Calculadora de capacidad de enfriadora y caudal de agua fría (preliminar)

¿Cómo se determina la capacidad de una enfriadora?

Una enfriadora, también llamada chiller, extrae el calor recogido en un edificio mediante agua fría y lo expulsa al exterior. Su capacidad se elige para la mayor carga de refrigeración que se presenta simultáneamente. Como los espacios alcanzan su máximo a distintas horas, esta carga es menor que la suma de los máximos. La relación es el factor de simultaneidad:

Q = Q_p × e × (1 + s)

La capacidad se expresa en kW o toneladas de refrigeración (TR): 1 TR = 3,517 kW = 12 000 BTU/h.

Caudal de agua fría

El calor transportado por el agua es Q = ρ × c_p × V × Δt, por lo que el caudal es V = Q / (ρ × c_p × Δt). En el régimen habitual de 7/12 °C, la diferencia de temperatura es de 5 K y se requieren unos 0,172 m³/h por kW. Un salto térmico mayor reduce el caudal, el diámetro de las tuberías y la potencia de bombeo. En unidades estadounidenses, el mismo balance da el valor habitual de 2,4 gpm por tonelada con 10 °F.

Ejemplo

Con cargas máximas que suman 500 kW, una simultaneidad del 90 % y un margen del 10 %, la capacidad necesaria es 500 × 0,9 × 1,1 = 495 kW, o 141 TR. Con 5 K, el caudal de agua fría es de 85 m³/h. Con un COP de 3, el compresor consume 165 kW y el condensador rechaza 660 kW.

Lado del condensador

Una enfriadora rechaza el calor que extrae más el trabajo del compresor: Q_cond = Q × (1 + 1 / COP). En instalaciones condensadas por agua, la torre de refrigeración y la bomba de agua del condensador se dimensionan para ese calor. Para obtener el caudal del condensador, introduce este valor en lugar de la capacidad en la segunda pestaña.

Sistemas con glicol

Añadir glicol como protección contra la congelación reduce la capacidad calorífica específica. Se necesita más caudal para transportar el mismo calor y aumenta la pérdida de presión. Introduce la densidad y la capacidad calorífica específica que indiquen los datos del fabricante para la concentración y la temperatura de la mezcla.

Límites

Es una estimación preliminar. El cálculo de cargas, la eficiencia a carga parcial, las condiciones ambientales, la redundancia y el número de equipos requieren un estudio de ingeniería.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula el caudal de agua fría a partir de los kW?

Con una capacidad de ejemplo de 100 kW, una diferencia de temperatura de 5 K, una densidad de 999,7 kg/m³ y una capacidad calorífica específica de 4,19 kJ/(kg·K), el balance térmico da un caudal de agua fría de 17,19 m³/h. Esta estimación preliminar excluye el calor de las bombas y las ganancias en tuberías. Las mezclas con glicol requieren sus propias propiedades del fluido.

Calcular con estos valores