedo, bulbo seco), número de horas de operación, patrón de carga parcial, costes de mantenimiento, etc.

Los expertos en aire acondicionado no tienen una sola respuesta cuando se les pregunta ¿Los chillers enfriados por agua son mejores que los enfriados por aire? El hecho es que “todo depende”. Los chillers enfriados por agua normalmente condensarán a una presión media menor que los chillers enfriados por aire. Esto es porque normalmente la temperatura del agua es menor que la temperatura del aire. Si tu condensador está operando a una presión menor esto se refleja directamente y se traduce en costos de operación menores o de KW/TR (Kilo Watt por tonelada de refrigeración). 

La diferencia entre la temperatura de bulbo húmedo y la temperatura de bulbo seco proporciona la diferencia disponible entre las temperaturas de condensación de los condensadores enfriados por agua y los que son enfriados por aire.

Las torres de enfriamiento y/o los condensadores de evaporación tienen una desventaja muy grande en los costos de mantenimiento y de tratamiento del agua. Los costos de operación no están presentes en los chillers enfriados por aire.

Un caso particular que puede interesar para revisar las diferencias entre Chiller enfriado por agua y Chiller enfriado por aire es, por ejemplo, cuando operan 24 horas al día, la temperatura del bulbo seco durante la noche tiende a ser muy inferior a la del bulbo seco durante el día, en comparación con la diferencia de temperatura del bulbo húmedo entre el día y la noche. Esta ventaja está mejor capitalizada por los Chillers enfriados por aire.

Otros ejemplos podrían ser en donde las temperaturas del bulbo húmedo son muy altas, en especial en áreas costeras.

Cuando se comparan las diferencias entre Chiller enfriado por agua y Chiller enfriado por aire, la escasez de agua y por tanto el costo del agua es otro factor que se debe tener en cuenta cuando se está eligiendo un sistema de aire acondicionado.

El espacio también es importante en algunas aplicaciones cuando comparamos Chiller enfriado por agua y Chiller enfriado por aire. Los chillers enfriados por aire se pueden utilizar en espacios abiertos, como un aparcamiento, una azotea o un área de una planta baja. Aunque son más pequeños los chillers enfriados por agua necesitan un cuarto de máquinas y torres de enfriamiento.

La recirculación del aire es muy importante para los chillers enfriados por aire. Cualquier obstrucción en la circulación del aire cerca de los chillers afectará negativamente el desempeño de los chillers enfriados por aire. Los chillers enfriados por aire pueden tener problemas con la recirculación si hay paredes más altas que la unidad o si hay demasiadas unidades muy juntas. Si nos encontramos en una situación en la que las paredes exteriores son necesarias por los códigos de construcción y la unidad no recibirá el suficiente aire fresco, entonces los chillers enfriados por agua pueden ser la mejor opción.

Los chillers enfriados por agua tienen una vida más larga, una mayor eficiencia, una mayor capacidad y también una mayor contención refrigerante. Mientras que las desventajas de los chillers enfriados por aire es que tienen una menor eficiencia, una esperanza de vida comparativamente menor y están disponibles en la gama de baja capacidad.

Hemos revisado las diferencias entre Chiller enfriado por agua y Chiller enfriado por aire en los sistemas de aire acondicionado para que puedas seleccionar el que mejor se adapte a tus requerimientos.