Para saber el funcionamiento correcto de un Sistema de Agua Helada es necesario hablar de los componentes, para ello existen 2 sistemas alternos para operarlo. Tal es el caso de un sistema de 2 vías y 3 vías respectivamente, sin embargo, para poder entender la explicación de estos, requerimos saber cómo funciona el componente del cual depende su operación, es decir el serpentín de agua helada en equipos interiores.

La parte fundamental de un equipo interior de agua helada como Fan  & Coil, Unidad Manejadoras de Aire (UMA), Cassete de 4 vías, mini Split hidrónico etc., es su intercambiador de calor (serpentín), el cual realiza la transferencia térmica disipando el calor del espacio a acondicionar y liberándolo a la atmosfera, obteniendo a través  de ello el enfriamiento del agua. Para poder recircular el agua de la red de tuberías y serpentín de los equipos es necesario contar con una bomba hidráulica, así como con un tanque de expansión el cual se encarga de la expansión térmica del agua de manera segura y con ello evitar el daño de los componentes del sistema debido a la dilatación del agua a diferentes cambios de temperatura.

Si se diseña un caudal de agua (ya sea constante o variable) se controla por medio de válvulas de 2 o 3 vías. El sistema de 3 vías tendrá un costo operativo mayor y se utiliza comúnmente en proyectos de no tan alta capacidad, mientras que un sistema de 2 vías nos generará menor costo y se emplea en proyectos con mayor amplitud. Las válvulas de control tendrán que controlar los caudales de agua que fluyen a través del serpentín hasta limitar el flujo en su totalidad.

El caudal de agua en sistemas con válvulas de 3 vías será la suma de los caudales de todos los serpentines de enfriamiento, pues este sistema no aprovecha el factor de diversidad en el caudal aunque sí en la capacidad del Chiller. En sistemas con válvulas de 2 vías el factor de diversidad puede aplicarse tanto al caudal de agua como a la capacidad de los Chillers.

VÁLVULAS DE 2 VÍAS

El flujo de agua en las válvulas de 2 vías es en una sola dirección, cuando la válvula se encuentra totalmente cerrada el agua se quedará estancada en ella por lo que aumentará la presión en la línea de  flujo, en este caso se obtiene ahorro de energía debido a que la bomba recirculadora de agua helada concentra solo su operación a los equipos que lo requieren. De esta forma se regula la capacidad de demanda en las bombas y Chiller del edificio, al reducir la velocidad se tendrá menos consumo energético; esto se logra por medio de un VDF el cual reducirá la velocidad de los motores en función de un sensor de presión diferencial.

VÁLVULAS DE 3 VÍAS

El flujo de agua en las válvulas de 3 vías es en dos direcciones, cuando la válvula se encuentra abierta en su totalidad, el flujo de agua estará recirculando en una sola dirección, si se cierra el fluido pasara en la otra dirección. En cambio, si la válvula está  parcialmente abierta, parte del agua pasará en la primera dirección y su complemento irá a través de la otra válvula de control. En un sistema constante como este a medida que las válvulas de control van abriendo debido al incremento de carga, entonces se incrementa el flujo en el circuito secundario, excediendo así el flujo máximo del evaporador y forzando agua por el bypass. Cuando se tiene flujo suficiente para agregar otro enfriador en el bypass, entonces este se agrega a la secuencia para compensar el sobreflujo. Además, al tener sobreflujo en la línea de bypass se pierde control sobre el punto de ajuste de agua helada, pues el agua que retorna caliente se mezcla con la fría generada en el circuito primario. Pero puede ocurrir que a pesar de tener todos los enfriadores habilitados aún se tenga sobre flujo en el bypass. Esto hace que no se alcance el punto de ajuste del agua, entonces los enfriadores no son retirados de la secuencia. En este momento el control de la planta de enfriamiento agrega enfriadores a la secuencia, no para satisfacer las necesidades de enfriamiento del edificio, sino para mantener las necesidades de bombeo del sistema.

Este sobreflujo se origina en los serpentines de las manejadoras de aire y además del sobrecosto en bombeo adicional, también tiene como consecuencia que afecta el intercambio de calor de tal manera que la temperatura del agua regresa fría a la planta. Esto hace que los enfriadores activos operen a cargas parciales para alcanzar el punto de ajuste de agua helada.

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Fuente:

Foro Frío

Acr Latinoamérica

IAASE

Compartido por: Luis Jiménez 

Fotografías, Gráficos y Tablas de su autoría e internet.