De Ron Auvil
Muchos clientes comerciales de sistemas de climatización, incluyendo fábricas, centros de procesamiento de datos u hospitales, tienen una necesidad fundamental de mantener un buen sistema de refrigeración. Entre mis responsabilidades como técnico superior y encargado de resolución de problemas se encuentran el control de la central de refrigeración y los sistemas mecánicos.
En uno de mis últimos encargos, el gestor de instalaciones me dijo algo increíble. Se iba realizar una ampliación importante a uno de nuestros clientes: una sala de urgencias adicional para un hospital. Pensé que la central de agua refrigerada ya se encontraba al máximo de su capacidad y esta ampliación supondría una mayor capacidad de refrigeración para el sistema. De hecho, el gerente de las instalaciones me explicó que, de acuerdo con los ingenieros de diseño, el sistema funcionaría por encima del 98 % de sus capacidades en un diseño de día en condiciones de aire de exterior. Estamos hablando de unas condiciones con temperaturas bastante altas y niveles altos de humedad. Esto significa que la central de refrigeración tendría que funcionar a casi el 100 % de su capacidad, sin margen de errores.
"Con un solo vistazo al interior de la central de refrigeración ya podía apreciarse que estaba en mal estado".
El mismo día que empecé el proyecto, se estaban realizando tareas de mantenimiento porque uno de los refrigeradores tenía una avería importante en su sistema eléctrico y estaban reconstruyendo el sistema de arranque por completo. Anteriormente había estado trabajando en otros problemas de esta misma central de refrigeración. Con un solo vistazo al interior de la central de refrigeración ya podía apreciarse que estaba en mal estado. Consciente de las condiciones mecánicas de la central, sabía que los posibles fallos del equipo darían lugar a una pérdida importante de comodidad, tiempo de inactividad del equipo y un cliente poco satisfecho.
Una central de refrigeración típica
Estos son los componentes de una central de refrigeración típica:
Refrigeradores. Se utilizan uno o más refrigeradores para refrigerar el agua entre 5,5 °C y 6,6 °C. Esta agua se bombea a través del edificio, donde se distribuye por los serpentines de refrigeración de las unidades de aire acondicionado. A continuación, el agua vuelve al sistema a unos 12,7 °C. Los refrigeradores de la central pueden ser de tipo centrífugo, espiral, de tornillo, alternativo o de absorción. Los refrigeradores centrífugos son los más usados actualmente. Algunas plantas de refrigeración utilizan compresores abiertos con motor. Este tipo de compresores también deben estar correctamente alineados.
Torres de refrigeración. El siguiente componente importante de una central de refrigeración es la torre de refrigeración. Esta torre repele el calor del exterior del edificio. El agua que entra en la torre desde el refrigerador suele encontrarse a unos 35 °C, mientras que el agua que sale de ella tiene una temperatura que ronda los 29,4 °C. Existen muchas variaciones en esto. La mayoría de las torres de refrigeración utilizan uno o más ventiladores que toman aire ambiental a través de la torre. El aire ambiental provoca que una parte del agua se evapore, lo que enfría el agua restante. Es esencial que los ventiladores de la torre de refrigeración funcionen correctamente. Los ventiladores de mayores dimensiones de una torre de refrigeración se controlan mediante un eje y un sistema de transmisión. Los ventiladores y los motores de estas torres también deben estar correctamente alineados. Si el ventilador de una torre de refrigeración se avería, podría provocar que la central de refrigeración dejara de funcionar.
Bombas. En una central de refrigeración se pueden encontrar diferentes tipos de bombas. Las bombas de condensación hacen circular el agua entre el condensador y la torre de refrigeración. Aunque hay variaciones, muchas centrales de refrigeración se conciben como sistemas primarios y secundarios. Una o más bombas primarias distribuyen el agua refrigerada por la central. En tal caso, si hay 4 refrigeradores, podría haber 4 bombas primarias. Además, pueden añadirse bombas secundarias. Estas bombas hacen circular el agua desde la central de refrigeración hasta los serpentines de los climatizadores de edificios más alejados. Es muy habitual que se instalen bombas redundantes de apoyo.
La finalidad de una central de refrigeración es mantener el flujo de agua condensada y agua refrigerada a fin de iniciar el refrigerador y refrigerar el edificio. Si las bombas dejan de funcionar, la central de refrigeración también lo hará. Cualquier cosa que pueda afectar a la fiabilidad de las bombas es un problema.
Tuberías. En lo que corresponde al agua condensada, las tuberías dirigirán el flujo de agua del refrigerador a las torres. En cuanto al agua refrigerada, las tuberías dirigen el agua del refrigerador a las unidades de climatización del edificio.
Tal como se ha mencionado antes, si alguno de los dispositivos falla, la planta al completo dejará de funcionar. Es absolutamente necesario que estos componentes funcionen con la máxima eficiencia y un índice de avería bajo.
Alineación y vibración
Para realizar instalaciones y tareas de mantenimiento periódicas, es esencial que las bombas y los ventiladores de las torres de refrigeración estén perfectamente alineadas y no presenten ninguna vibración inusual. Los problemas de alineación provocan fallos en cojinetes, acoplamientos y sellados, así como un consumo alto de energía y un coste excesivo de mantenimiento. Está demostrado que una alineación que sea precisa permite reducir las reparaciones del sellado mecánico en hasta un 65 % y el índice de mantenimiento de las bombas se reduce en un 30 %. Además, también se reducen los costes de mantenimiento de emergencia. El mantenimiento para los casos de emergencias puede costar hasta diez veces más que efectuar un mantenimiento preventivo adecuado del equipo.
Para medir la alineación, hasta ahora se habían estado utilizando métodos más antiguos tales como los indicadores de firmeza o de cuadrante. Aunque esos métodos pueden resultar efectivos, tienen ciertas limitaciones y desventajas. En ambos casos se requiere dominio y experiencia para su uso. En el caso de los indicadores de cuadrante, pueden requerirse cálculos complejos, lo que hace más probable que se produzca algún fallo en dichos cálculos. Lo que se requiere en estos casos es un instrumento fácil de usar que elimine el factor humano en la medida de lo posible. Ese instrumento es el instrumento de alineación de ejes por láser Fluke 830.
El instrumento de alineación de ejes por láser Fluke 830 es perfecto para alinear las bombas y los ventiladores de torre de una planta de agua refrigerada. Este instrumento permite una alineación sencilla y efectiva de las bombas de agua refrigerada primarias y secundarias, además de las bombas de agua condensada propias de una central de agua refrigerada. Los ejes que accionan los ventiladores de una torre de refrigeración para medir la alineación también deben estar alineados. Una gran ventaja es lo fácil que resulta utilizar el dispositivo 830. Con los indicadores de firmeza y de cuadrante se requería práctica para llevar a cabo los cálculos necesarios. En muchos casos, se solicitaba a los especialistas que ayudaran a realizar la alineación. El dispositivo 830 pone al alcance de muchos más técnicos de mantenimiento la capacidad para llevar a cabo alineaciones y medidas repetibles.
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