Chiller y calentador de chiller: ¿Cuál es la diferencia?

Como ingenieros que diseñan unidades de control de temperatura industrial, puede que trabajen cada semana con chillers y chiller heaters. Ambos eliminan el calor de un proceso. Ambos mantienen los fluidos a las temperaturas objetivo.

La diferencia importa cuando se trata de tiempo de funcionamiento, energía y resultados repetibles. En este artículo explicamos dónde divergen los dos sistemas en términos de función, estructura, rango de temperatura, costo y caso de uso.

Función del chiller y del chiller heater

Un chiller enfría un fluido de proceso. El fluido puede ser agua o una mezcla de glicol. El chiller extrae el calor y lo rechaza al aire o a un circuito secundario de agua. Los controles típicos mantienen estable la temperatura de suministro y ajustan la velocidad del compresor según la carga.

Un chiller heater puede enfriar y calentar el mismo fluido. Muchos diseños utilizan tecnología de bomba de calor. En modo de enfriamiento, la unidad extrae calor del proceso. En modo de calefacción, el ciclo del refrigerante se invierte y suministra calor al proceso. Algunos chiller heaters añaden un calentador eléctrico dedicado para un calentamiento rápido pico.

Otros modelos recuperan el calor rechazado y lo envían donde se necesite. Esto ahorra energía cuando una instalación requiere simultáneamente caliente y frío.

<trp-post-container data-trp-post-id='15799'>Chiller and Chiller Heater What is the difference</trp-post-container> - chiller（images 1）

<trp-post-container data-trp-post-id='15799'>Chiller and Chiller Heater What is the difference</trp-post-container> - chiller heater（images 2）

Estructura

Un chiller consta de un compresor, un condensador, un dispositivo de expansión y un evaporador. El evaporador transfiere frío al fluido de proceso. Las bombas circulan el fluido a través de la planta. Los controles incluyen un sensor de temperatura, un interruptor de flujo y, a menudo, un lazo PID dentro de un controlador.

Un chiller heater añade hardware para el cambio de modo. Las adiciones típicas incluyen una válvula de cuatro vías o válvula de inversión, válvulas de retención adicionales y sensores extra para proteger contra solicitudes simultáneas de modos conflictivos. Algunas unidades usan compresores dobles para obtener redundancia y cubrir un rango de capacidad más amplio. Los controles son más avanzados. Se espera lógica de arranque suave secuenciada, temporizadores anti ciclo corto e inteligencia de descongelación cuando sea probable la condensación en el lado del agua.

Temperatura

Los chillers de proceso estándar comúnmente proporcionan temperaturas de suministro en el rango de 5 ℃ a 25 ℃, que equivale a 41 ℉ a 77 ℉. Esto es adecuado para muchas cargas de enfriamiento, como chaquetas de moldes de plástico y soporte HVAC simple.

Los chillers de baja temperatura pueden llegar a menos 40 ℃, lo que equivale a menos 40 ℉. Son sistemas especiales con circuitos en cascada o compresores dedicados de baja temperatura.

Por otro lado, algunos chiller heaters proporcionan calefacción de proceso hasta 200 ℃, que equivale a 392 ℉. Son unidades de proceso diseñadas para combinar calefacción sin vapor y enfriamiento activo.

Costo

El costo de capital refleja la complejidad. Un chiller sencillo tiene menos componentes y generalmente tiene el precio de compra más bajo para una capacidad de enfriamiento dada. Agregar hardware de calefacción y controles avanzados aumenta el costo de materiales y el tiempo de ensamblaje.

En muchos casos, las unidades de refrigeración con funciones de calefacción cuestan más que las unidades de refrigeración estándar de la misma capacidad de enfriamiento. Esta diferencia de precio varía según la capacidad de enfriamiento y las características opcionales.

El costo operativo se calcula de manera diferente. Ejecutar un calentador y un chiller por separado significa comprar dos contratos de servicio, dos huellas de instalación y dos conjuntos de controles de seguridad. Un chiller heater con recuperación de calor puede reutilizar la energía que un calentador separado desperdiciaría. Esto reduce el consumo neto de energía en instalaciones que necesitan calefacción y enfriamiento con frecuencia.

Para procesos con ciclos frecuentes de calefacción y enfriamiento, un chiller heater suele mostrar un menor costo total de propiedad en años, no décadas. Para refrigeración constante, el chiller sencillo sigue siendo la opción económica.

Aplicaciones

Los chillers son comunes en inyección de moldeo, producción de alimentos, imágenes hospitalarias y HVAC de edificios. El denominador común es la necesidad continua de enfriamiento con un rango de temperatura modesto. Los chillers son robustos y comprobados. Los chiller heaters aparecen en laboratorios, plantas piloto, pruebas de baterías y cualquier lugar con ciclos térmicos.

Las líneas de proceso farmacéutico usan chiller heaters cuando las reacciones requieren rampas de temperatura estrechas tanto al subir como al bajar. Cuando un paso de reacción necesita recuperación de calor, el chiller heater puede enviar el calor recuperado a un secador o para precalentar materia prima, eliminando la necesidad de una fuente de calor separada. Los procesos de semiconductores que requieren enfriamiento y calentamiento en diferentes subprocesos también se benefician.

<trp-post-container data-trp-post-id='15799'>Chiller and Chiller Heater What is the difference</trp-post-container> - industrial chiller system（images 3）

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How to Choose？

Temperatura

If the process needs below minus 20 ℃ or above 150 ℃ consider a specialized process chiller heater or separate systems designed for those extremes.

Verificar capacidad

Elija un sistema que mantenga el compresor funcionando en una ventana de eficiencia estable. Sobredimensionar en exceso provocará ciclos cortos y desperdicio de energía. Utilice un sistema con compresores de velocidad variable para seguir eficientemente la carga parcial.

Necesidades de recuperación de calor

Si su proceso requiere regularmente calor y frío al mismo tiempo, un chiller heater con recuperación aumenta la eficiencia general del sistema. Si el proceso solo necesita calefacción ocasional, un pequeño calefactor eléctrico local combinado con un chiller podría ser más barato inicialmente.

Controles y soporte de validación

Para trabajos de laboratorio o farmacéuticos, los requisitos de registro de datos y validación de temperatura certificada son comunes. Nuestros expertos prefieren controladores que incluyan recetas almacenadas con monitoreo remoto y registro seguro. Estas funciones reducen las horas de ingeniería durante la puesta en marcha y ayudan en auditorías futuras.

Conclusión

Los chillers y los chiller heaters comparten la ingeniería básica de refrigeración, pero sirven a diferentes casos de uso. Un chiller es excelente cuando el objetivo es enfriamiento constante. Un chiller heater aporta flexibilidad cuando los procesos necesitan tanto calor como frío en el mismo circuito. La elección correcta depende del rango de temperatura, ciclo de trabajo, limitaciones de espacio y análisis del costo del ciclo de vida.

Si es útil, LNEYA puede proporcionar una comparación dirigida para una aplicación concreta, como un banco de pruebas de baterías EV o una planta piloto farmacéutica.

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