Retrofit en chillers enfriados por aire
En un chiller enfriado por aire, el condensador rechaza al ambiente el calor que el sistema absorbió del edificio o del proceso. Para lograrlo, los ventiladores mueven aire exterior a través del serpentín del condensador, donde el refrigerante caliente libera calor y cambia de vapor a líquido.
Cuando el flujo de aire es insuficiente, inestable o mal distribuido, la presión y temperatura de condensación tienden a elevarse. Esto obliga al compresor a trabajar con mayor esfuerzo, aumenta el consumo eléctrico y puede reducir la capacidad real del chiller.
Un retrofit con ventiladores EC en el condensador permite modernizar chillers existentes para mejorar el control de presión de descarga, reducir ruido, optimizar el consumo energético y aprovechar mejor el serpentín disponible, sin reemplazar todo el equipo.
Cómo el ventilador impacta el consumo eléctrico del chiller
En un chiller enfriado por aire, el consumo del ventilador es solo una parte del análisis. El compresor normalmente representa la mayor carga eléctrica del equipo, por eso el impacto real del retrofit debe evaluarse a nivel sistema, no solo comparando watts de ventilador contra watts de ventilador.
Cuando los ventiladores del condensador no entregan el flujo de aire correcto, el serpentín rechaza menos calor. Esto eleva la presión y temperatura de condensación, aumenta el esfuerzo del compresor y puede reducir la capacidad real del chiller.
También puede pasar que uno o varios ventiladores ya no estén funcionando correctamente y el operador no lo detecte de inmediato. El chiller puede seguir encendido, pero con mayor presión de descarga, menor eficiencia, más ruido y más riesgo de alarmas en días calurosos.
Por eso, un retrofit con ventiladores EC no solo busca reducir el consumo propio de los motores. También puede ayudar a mantener una presión de condensación más estable, mejorar el COP y reducir el esfuerzo del compresor cuando el sistema opera dentro de sus condiciones correctas.
Problemas comunes en chillers enfriados por aire
Muchos chillers existentes operan con ventiladores AC de encendido y apagado, operación por etapas o doble velocidad. Este tipo de control puede funcionar, pero no siempre mantiene la presión de descarga en el punto más eficiente.
En este tipo de operación la presión del refrigerante puede subir y bajar constantemente. Esto genera una operación menos estable y puede dificultar mantener una temperatura de condensación adecuada.
En campo también es común encontrar serpentines sucios, obstrucciones en la entrada de aire, descarga bloqueada, poco espacio alrededor del equipo, recirculación de aire caliente, motores antiguos, aspas dañadas, contactores fallando, fugas o ruido excesivo.
Antes de cambiar ventiladores, hay que revisar el sistema completo, el retrofit no va a corregir todo por sí solo.
Cómo ayudan los ventiladores EC
Los ventiladores EC permiten modular la velocidad de forma precisa según la demanda del condensador y pueden ajustar sus revoluciones para mantener un setpoint de presión.
Esto permite una operación más estable, menor ruido en cargas parciales y mejor aprovechamiento del serpentín. Cuando la demanda baja, los ventiladores reducen velocidad. Cuando la temperatura ambiente o la carga aumentan, suben revoluciones de forma gradual.
Lo ideal es que los ventiladores trabajen de forma coordinada para entregar un flujo de aire más uniforme sobre el condensador. Así se evita una operación brusca por etapas y se mejora la respuesta del sistema ante cambios de carga o temperatura exterior.
En algunos casos puede ser necesario usar más potencia en ventiladores para abatir mejor el calor del condensador. Esto no está mal si el resultado es una reducción mayor en el trabajo del compresor.
La selección debe hacerse al punto de operación, considerando flujo de aire, presión, densidad del aire, temperatura, altitud, espacio, sonido, potencia, montaje y compatibilidad con el control existente.
Mantener la presión de condensación en el punto correcto
Un serpentín sucio reduce el flujo de aire, eleva la presión y temperatura de condensación, aumenta el esfuerzo del compresor y puede provocar fallas por alta presión. Por eso, antes de justificar un retrofit, hay que revisar serpentín y fugas
La limpieza del condensador debe hacerse de forma profunda, idealmente de adentro hacia afuera, retirando residuos para evitar que los ventiladores vuelvan a succionar suciedad hacia el serpentín.
El objetivo del retrofit no es bajar la presión de condensación sin límite, sino mover mejor el aire a través del serpentín existente para mantener la presión dentro del rango correcto. Un flujo más uniforme puede ayudar a mejorar el rechazo de calor, estabilizar el subenfriamiento y reducir el riesgo de flash gas antes de la válvula de expansión.
Evitar recirculación de aire caliente
En un chiller enfriado por aire, el ventilador debe descargar el aire caliente con suficiente alcance para evitar que regrese hacia el serpentín.
La ubicación del equipo es clave. Muros cercanos, bardas, techos, louvers, otros chillers o vientos desfavorables pueden provocar que el aire caliente se acumule o recircule hacia la entrada del condensador.
Cuando esto sucede, el condensador trabaja con aire a una temperatura mayor, aumenta la presión de descarga, el compresor se esfuerza más y la capacidad del equipo puede disminuir.
En aplicaciones donde existe riesgo de recirculación, es posible utilizar ventiladores diseñados para lograr una descarga de aire más uniforme y con mayor alcance. Algunas soluciones incorporan una entrada de aire optimizada, álabes guía integrados y una geometría aerodinámica que reduce turbulencias y mejora el flujo a través del ventilador o también puede instalarse un difusor para optimizar aún más el tiro de aire.
Por eso, en un retrofit no se debe revisar únicamente el ventilador, sino también el entorno donde está instalado y la forma en que se conduce la descarga. El objetivo es que el aire fresco entre al condensador, atraviese uniformemente el serpentín y salga con una trayectoria libre, sin regresar nuevamente al equipo.
Instalación mecánica
La instalación mecánica busca reemplazar los ventiladores existentes aprovechando la estructura superior del chiller. En muchos casos se puede usar el mismo diámetro de impulsor o una huella similar para montar los nuevos ventiladores sobre la estructura actual.
Cuando la geometría no coincide, se puede usar una placa adaptadora, una brida metálica o una placa cuadrada con boca de entrada para integrar el ventilador.
También es posible diseñar una brida o marco de montaje que permita levantar o retirar el ventilador con facilidad para dar mantenimiento al interior del condensador, revisar el serpentín o acceder a componentes internos.
Antes de definir el montaje, hay que revisar dimensiones, separación entre ventiladores, paneles en “V”, altura disponible, descarga de aire, rigidez de la estructura, vibración y acceso para mantenimiento.
También es importante que la descarga quede libre. Si el aire caliente se acumula o regresa al condensador, el chiller pierde desempeño aunque los ventiladores sean nuevos.
Instalación Eléctrica
En la parte eléctrica existen dos caminos principales. El primero es trabajar dentro del gabinete del chiller, que normalmente tiene espacio suficiente para retrabajar la alimentación de los ventiladores. En este caso se pueden reutilizar protecciones, cableado, canalizaciones o puntos de conexión existentes, siempre que estén en buenas condiciones y cumplan con la capacidad requerida para los nuevos ventiladores EC.
Si la infraestructura existente no es adecuada, también se puede aprovechar el espacio del gabinete para actualizar protecciones, ordenar conexiones y separar correctamente fuerza, control y señales.
La segunda opción es instalar un gabinete dedicado junto al chiller. Este gabinete puede concentrar las protecciones, alimentación y distribución hacia cada ventilador.
En ambos casos se debe validar tensión disponible, corriente, protecciones, capacidad de cableado, desconexión local, rutas de alimentación, condiciones de intemperie y cumplimiento eléctrico. El objetivo es que el retrofit quede integrado de forma segura, ordenada y fácil de mantener.
Instalación de control
En muchos chillers, el control actual usa un transductor de presión instalado. Ese transductor convierte la presión del refrigerante en una señal analógica, que el tablero útiliza para activar ventiladores, etapas o controladores.
En un retrofit con ventiladores EC, esa señal puede usarse para modular la velocidad de los ventiladores de acuerdo con la demanda del condensador. Esta se integra a un controlador dedicado con setpoint de presión.
El control puede quedar separado del control principal del chiller, manteniendo las alarmas y protecciones originales del equipo. Esto es importante porque el retrofit no debe eliminar las seguridades del fabricante ni alterar funciones críticas del chiller.
Cuando se usa comunicación digital, como MODBUS, también se puede monitorear estado de ventiladores, alarmas, velocidad, parámetros y operación individual.
Limpieza, carga de refrigerante y condiciones reales
Antes de justificar un retrofit, hay que revisar el estado real del chiller. Un serpentín sucio reduce el flujo de aire, eleva presión y temperatura de condensación, aumenta consumo del compresor y puede provocar fallas por alta presión.
La limpieza del condensador debe hacerse de forma profunda, idealmente de adentro hacia afuera, retirando residuos después de limpiar para evitar que los ventiladores vuelvan a succionar suciedad hacia el serpentín.
También conviene revisar subenfriamiento, sobrecalentamiento, carga de refrigerante, fugas, restricciones, presión de descarga, presión de succión, temperatura ambiente y temperatura de salida del aire del condensador.
Si el problema principal es falta de mantenimiento, refrigerante mal cargado o mala instalación del chiller, cambiar ventiladores no será suficiente. El retrofit debe partir de un diagnóstico correcto.
