Grundfosliterature-6512061

Vista previa del material en texto

HASTA 
-30 % 
EN GASTOS 
OPERATIVOS 
HASTA UN 
70 % 
DE AHORRO 
ENERGÉTICO 
CONTROL 
INTEGRAL
CONOCE AL DETALLE LOS DESAFÍOS DE LA REFRIGERACIÓN 
INDUSTRIAL Y DESCUBRE COMO CONSEGUIR LA MÁXIMA 
EFICIENCIA CON GRUNDFOS iSOLUTIONS
ARTÍCULO TÉCNICO SOBRE REFRIGERACIÓN INDUSTRIAL
TOMA EL CONTROL DE LA 
REFRIGERACIÓN INDUSTRIAL 
CON INTELIGENCIA
GRUNDFOS 
iSOLUTIONS
A SMART SOLUTION 
FOR YOU
Introducción:
El enfriamiento o la refrigeración estarán presentes de 
un modo u otro en prácticamente todas las instalaciones 
de procesos y producción industriales. El objetivo de la 
refrigeración industrial es enfriar las máquinas industriales y 
eliminar el calor que producen. Nos referimos, por ejemplo, a 
las máquinas industriales de soldadura y moldeo por injección, 
y también a los procesos industriales como los químicos, de 
fermentación o de elaboración de productos lácteos.
Tabla de contenidos
Introducción a la refrigeración industrial .................. 2
Torres de refrigeración ..................................................... 2
 Refrigeradores por corriente de aire ....................... 3
 Torre de refrigeración por evaporación .................4
 Condensador de evaporación forzada ...................4
 Torre de refrigeración de circuito cerrado ............4
 Torre de refrigeración de circuito abierto .............4
Refrigeración industrial ...................................................4
Enfriadoras industriales .................................................. 5
Sistema tampón de refrigeración ................................ 5
Distribución de agua de refrigeración ........................6Objetivo:
La refrigeración forma parte de una amplia gama de procesos 
y sectores, lo que significa que la industria de la refrigeración 
está fragmentada en cierta medida y que un enfoque universal 
no siempre funciona. Como las bombas desempeñan un papel 
de gran peso en los sistemas de refrigeración industrial, en este 
documento ofrecemos una visión general de las áreas típicas 
donde afectan al rendimiento y las ventajas de las bombas de 
velocidad variable de Grundfos. 
 
1 
 
Índice 
Introducción a la refrigeración industrial .......................................................................................................... 2 
Proceso de refrigeración industrial ................................................................................................................... 2 
Torres de refrigeración ...................................................................................................................................... 3 
Refrigeradores por corriente de aire ............................................................................................................. 4 
Torres de refrigeración por evaporación....................................................................................................... 5 
Condensador de evaporación forzada .......................................................................................................... 5 
Torres de refrigeración de circuito cerrado .................................................................................................. 5 
Torres de refrigeración de circuito abierto ................................................................................................... 5 
Enfriadoras industriales ..................................................................................................................................... 6 
Sistemas tampón de refrigeración .................................................................................................................... 7 
Refrigeración “gratuita” .................................................................................................................................... 8 
Intercambiadores de calor .............................................................................................................................. 10 
Refrigerante/glicol ........................................................................................................................................... 12 
Calidad del agua .............................................................................................................................................. 13 
Técnicas de control .......................................................................................................................................... 13 
Funciones de los dispositivos MEG/CUE ......................................................................................................... 14 
 
 
 
2 
Introducción a la refrigeración industrial 
El objetivo de un sistema de refrigeración industrial es eliminar el calor generado por una máquina o 
proceso para garantizar su protección y su funcionamiento óptimo. 
 
 
 
 
 
El enfriamiento o la refrigeración estarán presentes de un modo u otro en prácticamente todas las 
instalaciones de procesos y producción industriales. El objetivo de la refrigeración industrial es enfriar las 
máquinas industriales y eliminar el calor que producen. Nos referimos, por ejemplo, a las de soldadura y 
moldeo por inyección, y también a los procesos industriales, como los químicos, de fermentación o de 
elaboración de productos lácteos. 
La refrigeración forma parte de una amplia gama de procesos y sectores, lo que significa que la industria de 
la refrigeración está fragmentada en cierta medida y que un enfoque universal no siempre funciona. Como 
las bombas desempeñan un papel de gran peso en los sistemas de refrigeración industrial, en este 
documento ofrecemos una visión general de las áreas típicas donde afectan al rendimiento y las ventajas 
de las bombas de velocidad variable de Grundfos. 
 
Proceso de refrigeración industrial 
La función de la mayoría de las bombas instaladas en un sistema de refrigeración industrial es hacer circular 
agua por las distintas etapas del sistema de refrigeración. En el diagrama incluido más adelante se muestra 
un sistema típico de refrigeración industrial. 
A la derecha, puede verse el sistema principal de circulación. El sistema principal de circulación hace 
circular el agua fría del sistema de refrigeración, lo que permite eliminar el calor generado por el proceso o 
la máquina, y la transporta de vuelta a la planta de refrigeración. 
Las bombas circuladoras principales son bombas grandes y normales que funcionan de forma continua; por 
lo tanto, es importante poder controlarlas. La manera más eficaz de hacerlo es usar un control de presión 
diferencial o presión diferencial proporcional, con el fin de que la bomba solamente suministre el agua 
necesaria para el sistema. 
Las siguientes en la lista son las bombas enfriadoras, que hacen circular el agua entre el tanque tampón y el 
lado frío de la enfriadora. En este caso, puede optimizarse el uso del tanque tampón y emplear una señal 
de la enfriadora para arrancar y parar la bomba. Esto evita que se malgaste energía haciendo circular agua 
cuando la enfriadora no esté funcionando. 
Las bombas de condensados transfieren el calor desde la enfriadora hasta la torre de refrigeración. Pueden 
controlarse mediante una señal de temperatura, o bien a través del sistema de control de la enfriadora; 
además, existe la posibilidad de efectuar un arranque lento cuando la temperatura del agua del 
condensador es baja. 
Subsistema 
de 
refrigeració
n 
Sistema 
principal 
Proceso de producción, 
edificio, etc. 
Subsistema 
de 
refrigeració
n 
Sistema 
principal 
Proceso de producción, 
edificio, etc. 
 
3 
La última etapa es la torre de refrigeración. En este caso, tenemos una torre de refrigeración por 
evaporación de circuito cerrado, que elimina el calor del sistema mediante la evaporación de agua. La 
circulación del agua de la torre puede controlarse en función de la temperatura del agua del condensador, 
lo que permite arrancar y parar el ventilador de la torre tanto como seaposible. 
 
Torres de refrigeración 
 
 
Una torre de refrigeración es un sistema de eliminación de calor que expulsa el calor residual a la atmósfera 
usando aire a temperatura ambiente para enfriar el agua hasta una temperatura inferior. Las torres de 
refrigeración aprovechan la evaporación del agua (torres de refrigeración por evaporación) para eliminar el 
calor del proceso y enfriar el líquido de trabajo hasta una temperatura próxima a la de bulbo húmedo del 
aire, o bien el aire de la atmósfera (torres de refrigeración por corriente de aire). Estas últimas funcionan 
únicamente con aire, que aprovechan para enfriar el líquido de trabajo hasta una temperatura próxima a la 
de bulbo seco. 
Entre las aplicaciones habituales de las torres de refrigeración se incluye el enfriamiento del agua circulante 
usada en refinerías de petróleo, plantas petroquímicas y otras instalaciones químicas, centrales térmicas, 
Torre de 
refrigeración 
 
4 
sistemas de refrigeración industrial y refrigeración de procesos, y sistemas HVAC para la refrigeración de 
edificios. Las torres de refrigeración se clasifican según la forma en la que el aire entra en la torre y la 
existencia de evaporación de agua o no en la torre. 
 
Distintos tipos de torres de refrigeración: 
• Refrigeradores por corriente de aire. 
• Torres de refrigeración por evaporación: 
o De circuito cerrado. 
o De circuito abierto. 
o Condensadores. 
 
Refrigeradores por corriente de aire 
 
Los refrigeradores por corriente de aire pueden utilizarse como equipos independientes o para enfriar el 
condensador de un sistema de refrigeración. 
Existen dos diseños típicos de refrigerador por corriente de aire: de base plana y en forma de “V”. Ambos 
cumplen la misma función. Los diseños de base plana incorporan un serpentín de refrigeración, formado 
por tubos y aletas, en el armazón de la base. En los diseños en forma de “V”, el serpentín está ubicado en 
los lados en “V” del refrigerador por corriente de aire. En la mayoría de los casos, la enfriadora por aire se 
controlará mediante un controlador específico del ventilador, y la bomba funcionará en el modo de caudal 
fijo. El control MPC permite regular fácilmente los ventiladores del refrigerador por corriente de aire, 
aunque este método no es rentable. 
 
5 
 
Si se emplea un refrigerador por corriente de aire como condensador de refrigeración, el concepto general 
es mantener un caudal constante en el condensador y la temperatura más baja posible. En aquellos casos 
en los que el refrigerador por corriente de aire funciona como equipo independiente, la bomba puede 
asumir el control de temperatura en situaciones de baja carga en las que no se necesite la acción de 
refrigeración del ventilador. 
Algunos refrigeradores por corriente de aire en forma de “V” tienen un sistema adiabático independiente 
que incorpora un sistema de evaporación de agua a los lados. Por el sistema adiabático circula un caudal de 
agua relativamente pequeño, que se pulveriza sobre el serpentín o sobre un panel con un material de 
relleno que proporciona una mayor superficie para la evaporación del agua. En estos casos pueden usarse 
una bomba MAGNA o una bomba UP; por ejemplo, la bomba MAGNA 3 puede efectuar un control de 
arranque/parada cuando la temperatura sea lo bastante baja como para no usar el sistema adiabático. 
Torres de refrigeración por evaporación 
La torre de refrigeración por evaporación es uno de los tipos de equipos más comunes en el campo de la 
refrigeración industrial. Aunque el tema es demasiado amplio como para abordarlo aquí en su totalidad, 
existen esencialmente tres tipos principales con distintas variantes de construcción. La bomba que hace 
circular el agua por la torre de refrigeración se denomina bomba pulverizadora o bomba circuladora. El tipo 
de control idóneo para esta bomba es un control de arranque/parada. 
Condensador de evaporación forzada 
El condensador de evaporación forzada es muy similar a la torre de refrigeración de circuito cerrado. El 
serpentín del condensador se ubica en la torre de tal forma que la circulación del agua la efectúa una 
bomba relativamente pequeña (TP/NB). La bomba que hace circular el agua por la torre de refrigeración se 
denomina bomba pulverizadora o bomba circuladora. La bomba sólo debe proporcionar la presión 
necesaria para poder conseguir una distribución correcta de las boquillas pulverizadores. El control de la 
temperatura de la torre lo realiza el ventilador. 
Torres de refrigeración de circuito cerrado 
Como su propio nombre indica, el agua de proceso/refrigeración de estas torres de refrigeración circula por 
un circuito cerrado. En la torre de refrigeración normalmente hay una bomba pequeña que hace circular 
agua por la torre (TP/NB) y una bomba más grande para hacer circular el agua de proceso/refrigeración 
(NB/E, NK/E o TP/E). La bomba que hace circular el agua por la torre de refrigeración se denomina bomba 
pulverizadora o bomba circuladora. La bomba pequeña de la torre de refrigeración debe funcionar a una 
presión fija que garantice que las boquillas pulvericen agua de manera correcta. Para las bombas grandes 
(podría haber una o varias) del sistema, el modo de control depende del sistema; en la mayoría de los 
sistemas grandes existen varios consumidores, para los que el control de la presión del sistema resultará 
ventajoso. El tipo de control idóneo para la bomba pulverizadora es un control de arranque/parada. 
Torres de refrigeración de circuito abierto 
En una torre de refrigeración de circuito abierto, el agua de proceso/refrigeración se distribuye y pulveriza 
en la torre y después retorna al proceso. Los controles de las bombas (puede haber una o varias) dependen 
del tipo de sistema que la torre esté refrigerando. 
 
6 
 
 
Enfriadoras industriales 
Las enfriadoras industriales son sistemas de refrigeración que enfrían el agua de proceso, sistemas HVAC de 
gran tamaño e instalaciones industriales. Una enfriadora emplea la compresión de vapor o un ciclo de 
absorción para refrigerar. El agua fría se usa para diversas aplicaciones, que abarcan desde la refrigeración 
de instalaciones hasta la refrigeración de procesos. Una enfriadora industrial viene definida por el 
refrigerante empleado y va integrada en un armazón único (por ejemplo, con un compresor, un evaporador, 
un condensador y un recipiente de líquido). 
 
Tipos de enfriadoras industriales 
Las enfriadoras se clasifican según la energía de refrigeración (BTU) o la capacidad de refrigeración (kW). 
Existen tres tipos principales de enfriadoras: de aire, de agua y de condensación evaporativa. Asimismo, 
también se distinguen cuatro tipos de enfriadoras industriales en función de la tecnología que incorporan: 
alternativas, centrífugas, con compresor de tornillo y por absorción. Las tres primeras tecnologías se 
utilizan en las enfriadoras mecánicas, accionadas por motores eléctricos. Las enfriadoras por absorción 
usan una fuente de calor (por ejemplo, vapor) como fuente de alimentación y no tienen partes móviles. 
 
Componentes de una enfriadora industrial 
El ciclo de compresión mecánica tiene cuatro componentes básicos a través de los cuales pasa el 
refrigerante: evaporador, compresor, condensador y válvula de expansión. El evaporador de la enfriadora 
funcionará a una presión y una temperatura más bajas que las del condensador. 
 
Evaporadores en las enfriadoras industriales 
Enfriador
 PR 
P 
E 
 
7 
Evaporadores de carcasa y tubos: por lo general, el refrigerante fluye por los tubos y el líquido de proceso 
por la carcasa de la unidad. Estos evaporadores tienen una caída de presión inferior a la de los 
evaporadores de placas soldadas, y están disponibles con capacidades mayores. 
Evaporadores de placas soldadas: las ventajas de esta tecnología son una mayor eficiencia y un menor 
coste; además, están disponibles con capacidades que abarcan desde el orden de las toneladas de 
refrigeración hasta valoresmás bajos. 
Los intercambiadores de calor de placas semisoldadas también tienen mayor eficiencia y permiten 
conseguir capacidades más elevadas. 
 
Tipos de compresores en las enfriadoras industriales 
Compresores alternativos: funcionan mediante pistones accionados por un cigüeñal y se usan para 
suministrar una cantidad pequeña de refrigerante a una presión muy alta. Los compresores alternativos 
suelen ser compresores semiherméticos, lo que simplemente significa que pueden someterse a 
mantenimiento. 
Compresores centrífugos: tienen menos partes móviles que los compresores alternativos. Ofrecen una 
elevada eficiencia energética y proporcionan un caudal de refrigerante mayor que los compresores 
alternativos de tamaño similar. Los compresores centrífugos resultan idóneos para aplicaciones de alto 
volumen y baja presión; por ejemplo, aquellas en las que existen ventiladores de ventilación, unidades de 
refrigeración y circuladores de aire. Su principio de funcionamiento es la aplicación de una fuerza 
centrífuga a una masa de aire para comprimirla. 
Compresores de tornillo: tienen dos tornillos (macho y hembra) que van acoplados en una carcasa fija. A 
medida que los rotores giran, el gas se comprime mediante la reducción directa del volumen entre los dos 
rotores. Estos compresores también son compresores semiherméticos. Si los compresores de tornillo se 
combinan con un variador de frecuencia, puede obtenerse una eficiencia similar a la de los otros tipos de 
compresores. 
 
Ubicación de las enfriadoras industriales 
Las enfriadoras industriales de gran tamaño se ubican normalmente en una sala de máquinas desde donde 
se haga circular agua fría por la fábrica o cerca del proceso que vayan a refrigerar. Algunas enfriadoras 
industriales pueden estar situadas directamente junto al proceso, en función del tamaño de la enfriadora y 
del compresor. Otras incluso pueden estar completamente a la intemperie. 
 
Sistemas tampón de refrigeración 
Un tanque tampón es un depósito de almacenamiento que puede instalarse en el lado frío de un sistema 
de refrigeración. El sistema puede ser el lado frío de un sistema de refrigeración o una enfriadora 
convencionales, o bien un sistema de refrigeración independiente en el que sólo se necesite una torre de 
refrigeración. 
 
8 
Un tanque tampón se suele usar cuando existe una carga de refrigeración variable. En este tipo de 
aplicaciones, el tanque se usa como lugar de almacenamiento para hacer frente a picos de carga o 
situaciones en las que el aumento súbito de la demanda supera la capacidad del sistema de refrigeración. 
Durante el arranque de un sistema de refrigeración, el consumo energético y el desgaste del compresor de 
refrigeración son mayores que durante el funcionamiento en estado estacionario. Un tanque tampón 
resulta idóneo para aquellas situaciones en las que las cargas de refrigeración son pequeñas, ya que reduce 
el número de arranques y, por consiguiente, el desgaste y el consumo de energía. 
En grandes plantas industriales, pueden usarse varias bombas a muchos niveles distintos. Los tanques 
tampón también se usan para acumular capacidad de refrigeración y pueden tener todo tipo de tamaños: 
existen desde tanques pequeños hasta otros muy grandes. Las bombas pueden ser de una etapa o 
multietapa. El tamaño de las bombas también varía mucho: hay desde bombas primarias NB/NK de gran 
tamaño hasta bombas UPS pequeñas en los circuitos de refrigeración de menor tamaño. 
 
Refrigeración “gratuita” 
En el sector de la refrigeración, centrado últimamente en la reducción del consumo energético, el término 
“refrigeración gratuita” se está haciendo cada vez más popular. 
La refrigeración gratuita es una forma económica de aprovechar el agua o el aire externos a baja 
temperatura para favorecer el enfriamiento de agua y usar esta en procesos industriales. El agua fría puede 
utilizarse de inmediato o almacenarse a corto o largo plazo. Cuando hay disponible una fuente externa de 
agua a baja temperatura, o bien la temperatura exterior es inferior a la temperatura de refrigeración de la 
maquinaria o el proceso, este tipo de sistemas pueden aprovechar el agua o el aire externos como fuente 
de refrigeración gratuita. De esta forma, estos sistemas sustituyen a las enfriadoras de los sistemas de 
refrigeración convencionales, consiguiendo unos resultados idénticos. Este tipo de sistemas pueden 
utilizarse en instalaciones de producción o sistemas district cooling. 
Refrigeración gratuita con aire 
Cuando la temperatura del aire ambiental cae hasta un valor establecido, una válvula de modulación, que 
puede regularse mediante un sistema de control MEG o MPC, permite establecer un bypass para que toda 
el agua refrigerada (o parte de ella) no atraviese la enfriadora y circule por el sistema de refrigeración 
gratuita. Esto reduce el consumo energético y permite aprovechar la baja temperatura del aire ambiental 
para enfriar el agua del sistema. 
Para ello, se puede emplear un refrigerador por corriente de aire del sistema o instalar un refrigerador por 
corriente de aire o una torre de refrigeración nuevos. La refrigeración gratuita puede utilizarse como apoyo 
para una enfriadora existente, o bien directamente para el refrigerador por corriente de aire. Si existen 
temperaturas ambiente bajas, una instalación puede establecer un bypass respecto a la enfriadora y 
reducir el consumo energético hasta un 75 % cumpliendo en todo momento los requisitos de refrigeración. 
 
Refrigeración gratuita con agua 
Cuando hay disponible una fuente externa de agua (por ejemplo, un río, un lago o un mar) cuya 
temperatura es inferior a la establecida en los requisitos de refrigeración, puede aprovecharse para 
 
9 
complementar el sistema de refrigeración, o bien para establecer un bypass respecto a dicho sistema. La 
fuente externa debe estar separada del sistema de refrigeración mediante un intercambiador de calor, con 
el fin de evitar una posible contaminación de la fuente, así como la entrada de sólidos y la formación de 
bioincrustaciones en el sistema de refrigeración. La ventaja del sistema de refrigeración gratuita con agua 
es que apenas se producirán variaciones estacionales de la temperatura del agua. No obstante, debe 
tenerse en cuenta que habrá ciertas restricciones medioambientales que se aplicarán el uso de fuentes 
externas de agua. 
 
Métodos 
El agua de la torre de refrigeración puede introducirse directamente en la red de tuberías a través del 
circuito de agua fría. Si la parte superior de la torre de refrigeración está abierta, habrá que instalar un filtro 
para eliminar los residuos que pudieran acumularse dentro de la torre. Este método reduce el coste gracias 
al menor consumo energético de la enfriadora de agua, pero incrementa el riesgo de corrosión. 
También puede usarse un intercambiador de calor para transferir el calor directamente desde el circuito de 
agua fría hasta el circuito de la torre de refrigeración. El intercambiador mantiene separada el agua de la 
torre de refrigeración separada del refrigerante que circula por los serpentines de refrigeración. Además, 
esto sirve para preenfriar el agua de la enfriadora. El ahorro de energía se debe a la menor carga de la 
enfriadora, que reduce el consumo energético. 
 
Funcionamiento estacional de la refrigeración gratuita con aire 
Temperatura ambiente elevada 
Cuando la temperatura de retorno del agua de proceso es igual o inferior a la temperatura del aire 
ambiental, la refrigeración gratuita no resulta adecuada. La válvula de tres vías del sistema abrirá el bypass 
del intercambiador de calor de refrigeración gratuita y hará pasar el flujo de líquido por las enfriadoras, de 
forma que pueda enfriarse hasta cumplir el punto de ajuste establecido para la temperatura. 
Funcionamiento con temperaturas suaves 
Durante las épocas del año con temperaturas suaves, el agua se enfría mediante una combinación de los 
efectos del compresor y la temperaturaambiente. El porcentaje de refrigeración gratuita que se consigue 
durante las estaciones con temperaturas suaves depende de los valores de temperatura; no obstante, la 
refrigeración gratuita parcial empieza a actuar cuando la temperatura del aire ambiental está 1 °C (1,5-2) 
por debajo de la temperatura de retorno del agua de proceso. El agua se enfría parcialmente al pasar por el 
refrigerador que aprovecha la refrigeración gratuita y después circula por las enfriadoras para alcanzar el 
valor de temperatura establecido mediante el punto de ajuste. 
 
Funcionamiento en invierno 
En invierno, cuando las temperaturas externas son lo bastante bajas, el agua se enfría exclusivamente 
mediante el serpentín de refrigeración gratuita. Esto permite que los compresores de las enfriadoras dejen 
de funcionar, lo que supone un importante ahorro energético. La única energía eléctrica que se usa durante 
el funcionamiento en invierno es la requerida para que el ventilador pueda funcionar. Para lograr esto, la 
 
10 
temperatura del aire ambiental debe estar 3-5 °C por debajo de la temperatura de suministro del agua de 
proceso. 
 
Limitaciones 
Si la temperatura del aire ambiental cae por debajo de 0 °C, podría producirse congelación. Otra limitación 
es la diferencia de temperatura en el intercambiador de calor. Un intercambiador de calor que tenga una 
diferencia de temperatura muy baja puede ser poco viable desde el punto de vista económico. Los aspectos 
económicos del intercambiador de calor hacen que la temperatura mínima del agua de refrigeración 
gratuita esté alrededor de 2,5 °C. Si se emplea una válvula todo-nada para cambiar entre los modos de 
funcionamiento con refrigeración gratuita y con enfriadora, lo mejor es evitar que este cambio se produzca 
con excesiva frecuencia en períodos cortos de tiempo. El arranque y la parada de la enfriadora consumirán 
demasiada energía e incrementarán el desgaste. En aquellos casos en los que la enfriadora permanezca 
parada durante varios meses seguidos, se recomienda realizar un procedimiento de puesta en servicio para 
la enfriadora. 
 
Intercambiadores de calor 
Un intercambiador de calor es un sistema utilizado para transferir calor entre dos o más líquidos. Es decir, 
los intercambiadores de calor se usan en procesos de refrigeración, pero también de calefacción. Los 
líquidos se separan mediante una placa para impedir la mezcla del agua de refrigeración y el agua de 
proceso. Su uso está muy extendido en aplicaciones de refrigeración, aire acondicionado, centrales 
eléctricas, plantas químicas, plantas petroquímicas, refinerías de petróleo, procesamiento de gas natural y 
tratamiento de aguas negras. Un ejemplo clásico de intercambiador de calor puede encontrarse en un 
sistema de refrigeración. El evaporador suele ser un intercambiador de calor en el que el calor del líquido 
de proceso se transfiere al líquido de refrigeración. 
Los intercambiadores de calor más habituales en el sector de la refrigeración industrial son los de placas y 
los de carcasa y tubos. 
Los intercambiadores de calor de carcasa y tubos incluyen un conjunto de tubos. El líquido que debe 
refrigerarse circula por dicho conjunto de tubos, mientras que el otro líquido circula por el exterior de los 
tubos refrigerados y absorbe la cantidad de calor necesaria. Los intercambiadores de calor de carcasa y 
tubos se usan habitualmente en aplicaciones de alta presión, con presiones superiores a 30 bar. Esto se 
debe a la solidez de la forma de los intercambiadores de calor de carcasa y tubos. 
Otro tipo de intercambiador de calor es el de placas. Estos intercambiadores están compuestos por muchas 
placas de gran superficie y ligeramente separadas entre, que tienen pequeños huecos por los que circula el 
líquido para realizar la transferencia de calor. Los avances tecnológicos en materia de juntas y soldadura 
han convertido a los intercambiadores de calor de placas en equipos cada vez más útiles. Los grandes 
intercambiadores de calor de este tipo se denominan de placas y armazón. Cuando se utilizan en circuitos 
abiertos, estos intercambiadores de calor suelen incluir juntas que permiten llevar a cabo trabajos 
periódicos de desmontaje, limpieza e inspección. Existen muchos tipos de intercambiadores de calor de 
placas soldadas fijas (por ejemplo, mediante soldadura convencional o soldadura fuerte por inmersión o al 
vacío), que se suelen emplear en aplicaciones de circuito cerrado, como sistemas de refrigeración. Los 
intercambiadores de calor de placas también se diferencian entre sí en función del número de placas que 
 
11 
incluyen y en la configuración de dichas placas. Algunas placas pueden estar estampadas en “V”, presentar 
indentaciones o tener otros diseños, mientras que otras pueden tener aletas o surcos mecanizados. 
El diseño de los intercambiadores de placas, si se compara con el de los intercambiadores de carcasa y 
tubos, normalmente conlleva un volumen y un coste menores. Otra diferencia entre ambos es que los 
intercambiadores de placas suelen permitir presiones de líquido bajas o intermedias; por su parte, los 
intercambiadores de carcasa y tubos posibilitan usar presiones intermedias o altas. Una tercera diferencia 
importante es que en los intercambiadores de placas se emplea más el flujo a contracorriente que en 
paralelo, lo que se traduce en menores diferencias en las temperaturas de entrada, grandes cambios de 
temperatura y una mayor eficiencia. 
Configuración del flujo 
 
Flujos a contracorriente (A) y en paralelo (B) 
En función de la configuración del flujo, los intercambiadores de calor se agrupan en tres categorías 
principales. En los intercambiadores de calor de flujo en paralelo, los dos líquidos entran en el 
intercambiador por el mismo lado y circulan en paralelo hasta el otro lado. En los intercambiadores de calor 
de flujo a contracorriente, los líquidos entran por extremos opuestos. El diseño de flujo a contracorriente 
es el más eficiente en el sentido de que permite transferir la máxima cantidad de calor por unidad de masa 
desde el medio transmisor de calor, ya que la diferencia de temperatura media a lo largo de cualquier 
longitud es mayor. En los intercambiadores de calor de flujo cruzado, los líquidos circulan en direcciones 
casi perpendiculares entre sí a través del intercambiador. 
 
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Delta_T_1.png
 
12 
Refrigerante/glicol 
En sistemas de líquidos con tuberías y equipos instalados a la intemperie, donde pueden darse 
temperaturas que provoquen fenómenos de congelación, o en el caso de procesos que requieran 
temperaturas de congelación (o inferiores), debe usarse un refrigerante anticongelante conocido como 
glicol. 
Sin embargo, nunca debe utilizarse glicol en una torre de refrigeración por evaporación. El calor procedente 
del proceso/condensador evitará que la torre se congele (aunque se recomienda usar elementos 
calefactores cuando el sistema esté inactivo). 
La densidad y la viscosidad varían notablemente en función del tipo de glicol y su concentración. Los tipos 
más habituales son el etilenglicol y el propilenglicol. El propilenglicol se usa en el sector de la alimentación y 
las bebidas. Las mezclas de agua y amoníaco cada vez se emplean más en las aplicaciones con distancias de 
bombeo largas (por ejemplo, en pistas de hielo). Las mezclas de agua y amoníaco son corrosivas. 
 
 
Agua y etilenglicol 
Punto de congelación 
engineeringtoolbox.com 
°F 
°C 
Solución de etilenglicol (% en volumen) 
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (°
C/
°F
) 
 
13 
Calidad del agua 
La calidad del agua es muy importante para el rendimiento de los sistemas de refrigeración. La mala calidad 
del agua puede provocar corrosión o formación de incrustaciones y dañar el equipo de refrigeración o 
reducir su rendimiento. 
La lista siguiente recoge los parámetros estándar recomendados de calidad del agua (siempre deben 
seguirse las recomendaciones del proveedor, si existieran).Parámetros recomendados de calidad del agua 
 Valor Unidad 
Aspecto Claro, sin sedimentos 
Color Incolora 
Olor Inodora 
Valor de pH a 20 °C 7,5-9,0 
Conductividad eléctrica LF < 220 mS/m 
Alcalinidad del suelo Ca2+/Mg2+ < 0,5 mol/m3 
Dureza general GH < 20 °d 
Dureza de carbonatos sin 
estabilizador 
KH < 4 °d 
Cloruros Cl < 150 g/m3 
Sulfatos SO4 < 325 g/m3 
Componentes biológicos 
activos 
KBE < 10.000 /ml 
 
Técnicas de control 
Para que un proceso de refrigeración pueda funcionar correctamente, teniendo siempre presentes la 
rentabilidad y la seguridad, es necesario 
instalar equipos de automatización y monitorización. La complejidad del control automático depende en 
gran medida del tamaño del sistema y del lugar de instalación. Las tareas de control más importantes son 
las siguientes: 
 
Lado frío 
• Control de la presión del evaporador. 
• Control de la capacidad del compresor. 
• Control del caudal. 
 
Lado caliente 
• Control de la presión del condensador. 
• Circulación en el refrigerador por corriente de aire o la torre de refrigeración. 
• Velocidad del ventilador del refrigerador por corriente de aire o la torre de refrigeración. 
 
Otros parámetros 
• Distribución correcta del refrigerante por el sistema. 
• Control del refrigerante secundario del condensador (agua o aire). 
• Descongelación del evaporador (si se usa aire como refrigerante secundario). 
• Equipos de monitorización (por ejemplo, para controlar la presión). 
• Protección de los motores eléctricos. 
 
14 
 
Funciones de los dispositivos MEG/CUE 
A la hora de usar Grundfos iSOLUTIONS, la eficacia, la conectividad y la funcionalidad son los factores más 
importantes. 
En la tabla siguiente se indican los modos de control más habituales para las distintas familias de productos. 
Modo de control TPE3(D) 
TPE2(D) 
NBE/NKE 
TPE(D) Serie 
2000 
CRE, CRIE, CRNE, 
SPKE, MTRE y CME 
 
CUE 
AUTOADAPT X 
 
 
FLOWADAPT X 
 
 
Presión proporcional X X 
 
X 
Presión constante X X X 
Temperatura constante X X X X 
Presión diferencial constante X X X X X 
Temperatura diferencial 
constante X X X 
 
Caudal constante X X X 
Nivel constante X X X 
Otro valor constante X X X X 
Curva constante X X X X 
 
	Introducción a la refrigeración industrial
	Proceso de refrigeración industrial
	Torres de refrigeración
	Refrigeradores por corriente de aire
	Torres de refrigeración por evaporación
	Condensador de evaporación forzada
	Torres de refrigeración de circuito cerrado
	Torres de refrigeración de circuito abierto
	Enfriadoras industriales
	Sistemas tampón de refrigeración
	Refrigeración “gratuita”
	Intercambiadores de calor
	Refrigerante/glicol
	Calidad del agua
	Técnicas de control
	Funciones de los dispositivos MEG/CUE