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O que é um Chiller

Descubra o que são os chillers e como eles podem ajudar desde pequenos até grandes empreendimentos

PUBLICADO EM 11/03/2020 O que é um Chiller

O QUE É UM CHILLER? 

Chillers são máquinas que funcionam como resfriadores de água. Uma vez resfriada a água ela pode ser utilizada para gerar ar frio através de Fan Coils, o que falaremos mais a frente, ou pode ser utilizada para resfriar processos. Sua potência é medida em toneladas de refrigeração (TR), sendo que cada tonelada de refrigeração (TR) equivale à 12.000 BTU/h. 

Chillers podem ser de compressor centrífugo, parafuso e scroll, com capacidades variando entre 20 e 4.000 TR. Consequentemente, sua capacidade é muito superior a qualquer aparelho Split, cuja capacidade atinge no máximo 60.000 BTU/h.

Normalmente, Chillers mantém a temperatura da água entre 6ºC (saída) e 12ºC (retorno). No entanto, com o uso de aditivos anticongelantes como o etilenoglicol, esses sistemas podem operar com temperaturas negativas.

COMO FUNCIONA UM CHILLER? 

O Chiller compreende de 4 componentes básicos de um sistema de refrigeração: Compressor, Condensador, Dispositivo de Expansão e o Evaporador. As funções de cada um destes componentes básicos são explicadas a seguir.

COMPRESSOR

Adotando como exemplo o gás refrigerante R-22, se fôssemos condensar o refrigerante à pressão atmosférica, precisaríamos reduzir sua temperatura para – 41ºC. Ou seja, sua temperatura de condensação não seria viável à pressão atmosférica. A função do compressor é justamente aumentar a pressão do refrigerante, elevar sua temperatura e alterar seu ponto de condensação. Neste caso a condensação se dá em pressões e temperaturas altas.

O Compressor succiona o refrigerante na forma de vapor a baixa pressão e temperatura e o comprime aumentando a sua pressão e temperatura. Esta pressão também é importante para circulação do refrigerante através de todo o circuito de refrigeração. A energia mecânica que o compressor usa para aumentar a pressão é convertida em energia de calor. O Calor aumenta a temperatura do vapor.

Importante ressaltar que o Compressor é construído para bombear somente o vapor do refrigerante. Caso contrário, se o refrigerante estivesse em estado líquido no compressor haveria uma quebra de válvulas ou a diluição do óleo de lubrificação danificando os mancais.

CONDENSADOR

O vapor quente do refrigerante a alta pressão e temperatura é descarregado no condensador. O Condensador nada mais é que um trocador de calor, o qual pode ser a Ar ou a Água.

Como o calor é propagado de uma substância com maior temperatura a uma com menor temperatura, o calor latente absorvido pelo vapor no processo de evaporação mais o calor sensível absorvido pelo vapor no processo de compressão é transferido para o ar (condensação a ar) ou água (condensação a água). Uma vez que o calor é removido do refrigerante, ele se condensa e retorna ao estado líquido. O Condensador sub esfria o líquido antes de sair do mesmo e ir para a Válvula de Expansão.

DISPOSITIVO DE EXPANSÃO

Quando o líquido sai do condensador e passa através do dispositivo de expansão, a pressão é reduzida a pressão do evaporador. A esta pressão baixa, uma pequena porção de líquido se evapora imediatamente, esfriando a temperatura do líquido restante à temperatura de evaporação. Sendo esta temperatura mais baixa do que a temperatura do Ar ou a Água que queremos resfriar, o calor retirado pela evaporação do líquido refrigerante no Evaporador resfria o Ar ou Água em questão.

EVAPORADOR

A função do evaporador é resfriar o ar ambiente ou a água do Chiller. O refrigerante líquido absorve o calor do ar ou da água, fazendo que o refrigerante se evapore. O refrigerante, agora em forma de vapor, completa o circuito de refrigeração sendo succionado novamente pelo compressor.

QUAIS OS TIPOS DE CHILLER E SUAS VANTAGENS? 

Os Chillers possuem alta tecnologia, proporcionando desempenho e segurança. Os principais tipos de Chillers são os de condensação a água e os de condensação a ar. Ambos oferecem vantagens como o baixo consumo de energia e uma possibilidade de variação de temperatura bastante ampla. Além disso, os aparelhos são eficientes e possuem grande durabilidade.

CHILLER DE CONDENSÃO A ÁGUA

Os Chillers de condensação a água são equipamentos extremamente versáteis e econômicos. Eles funcionam de forma silenciosa e, por conta disso, são bastante empregados em setores onde o nível de ruído é um critério importante.

Os compressores mais empregados nos Chillers de condensação a água são os compressores centrífugos e os de parafuso. Sendo que os com compressores Parafuso são encontrados em equipamentos variando de 100TR à 600TR em média. Já os com compressores Centrífugo são encontrados em equipamentos variando de 300TR à 2.000TR em média.

A diferença principal entre o compressor parafuso e centrífugo, está na capacidade de refrigeração e eficiência do equipamento. Os compressores centrífugos são capazes de atingir eficiências melhores que o os compressores parafuso (eficiências superiores a 20%). Em contrapartida possuem um custo maior de investimento inicial.

CHILLER DE CONDENSAÇÃO A AR

São equipamentos robustos e de grande durabilidade, utilizados em larga escala em sistemas de refrigeração industrial. Sua manutenção é mais centralizada e simples.

Os compressores são normalmente Scroll e Parafuso. Sendo que, os com compressores Scroll são encontrados em equipamentos variando de 12TR à 150TR em média. E os com compressores Parafuso são encontrados em equipamentos variando de 100TR à 350TR em média.

A diferença principal entre o compressor scroll e o parafuso estão em sua robustez e o custo do equipamento. Os compressores parafuso são mais robustos, possuem menos partes móveis, o que resulta em uma confiabilidade maior para o sistema. São muito utilizados em aplicações industriais. Em contrapartida, possuem um custo maior de investimento inicial.

QUAL A DIFERENÇA ENTRE CHILLER E FAN COIL?

O Chiller e o Fan Coil são duas partes do mesmo sistema de refrigeração. O Chiller é o equipamento responsável pela produção de água gelada. Já o Fan Coil é o equipamento que recebe esta água gelada proveniente do Chiller, que circula em sua serpentina interna, e através de um sistema de ventilação interno, força a passagem do ar pela serpentina reduzindo a temperatura do ar e climatizando o ambiente.

MARCAS DE CHILLER

Carrier, Trane, Hitachi, Komeco, Johnson Controls e Daikin são as principais marcas que fabricam diversos modelos de Chillers atualmente. Os produtos contam com alta tecnologia, proporcionando desempenho e segurança do ponto de vista econômico e ecológico.

Por fim, vale comentar que há também os Chillers de Absorção. Pouco utilizado em aplicações no Brasil, o Chiller de Absorção é alimentado por calor. Sendo assim alimentado por queima direta de combustível, vapor de água, água quente ou gases de exaustão. São bastante empregados em sistema de cogeração de energia.

Os Chillers de Absorção se dividem em dois tipos, os de queima direta e os de queima indireta.

O Chiller de Absorção de queima direta obtém o calor através de um processo de queima de combustível, normalmente o gás natural. 

No Chiller de Absorção de queima indireta, o calor necessário é fornecido na forma de vapor de baixa pressão, água quente ou de um processo de purga quente.

A principal vantagem desse tipo de Chiller é o custo benefício, pois seu consumo elétrico é cerca de 10% do consumo dos Chillers de compressão elétricos. Temos como principais desvantagens a falta de mão de obra qualificada e pouca disponibilidade de peças de reposição.

https://togawaengenharia.com.br/blog/cogeracao-de-energia/

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Veja também:

Descubra as vantagens dos sistemas de refrigeração de água gelada

 




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