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Cálculo de Chiller

El Cálculo de chiller permite conocer la capacidad frigorífica que debe tener la máquina, y el caudal de agua que va manejar la enfriadora de agua, antes de realizar las primeras cotizaciones.

La fórmula para calcular la capacidad de un chiller es: Capacidad Chiller=1000 x Ce x Q x (Te-Ts)

Capacidad
de
Chiller
Ce Calor especifico del Agua

Q Caudal de Agua del Chiller

Te Temperatura entrada agua

Ts Temperatura salida agua
Fórmula para calcular la capacidad de chiller

A continuación vamos a mostrar el procedimeinto para calcular la capacidad del chiller de forma automatica y con la utilización de la respectiva fórmula

¿Que Capacidad debe tener el Chiller que se necesita y poder Cotizar?

Calculo de enfriadora de agua para aire acondicionado:

Si la enfriadora de agua es para aplicaciones de aire acondicionado, puede usar el siguiente programa para calcular la carga térmica de climatización.

Calculo de enfriadora de agua para aplicaciones de enfriamiento de maquinaria:

Cuando la aplicación del chiller es para el enfriamiento de máquinas, o para procesos industriales, debemos conocer:

  • Caudal de agua helada total, que requiere la planta.
  • Temperatura mínima del agua que requiere la planta (Salida de chiller).
  • Temperatura de salida en la entrada del chiller (Entrada de chiller).

A través del siguiente formulario, podemos aproximar los valores requeridos para el cálculo del chiller:

¿Cuál es el procedimiento con la Fórmula para calcular la capacidad de un chiller?

Para el calculo manual se necesita la siguiente información:

Tabla de Calor especifico del Agua:

Kcal/Kg°CJ/Kg°CBtu/lb°F
Calor especifico del
Agua
141861
TABLA 1 CALOR ESPECIFICO PARA EL AGUA

NOTA: El calor especifico del agua, nos indica la cantidad de calor que se necesita extraer del agua, para disminuir la temperatura en un grado.

Tabla de Densidad del agua:

Kg/LKg/m3lb/ft3
Densidad del
agua
1100062.43
TABLA 2 DENSIDAD DEL AGUA

Nota: La densidad del agua nos permite transformar el caudal volumétrico en caudal másico

Tabla de Conversión de Unidades de Potencia calorífica:

Unidad de
Potencia Calorifica
Equivale
a
Equivale
a
Equivale
a
1 W0.86
Kcal/h
3.41
Btu/h
0.00028435
Ton Refrigeración
1 Btu/h0.25
Kcal/h
0.29 W0.00008333
Ton Refrigeración
1 Kcal/h3.96
Btu/h
1.16 W0.00033069
Ton Refrigeración
1 Ton
Refrigeración
120000 Btu/h3516.85 W3023.95
Kval/h
TABLA 3 CONVERSIÓN DE UNIDADES DE POTENCIA CALORIFICA

Nota: La tabla muestra las unidades habituales para medir la potencia calorífica en el sector de la refrigeración.

Tabla de Conversión de Caudal Volumétrico:

Unidad de Caudal VolumétricoEquivale aEquivale a Equivale a
1 m3/h0.01 pies3/segundo16.67 Litros/minuto4.4 GPM
1
Litro/minuto
0.26 GPM0.000589 pies3/segundo0.06 m3/h
1
pies3/segundo
101.94 m3/hora1699 Litros/minuto448.83 GPM
1 Galon/minuto (GPM)0.23
m3/hora
3.8
Litros/minuto
0.00223 pies3/segundo
TABLA 4 CONVERSIÓN DE UNIDADES DE CAUDAL VOLUMÉTRICO

Cálculo de Chiller Sistema Internacional de Unidades:

Se requieren los siguientes datos:

  • Caudal Metrico de agua: 18 m3/h
  • Temperatura de entrada del agua al chiller= 14°C
  • Temperatura de salida del agua del chiller=8°C

Paso Uno: Se Calcula el cambio de temperatura que va tener el agua dentro del chiller.

T entrada del agua – T salida del agua =14°C – 8°C = 6°C Cambio de temperatura=6°C

Paso Dos: Con el calor especifico se Calcula la cantidad de calor necesaria para lograr el cambio de temperatrura:

En la tabla 1 tenemos Cespecifico=1 Kcal/Kg°C (Por vada 1°C de cambio del agua se necesita sacar 1 Kcal)

Calor total a extraer por Kg= Cespecifico x Cambio de temperatura

Calor total a extraer por Kg= 1 Kcal/Kg°C x 6°C = 6 Kcal/kg (Se necesita 6 Kcal por cada Kg que entre al chiller)

Paso tres: Cálculo de Potencia del chiller.

Para conocer la potencia debemos conocer el caudal másico que va manejar el chiller, para ello usamos la tabla 2:

Caudal de agua del Chiller= 18 m3/h

Con la tabla 4 tenemos: 18 m3/h x 16.67 = 300 Litros / minuto = 5 Litros /segundo

Potencia de Chiller = Calor total X Flujo Másico

Caudal Másico = Caudal Volumetrico X Densidad

Caudal Másico = 5 l/s X 1 Kg/l = 5Kg/s

Potencia Chiller = 6 Kcal/Kg X 5Kg/s = 30 Kcal/s

Paso cuatro: El resultado se transforma en unidades de calor propias de la refrigeración

Transformamos 30 Kcal/s a Kcal/h Multiplicando por 3600

3 Kcal/h x 3600 = 108000 Kcal/h

Se puede transformar en otras unidades:

  • 108000 x 3.96 = 427680 Btu/h
  • 108000 x 1.16 = 125280 W
  • 108000 x 0.00033069 = 35.7 Ton Refrigeración

Tabla de Conversión de Unidades de Potencia Frigorífica usada en Chillers:

Unidad de Potencia FrigoríficaEquivale a:Equivale a:Equivale a:
1 TRF3 516,85 W3 023,9 Kcal/h12000 Btu/h
1KW0.28 TRF859.8 Kcal/h3412.14 Btu/h
1 Btu/h0.0000833 TRF0.29 W0.252 Kcal/h
TABLA 5 CONVERSIÓN DE UNIDADES DE POTENCIA FRIGORIFICA

Paso cinco: Aplicar factor de seguridad por pérdidas:

Al cálculo teórico se debe aplicar un factor de seguridad, que pueda compensar pérdidas por deficit de aislamientos. Este factor puede ser del 20%, lo que implica que al valor calculado se debe multiplicar por 1.2.

Potencia de chiller= 35.7 TRF x 1.2 = 42.84 TRF

Cálculo de bomba de agua para chiller ¿Cómo se calcula?

Las bombas presentes en una planta de agua helada con chiller pueden tener dos tipos de bombas:

  • Bonbas Primarias: Son las encargadas de alimentar de agua al chiller.
  • Bomba Secundarias: Son las encargadas de alimentar de agua a la aplicación.

Los factores que debe tomar para calcular la bomba de agua son:

  • Caudal nínimo de agua helada.
  • Caudal máximo de agua helada
  • Presión mínima
  • Presión máxima
  • Rendimiento en los puntos de trabajo.

¿Dónde aprender todo sobre los Chillers?

Mundochiller ha preparado un programa de formación completo, especializados en plantas de agua helada que incluye todos los temas que el técnico en refrigeración debe conocer.

Curso de Chiller