Para la mayoría de los proyectos industriales y comerciales, se debe seleccionar un enfriador de glicol según la carga de enfriamiento requerida, las temperaturas de salida y retorno, el tipo y concentración de glicol, el caudal de diseño, el método de rechazo de calor, los materiales, el servicio y las condiciones de la bomba. El enfriador es solo una parte del sistema. El fluido, el intercambiador de calor, el circuito secundario y los controles deben especificarse como un paquete para que el sistema alcance la temperatura objetivo sin un consumo excesivo de energía de bombeo, riesgo de congelación o corrosión.
Respuesta rápida: qué especificar primero
Envíe al proveedor la carga térmica del proceso o del ambiente, la temperatura de salida del glicol, la temperatura de retorno, la temperatura ambiente más baja o la temperatura de tubería expuesta, la química del fluido, el caudal requerido, la altitud del sitio, la energía disponible, la preferencia de rechazo de calor y los detalles de conexión. Añada la aplicación, el horario de operación, el requisito de redundancia, las restricciones de materiales y la interfaz de controles. Estos datos son más útiles que solicitar una capacidad nominal de enfriador, ya que la concentración de glicol y la variación de temperatura modifican la transferencia real de calor y el trabajo de la bomba.
Para aplicaciones alimentarias, de bebidas, farmacéuticas u otras donde el contacto incidental es posible, confirme si se requiere glicol de propileno inhibido. Para tuberías exteriores, seleccione protección contra congelación para la temperatura de fluido más baja creíble, no solo la temperatura de salida normal. El proveedor debe mostrar el punto de diseño, la caída de presión, la temperatura de salida esperada y los límites de seguridad en la cotización.
Qué hace un enfriador de glicol
Un enfriador de glicol elimina el calor de una solución de agua y glicol en un circuito cerrado o semicerrado. La solución enfriada viaja hacia equipos de proceso, un enfriador de aire, un tanque con camisa, una batería de sala fría u otro intercambiador de calor. Absorbe calor y regresa al enfriador. El circuito de refrigeración rechaza ese calor mediante un condensador enfriado por aire, un condensador enfriado por agua u otro sistema de rechazo de calor aprobado.
El circuito secundario separa el refrigerante de muchos puntos de uso. Esto puede reducir la tubería de refrigerante en áreas ocupadas, facilitar el control de múltiples cargas y ayudar a proteger un proceso de una fuga directa de refrigerante. También añade una bomba, volumen de expansión, carga de fluido y caída de presión. Por lo tanto, el diseño necesita un equilibrio claro entre seguridad, estabilidad de temperatura, consumo energético y acceso para mantenimiento.
Seleccione el fluido antes de finalizar el enfriador
Glicol de propileno o glicol de etileno
El glicol de propileno suele preferirse donde importa la baja toxicidad aguda, el procesamiento de alimentos o los requisitos de contacto incidental. El glicol de etileno puede ofrecer un buen rendimiento a bajas temperaturas, pero su perfil de toxicidad requiere controles estrictos en el sitio y revisión de cumplimiento local. El proveedor de fluido, el fabricante del equipo y el equipo de seguridad del proyecto deben acordar el producto y el paquete de inhibidores. El anticongelante automotriz no debe sustituirse por un fluido de transferencia de calor diseñado sin evidencia escrita de compatibilidad.
| Elemento de selección | Glicol de propileno | Glicol de etileno | Revisión del comprador |
|---|---|---|---|
| Motivo típico para elegir | Toxicidad oral aguda más baja y revisión de compatibilidad con alimentos o bebidas | Menor viscosidad y buen rendimiento a bajas temperaturas en algunos diseños | Confirme el requisito de seguridad y normativo del proyecto |
| Base de concentración | Porcentaje de volumen o masa según la hoja de datos del proveedor del fluido | Porcentaje de volumen o masa según la hoja de datos del proveedor del fluido | No mezcle porcentajes de volumen y masa |
| Paquete de inhibidor | Requerido para el control de la corrosión en un circuito cerrado | Requerido para el control de la corrosión en un circuito cerrado | Solicite el inhibidor y las instrucciones de mantenimiento |
| Efecto de transferencia de calor | Una mayor concentración suele aumentar la viscosidad y la caída de presión | También aumenta la viscosidad y el trabajo de la bomba a medida que aumenta la concentración | Dimensione la bomba según la concentración real de diseño |
| Compatibilidad | Verifique cobre, latón, acero inoxidable, elastómeros y juntas | Verifique cobre, latón, acero inoxidable, elastómeros y juntas | Obtenga una lista escrita de compatibilidad de materiales |
Establezca la protección contra congelación y la protección contra rotura por separado
La protección contra congelación significa evitar la formación de cristales de hielo a la temperatura especificada. La protección contra rotura es un objetivo de concentración más bajo que ayuda a prevenir daños mecánicos si el agua se congela en un componente. No son intercambiables. Los datos técnicos de DOWFROST de Dow muestran diferentes concentraciones para protección contra congelación y contra rotura, y señalan que se debe añadir un margen de diseño por debajo de la temperatura mínima esperada. La guía de aplicación de enfriadoras de Trane también advierte que añadir más glicol del necesario para la aplicación reduce la eficiencia de la enfriadora.
Utilice la tabla del proveedor del fluido para el producto real. Documente la temperatura exterior más baja, la ubicación más fría del fluido, el objetivo de protección, el método de medición de la concentración y el rango de aceptación. Si las tuberías pueden estar estancadas o expuestas al viento, evalúe esas condiciones en lugar de usar solo el punto de ajuste de salida de agua de la enfriadora.
Dimensione la capacidad de refrigeración, el caudal y la diferencia de temperatura
La primera comprobación de dimensionamiento es el balance térmico. Para un circuito de líquido monofásico, una ecuación útil de partida es:
Capacidad de refrigeración = caudal másico × calor específico × diferencia de temperatura del fluido.
El calor específico y la densidad son propiedades de la concentración de glicol seleccionada y la temperatura. Por lo tanto, un cálculo solo con agua puede subestimar el caudal másico o la presión necesaria de la bomba. La selección final debe incluir la caída de presión en el serpentín o intercambiador de calor, las pérdidas en tuberías, la autoridad de la válvula de control, el margen por ensuciamiento y cualquier capacidad de reserva requerida.
| Entrada de diseño | Qué proporcionar | Por qué cambia la selección de la enfriadora de glicol |
|---|---|---|
| Carga térmica | Carga normal, máxima, de arrastre y futura en kW o toneladas | Establece la capacidad del compresor, evaporador y condensador |
| Temperatura de salida y retorno | Temperatura objetivo y aumento permitido en el circuito | Establece propiedades del fluido, flujo y aproximación del intercambiador de calor |
| Tipo y concentración de glicol | Nombre del producto, base de concentración y margen de diseño | Modifica la densidad, calor específico, viscosidad y protección contra congelación |
| Caudal y caída de presión | Caudal requerido más resistencia de serpentín, válvula y tubería | Establece el tamaño de la bomba, potencia del motor y rango de control |
| Condiciones ambientales y del sitio | Temperatura de diseño exterior, altitud, límites de polvo y ruido | Establece la selección del condensador, reducción de capacidad y requisitos de cerramiento |
Evite seleccionar solo por la potencia del compresor. Solicite la capacidad neta de refrigeración a la temperatura real de salida, concentración de glicol, temperatura de entrada del fluido y ambiente exterior. Si el proceso tiene una carga intermitente grande, compare un depósito de acumulación o compresores escalonados con un enfriador sobredimensionado para todo el día.
Enfriador de glicol por aire o por agua
Un enfriador de glicol por aire elimina el calor directamente al aire exterior. Normalmente simplifica el tratamiento del agua y elimina la torre de refrigeración, pero su capacidad y eficiencia dependen de la temperatura exterior, limpieza de la batería y flujo de aire disponible. Una unidad por agua puede ser más silenciosa en la zona de proceso y funcionar bien donde ya hay agua de condensador disponible, pero requiere un circuito de agua fiable, tratamiento, filtración y revisión de la temperatura de aproximación.
| Factor de decisión | Enfriador de glicol por aire | Enfriador de glicol por agua | Preguntas para la solicitud de oferta |
|---|---|---|---|
| Rechazo de calor | Aire exterior a través de una batería aleteada y ventiladores | Agua de condensador a través de un intercambiador de calor | ¿Qué temperatura ambiente o de entrada de agua de condensador se utiliza? |
| Servicios | Suministro eléctrico y vía de aire despejada | Suministro eléctrico, caudal y tratamiento de agua de condensador | ¿El agua de condensador está disponible todo el año? |
| Mantenimiento | Limpieza de baterías, mantenimiento de ventiladores y protección contra heladas | Limpieza de tubos o placas, química del agua y mantenimiento de bombas | ¿Quién es responsable del tratamiento y limpieza del agua? |
| Huella y sonido | Huella exterior y ruido de ventilador | Sala de enfriadora más equipos de agua de condensador | ¿Cuáles son los límites de ruido y acceso del sitio? |
| Comportamiento a carga parcial | La secuenciación o el control de velocidad del ventilador pueden reducir el consumo eléctrico | Los controles de torre y agua de condensador deben seguir la carga | Proporcione los datos a carga parcial en el punto de diseño de glicol |
Elija el método de rechazo de calor según el sitio, no por una afirmación genérica de eficiencia. Una opción enfriada por agua no es automáticamente más eficiente si se incluyen las cargas de torre, bombas y tratamiento. Una opción enfriada por aire no es automáticamente más sencilla si la batería está expuesta a sal, polvo o a una alta temperatura ambiente en verano.
Diseñe el circuito secundario de glicol
El circuito debe mostrar la enfriadora, bomba, volumen de expansión, separador de aire, filtro, válvulas de aislamiento, desagües, purgadores, sensores de temperatura, medición de caudal e intercambiadores de calor de uso final. Coloque la conexión de expansión cerca de la aspiración de la bomba o en el punto requerido por el diseño hidráulico. Proporcione un método para llenar, purgar, muestrear y vaciar el fluido sin dejar la enfriadora inaccesible.
Bomba, caudal y caída de presión
La selección de la bomba depende del caudal de diseño y la altura dinámica total a la viscosidad real del glicol. Una bomba de velocidad variable puede seguir los cambios de carga, pero el rango de control debe permanecer estable al caudal mínimo. Confirme el caudal mínimo del evaporador del enfriador, la autoridad de la válvula de uso final y la disposición del bypass. Un medidor de caudal o un punto de medición de presión diferencial ayuda a los equipos de puesta en marcha a verificar que el sistema funciona según lo especificado.
Depósito de expansión y eliminación de aire
El glicol se expande al aumentar la temperatura. El depósito de expansión, la válvula de alivio y el separador de aire deben dimensionarse y ubicarse según el volumen de fluido, el rango de temperatura de funcionamiento y la presión estática. El aire atrapado puede reducir la transferencia de calor, generar ruido y causar cavitación en la bomba. Proporcione purgadores automáticos o manuales en los puntos altos y un procedimiento de puesta en marcha que registre la presión de llenado y la presión de funcionamiento en frío.
| Componente del circuito | Especificar en la fase de oferta | Verificación de aceptación |
|---|---|---|
| Bomba y motor | Caudal, altura, viscosidad del glicol, potencia del motor y método de control | Caudal y corriente medidos a velocidad de diseño y mínima |
| Tanque de expansión | Volumen útil, precarga, presión máxima y tamaño de conexión | Presión de llenado en frío, presión en caliente y ajuste de alivio |
| Separador de aire y purgadores | Tamaño de conexión, acceso para mantenimiento y ubicación del purgador | Sin ruidos persistentes de aire ni pérdida de caudal tras el purgado |
| Filtro y coladores | Malla, presión nominal, aislamiento y disposición de vaciado | Elemento limpio, presión diferencial y servicio sin fugas |
| Sensores y controles | Temperatura de impulsión y retorno, comprobación de caudal, alarmas e interfaz | Calibración de sensores, prueba de alarmas y registro de tendencias |
Aplicaciones que se benefician de un circuito secundario de glicol
Los enfriadores de glicol se utilizan para tanques de proceso, líneas de bebidas y alimentos, refrigeración de láseres o máquinas-herramienta, cámaras frigoríficas, fabricación de hielo, servicios farmacéuticos y otras aplicaciones donde un solo enfriador atiende varias cargas térmicas. La pregunta común de diseño no es simplemente si el fluido puede alcanzar una temperatura baja. Es si cada ramal puede recibir el caudal requerido mientras el enfriador se mantiene dentro de sus límites mínimos de caudal, concentración y operación.
En proyectos de alimentos y bebidas, revise el grado del fluido, las juntas, la capacidad de drenaje, los productos químicos de limpieza y la separación entre el circuito de glicol y las superficies en contacto con el producto. Un fluido apto para alimentos no hace que todos los materiales conectados o intercambiadores de calor sean compatibles para contacto alimentario. Solicite certificados y declaraciones de compatibilidad para el conjunto completo.
Para cámaras frigoríficas, revise el alcance del aire, el espaciado de las aletas del serpentín, el método de desescarche, la humedad de la sala, la apertura de puertas y la temperatura más baja del fluido. La concentración de glicol puede aumentar la caída de presión en el serpentín y reducir la capacidad en comparación con el agua. Por lo tanto, el enfriador de aire y el enfriador de glicol deben seleccionarse conjuntamente.
Materiales, corrosión y facilidad de mantenimiento
Seleccione el intercambiador de calor, serpentín, sello de la bomba, cuerpo de la válvula, junta y materiales de tubería como un conjunto compatible. Los cloruros, la entrada de oxígeno, el mal control de inhibidores y la mezcla de metales pueden acelerar la corrosión. Solicite una hoja técnica del fluido, lista de compatibilidad de materiales, límites de inhibidores y un método de prueba para concentración y pH. No asuma que una cubierta de tubería azul o un armario de acero inoxidable garantiza la compatibilidad química.
El acceso para mantenimiento debe permitir a los técnicos aislar la bomba, limpiar el filtro, tomar muestras del fluido, mantener los sensores y retirar el intercambiador de calor si es necesario. Mantenga un registro de la concentración de glicol, pH, reserva de inhibidor, presión diferencial del filtro, temperaturas de suministro y retorno, velocidad de la bomba e historial de alarmas. Un pequeño registro puede revelar una pérdida lenta de caudal o rendimiento de transferencia de calor antes de una parada del proceso.
Puesta en marcha y verificaciones de aceptación en fábrica
Antes de la puesta en marcha, realice una prueba de presión y enjuague el circuito utilizando un procedimiento compatible con el fluido seleccionado. Confirme que el fluido esté mezclado a la concentración requerida antes de llenar el sistema, o utilice un producto premezclado controlado. Verifique la rotación de la bomba, la prueba de caudal, la calibración de sensores, la precarga del vaso de expansión, la protección de alivio y la lógica de caudal mínimo. Registre las temperaturas de entrada y salida del glicol con carga estable.
En la aceptación en fábrica o en sitio, solicite el punto de prueba en lugar de la calificación del folleto. Los registros útiles incluyen capacidad, temperatura de salida, temperatura de entrada, caudal, caída de presión, condición ambiental o del agua del condensador, corriente, nivel sonoro cuando sea relevante y respuesta de alarma. Si un proveedor no puede indicar las condiciones detrás de un valor de capacidad, ese valor no puede compararse de manera justa con otra oferta.
Lista de verificación de RFQ para un proveedor de enfriadores de glicol
Incluya la siguiente información en un paquete de RFQ controlado:
- Aplicación y equipos de uso final, incluidos tanques de proceso, enfriadores de aire, cámaras frigoríficas o intercambiadores de calor.
- Carga térmica normal y máxima, tiempo de bajada de temperatura, horas de funcionamiento y previsión de ampliación futura.
- Tipo de glicol, nombre del producto si se conoce, base de concentración, objetivo de congelación, objetivo de ruptura y rango de temperatura del fluido.
- Temperatura de salida y retorno, caudal de diseño, caída de presión permitida y requisito de caudal mínimo.
- Preferencia por enfriador por aire o por agua, datos de ambiente exterior o agua de condensador, altitud, ruido y exposición a la corrosión.
- Material del intercambiador de calor, tamaño de conexión, disposición de válvulas, servicio de la bomba, vaso de expansión, separador de aire y filtros.
- Suministro eléctrico, protocolo de control, alarmas, monitorización remota y necesidades de protección de envolvente o contra la intemperie.
- Dibujo de disposición, límites de espacio para servicio, restricciones de elevación, división de entrega, repuestos y alcance de la puesta en marcha.
El equipo de ingeniería de refrigeración de Domi puede revisar un requerimiento de enfriador de glicol junto con la batería conectada, el intercambiador de calor y el sistema de refrigeración. Envíe el perfil de carga, los datos del fluido y un plano para una revisión de ajuste técnico. Un presupuesto debe confirmar el punto de diseño, no solo el nombre del modelo.
Preguntas frecuentes
¿Para qué se utiliza un enfriador de glicol?
Un enfriador de glicol enfría una solución de agua y glicol que circula hacia equipos de proceso, enfriadores de aire, serpentines de cámaras frigoríficas o intercambiadores de calor. Es útil cuando una sola planta de refrigeración debe atender varias cargas o cuando el proyecto necesita un circuito secundario en lugar de tuberías de refrigerante en cada carga.
¿Cuánto glicol se debe usar en un enfriador?
Utilice la concentración requerida por el proveedor de fluido seleccionado para la temperatura mínima creíble del fluido, luego añada el margen de diseño recomendado por el proveedor. El valor correcto depende de la protección contra congelación, protección contra rotura, tipo de fluido, exposición y normativas locales. Más glicol no es automáticamente mejor porque aumenta la viscosidad y la potencia de la bomba.
¿Es mejor el propilenglicol que el etilenglicol para refrigeración?
El propilenglicol se elige a menudo para requisitos alimentarios, de bebidas o de menor toxicidad. El etilenglicol puede considerarse cuando sus propiedades térmicas e hidráulicas se ajustan a la aplicación y el lugar puede controlar su toxicidad. La elección debe documentarse con la hoja de datos del fluido, compatibilidad de materiales y revisión de seguridad del proyecto.
¿Cómo dimensiono un enfriador de glicol?
Comience con la carga térmica máxima, temperatura de salida y retorno, concentración de glicol y caudal de diseño. Luego incluya el enfoque del intercambiador de calor, caída de presión en tuberías, trabajo de la bomba, condiciones ambientales o de agua de condensador, caudal mínimo y cualquier requisito de redundancia. Solicite la capacidad neta en esas condiciones exactas.
¿Debo elegir un enfriador de glicol enfriado por aire o por agua?
Elija enfriador por aire cuando la expulsión al aire exterior, el espacio y la disponibilidad de agua lo permitan. Elija enfriador por agua cuando haya disponible un circuito fiable de agua de condensador tratada y sus bombas, torre y mantenimiento sean aceptables. Compare la potencia total del sistema, condiciones de funcionamiento, acceso para servicio y ruido en el sitio en lugar de comparar solo la eficiencia del enfriador.
¿Qué debe incluirse en una solicitud de presupuesto para un enfriador de glicol?
Incluya la aplicación, carga térmica, producto y concentración de glicol, puntos de consigna de temperatura, caudal, caída de presión, método de rechazo de calor, datos ambientales o de agua de condensador, materiales, conexiones, suministro eléctrico, controles, espacios de servicio y condiciones de prueba de aceptación. Un plano y una hoja de datos del fluido reducen los ciclos de aclaración.
