Un chiller mal dimensionado se nota rápido. Si se queda corto, el agua sube de temperatura en verano y los ciclos se alargan. Si va sobrado, arranca y para sin descanso, consume más de lo necesario y envejece antes. Dimensionar bien un chiller industrial no es difícil: es una cuenta sencilla, unos datos de proceso fiables y un par de correcciones que casi siempre se olvidan. Esta guía las repasa con un ejemplo real de inyección de plástico.
Chiller, enfriadora o refrigerador de proceso: de qué hablamos
Es el mismo equipo con distintos nombres. En España se dice enfriadora, refrigerador de agua o, cada vez más, chiller. En México y buena parte de Latinoamérica se habla de chiller, enfriador de agua o equipo de agua helada. En todos los casos es una máquina frigorífica que enfría un fluido (agua o agua con glicol) y lo envía al proceso en circuito cerrado. No confundir con un atemperador o termorregulador, que estabiliza el molde a una temperatura de consigna, normalmente por encima de la del agua de red.
La fórmula: Q = m · cp · ΔT
La potencia frigorífica que necesita el proceso es el calor que hay que retirar por unidad de tiempo:
- Q: potencia frigorífica (kW).
- m: caudal másico (kg/s) del producto que se enfría o del agua que circula.
- cp: calor específico (kJ/kg·K). Agua: 4,18. Agua con 30 % de glicol: aprox. 3,8.
- ΔT: salto de temperatura (K o °C).
En inyección de plástico es más práctico trabajar con la entalpía del polímero: el calor que libera cada kilo al pasar de la temperatura de masa a la de expulsión. Así se evita calcular por separado el calor sensible y, en los semicristalinos, el de cristalización.
Entalpía orientativa por polímero
Valores aproximados entre temperatura de masa y temperatura de desmoldeo. Sirven para un primer cálculo; para un proyecto concreto conviene contrastarlos con la ficha del material.
| Polímero | Calor a retirar (kJ/kg) | Equivalente (kWh/kg) |
|---|---|---|
| PS | 250–300 | 0,07–0,08 |
| ABS | 300–380 | 0,08–0,11 |
| PC | 300–380 | 0,08–0,11 |
| POM | 420–500 | 0,12–0,14 |
| PA6 / PA66 | 550–650 | 0,15–0,18 |
| PP | 550–650 | 0,15–0,18 |
| PE-HD | 600–700 | 0,17–0,19 |
Los semicristalinos (PP, PE, PA, POM) piden casi el doble de frío por kilo que los amorfos (PS, ABS, PC). Por eso dos inyectoras iguales pueden necesitar chillers muy distintos.
Ejemplo: inyectora que transforma 50 kg/h de PP
- Calor del material. 50 kg/h × 600 kJ/kg = 30.000 kJ/h. Dividido entre 3.600 s: 8,3 kW.
- Cargas adicionales. Cámara caliente, ganancias en tuberías y bomba: en un molde con cámara caliente es razonable sumar un 10–20 %. Tomamos 15 %: 8,3 × 1,15 = 9,6 kW.
- Margen de seguridad. Entre un 15 % y un 25 %, según lo estable que sea la producción y lo probable que sea ampliar. Con 20 %: 9,6 × 1,2 = 11,5 kW.
- Corrección por condiciones reales (temperatura de agua y ambiente, ver más abajo). Si el equipo trabaja fuera de las condiciones nominales, su potencia útil baja y hay que elegir un modelo mayor.
Si el mismo chiller tiene que enfriar también el aceite hidráulico de la inyectora o la garganta de la tolva, suma esas cargas. El dato fiable lo da el fabricante de la máquina; estimarlo a ojo suele llevar a quedarse corto.
El caudal de agua
Con la potencia ya calculada, el caudal sale de la misma fórmula. Con 11,5 kW y un salto de 5 °C entre impulsión y retorno: m = 11,5 / (4,18 × 5) = 0,55 kg/s, unos 2 m³/h. Ese caudal tiene que poder moverlo la bomba del chiller con la pérdida de carga real del circuito: molde, mangueras, racores y distribuidores. Si el salto es mayor, el caudal baja, pero el molde trabaja con más diferencia entre entrada y salida. Para el molde en sí, mira nuestra guía sobre cómo calcular el caudal de refrigeración de un molde.
Temperatura del agua: cada grado cuenta
Los catálogos dan la potencia en condiciones nominales, a menudo agua de 12/7 °C y 35 °C de ambiente. Fuera de ahí la potencia cambia:
- Agua más fría: cada grado por debajo del punto nominal resta capacidad, del orden de un 3 % por grado. Pedir 5 °C cuando el proceso funciona bien a 12 °C sale caro.
- Por debajo de unos 5 °C hay que trabajar con glicol, que reduce el intercambio térmico y obliga a sobredimensionar.
- Condensación: si el agua entra al molde por debajo del punto de rocío del aire de la nave, el molde suda y aparecen defectos y corrosión. En verano, con humedad alta, eso puede pasar ya a 12–14 °C.
Fija la temperatura de agua más alta que admita el proceso, no la más baja que pueda dar el equipo. Como referencia, consulta la tabla de temperaturas de molde por polímero.
Condensación por aire o por agua
| Criterio | Condensación por aire | Condensación por agua |
|---|---|---|
| Instalación | Sencilla, solo electricidad | Necesita torre de refrigeración o agua de pozo |
| Calor expulsado | Al aire: a la nave o al exterior | Al circuito de agua de torre |
| Efecto del verano | Pierde potencia con ambiente alto | Más estable si la torre está bien dimensionada |
| Eficiencia | Menor con calor | Normalmente mayor |
| Mantenimiento | Limpiar baterías | Tratar el agua de torre contra cal y legionela |
Un chiller por aire instalado dentro de la nave le devuelve todo el calor que extrae, más el del compresor. En planta pequeña puede ser aceptable; en una nave cerrada en agosto, no. Si va por aire, calcula con la temperatura ambiente máxima real del lugar de instalación, no con la nominal.
Errores típicos al dimensionar
- Calcular con la producción media en vez de la máxima.
- Olvidar la cámara caliente, el aceite hidráulico o las cargas que se añadirán dentro de un año.
- Elegir por la potencia nominal sin corregir por temperatura de agua y ambiente.
- No comprobar que la bomba vence la pérdida de carga de todo el circuito.
- Instalar un chiller por aire en un cuarto sin ventilación.
- Sobredimensionar «por si acaso» el doble: el equipo trabaja a carga baja y regula peor.
Preguntas frecuentes
¿Cuántos kW de chiller necesita una inyectora?
Depende del material y de los kilos por hora, no del tonelaje de cierre. Multiplica kg/h por la entalpía del polímero, divide entre 3.600 y añade cargas adicionales y margen.
¿Qué margen de seguridad es razonable?
Entre un 15 % y un 25 % sobre la carga calculada. Más allá, el equipo trabaja a carga parcial casi siempre.
¿Puedo usar un solo chiller para varias máquinas?
Sí, es habitual con un circuito centralizado. Suma las cargas de todas, aplica un factor de simultaneidad realista y asegúrate de que cada máquina recibe su caudal.
¿Necesito también un atemperador?
Si el molde trabaja por encima de la temperatura del agua fría, normalmente sí. Lo explicamos en atemperador o chiller: diferencias y cuándo usar cada uno.
Te ayudamos a dimensionarlo
Envíanos el material, los kg/h, la temperatura de agua que necesitas y dónde irá instalado el equipo, y revisamos el cálculo contigo. Puedes ver nuestra gama de refrigeradores industriales, probar el selector de equipo o hablar con un técnico.