A definição do sistema de condensação, se a água ou a ar, é uma das decisões mais críticas em projetos de água gelada, impactando diretamente o consumo de energia, o custo de capital e a manutenção. A escolha depende de um equilíbrio entre fatores operacionais, estruturais e ambientais. Sendo determinantes os fatores:

– Eficiência energética e clima local;

– Infraestrutura, espaço e custo inicial;

– Custo de instalação;

– Espaço disponível;

– Disponibilidade e custo de água (sustentabilidade);

– Manutenção e vida útil; e

– Carga térmica do projeto.

O sistema de condensação a ar pode ser uma boa escolha, basicamente pelas vantagens abaixo:

– Facilidade de instalação: Os chillers resfriados a ar se tornam uma opção mais viável para instalações onde o espaço é limitado ou onde a instalação de tubulações de água seria impraticável;

– Custo inicial menor: Em geral, os chillers resfriados a ar tendem a ter um custo inicial mais baixo, tornando-os uma opção mais acessível para pequenas empresas e instalações com orçamento limitado;

– Manutenção simplificada: Os chillers resfriados a ar geralmente requerem menos manutenção, uma vez que não é necessário lidar com tubulações de água ou tratamentos de água para prevenir corrosão e acúmulo de minerais.

As novas tecnologias de compressores alteraram significativamente a relação entre sistemas a ar e a água, com foco no aumento da eficiência energética e no uso de refrigerantes naturais. No caso da nossa empresa, temos impulsionado a transição com compressores de alta performance – parafuso e alternativos, que reduzem o consumo de energia, tanto em sistemas que utilizam ar quanto nos que utilizam água (ou fluidos baseados em água/salmoura) como meios de resfriamento ou transferência de calor.

Como as novas tecnologias de compressores impactaram essa relação:

1. Avanço na refrigeração a ar (natural)

– Chillers microcanal a ar com propano: equipamento que oferece alta eficiência energética, sustentabilidade e segurança, utilizando carga reduzida de refrigerante natural (propano), o que minimiza o impacto ambiental. Essa tecnologia dispensa torres de resfriamento, é compacta, fácil de instalar e operar, sendo ideal para indústrias que buscam eficiência, menor nível de ruído e redução de custos operacionais. O uso de condensadores microcanal de alumínio melhora a troca térmica e reduz o consumo de energia, além de ser compacto e leve.

– Chillers inundados com baixa carga de amônia: esses sistemas de chillers destacam-se pela redução drástica do uso de refrigerante (até 95% menos), alta eficiência energética, segurança aumentada e menor impacto ambiental. São ideais para aplicações que exigem alta performance com monitoramento contínuo e menores riscos de vazamento.

2. Eficiência em sistemas a água (Resfriamento indireto):

– Os chillers de amônia, pela eficiência, durabilidade e baixo consumo, são alternativas eficientes para sistemas a água (Brine/water chillers) em aplicações comerciais e industriais, com capacidades de 80 a 300 kW. Compressores são unidades industriais abertas, compactas e robustas, projetadas para alta eficiência em refrigeração de pequena a média capacidade. Operam com rotações entre 970 e 1750 rpm, suportam diversos fluidos (SFX, HFOs, amônia) e possuem controle de capacidade de 25% a 100%.

– Compressores alternativos recíprocos que oferecem até 20% mais eficiência que outros modelos, com um alto coeficiente de performance (COP), tornando-os ideais para sistemas de resfriamento industrial que utilizam água.

3. 3. Impacto geral na eficiência: Os compressores do tipo parafuso proporcionam mais vazão com menos HP – potência, melhorando o consumo de energia tanto para refrigeração a ar quanto a água.

– Recuperação de calor: As tecnologias de compressores com recuperação de calor facilitam o aproveitamento do calor gerado para o aquecimento de água ou ar, aumentando a eficiência global do sistema.

As tecnologias de compressores oil-free (isento de óleo), em conjunto com outras tecnologias de ponta, contribuíram significativamente para que sistemas de condensação a ar aumentassem a eficiência energética, reduzindo o impacto ambiental e simplificando a manutenção. 

Melhores aplicações para cada um dos sistemas

Conforme explanado anteriormente, a escolha entre um chiller resfriado a água e um resfriado a ar depende de uma variedade de fatores, incluindo o tamanho e a complexidade da aplicação, os requisitos específicos de refrigeração e o orçamento disponível. Para aplicações industriais que requerem refrigeração precisa, controle de temperatura e eficiência energética, os chillers resfriados a água geralmente são a escolha ideal.

Por outro lado, para instalações menores, com espaço limitado e orçamento restrito, os chillers resfriados a ar podem ser uma opção mais prática e acessível. Dentre as vantagens de cada um, destacam-se:

Condensação a água:

– Eficiência energética: Os chillers resfriados a água tendem a ser mais energeticamente eficientes do que os resfriados a ar, especialmente em grandes instalações industriais. Isto ocorre porque a água possui uma capacidade de resfriamento maior do que o ar, o que significa que é necessário menos energia para atingir a mesma temperatura desejada.

– Refrigeração precisa: Os chillers resfriados a água oferecem controle preciso da temperatura da água, tornando-os ideais para processos industriais que requerem refrigeração precisa, como fabricação de alimentos, produtos farmacêuticos e eletrônicos.

– Menor ruído: Em comparação com os chillers resfriados a ar, os resfriados a água geralmente produzem menos ruído durante a operação, tornando-os ideais para instalações onde o barulho é uma preocupação, como escritórios e hospitais.

Condensação a ar:

– Facilidade de instalação: Os chillers resfriados a ar são mais fáceis de instalar do que os resfriados a água, pois não requerem tubulações de água adicionais. Isso os torna uma opção mais viável para instalações onde o espaço é limitado ou onde a instalação de tubulações de água seria impraticável.

– Custo inicial menor: Em geral, os chillers resfriados a ar tendem a ter um custo inicial mais baixo do que os resfriados a água, tornando-os uma opção mais acessível para pequenas empresas e instalações com orçamento limitado.

– Manutenção simplificada: Os chillers resfriados a ar geralmente requerem menos manutenção do que os resfriados a água, uma vez que não é necessário lidar com tubulações de água ou tratamentos de água para prevenir corrosão e acúmulo de minerais.

Os sistemas de condensação a água são, de fato, mais eficientes energeticamente e oferecem opções superiores de otimização, como o free cooling, em comparação aos sistemas a ar. Eles utilizam torres de resfriamento para baixar a temperatura da água de condensação com base no bulbo úmido do ar, o que é geralmente mais eficiente do que resfriar com a temperatura de bulbo seco

O free cooling em sistemas de condensação a ar aproveita a baixa temperatura do ar externo para resfriar fluidos diretamente, reduzindo ou desligando compressores. Os recursos podem incluir o uso de refrigerantes naturais (NH₃/CO₂) com baixa carga, compressores parafuso eficientes, painéis de controle automatizados e trocadores de calor de alta performance para otimização energética.

 

 

 

Ricardo César dos Santos é gerente comercial da Mayekawa do Brasil