Chillers de Resfriamento: Uma Cartilha

Quando pensamos em chillers, geralmente pensamos nos sistemas projetados para fazer o trabalho pesado quando se trata de resfriar grandes instalações - lojas de varejo, torres de escritórios, shopping centers, terminais de aeroportos, campi universitários e similares. Embora principalmente para resfriamento, os chillers produzem calor que também pode ser usado, como para água quente sanitária ou até mesmo aquecimento de ambientes, geralmente com assistência.

Simplificando, um resfriador usa um refrigerante e os princípios da termodinâmica para remover o calor de um espaço condicionado. Mas "chiller" é um termo amplo que abrange diferentes configurações de sistema, tecnologias de refrigeração e métodos de rejeição de calor capturado.

Existem dois tipos principais de chillers. Os chillers de compressão usam um sistema mecânico para alterar o estado do refrigerante e movê-lo. Os chillers de absorção usam uma fonte de calor para conduzir o ciclo de refrigeração.

O NEWS recentemente pediu a especialistas de todo o setor que explicassem vários sistemas e tecnologias de chillers e as vantagens, limitações e usos típicos de diferentes tipos de chillers. Aqui está o que eles tinham a dizer.

Como funciona:Os principais componentes de um resfriador de compressão são um evaporador, um compressor motorizado, um condensador e uma válvula de expansão, disse Rob Tanner, diretor de marketing de produto para equipamentos aplicados da Johnson Controls Inc.

Um resfriador de compressão espreme mecanicamente um gás refrigerante e o envia através do ciclo de refrigeração por compressão. "Dentro deste ciclo, a água gelada é produzida dentro do evaporador e é enviada através de serpentinas de resfriamento nas unidades de tratamento de ar (AHUs) localizadas em todo o edifício", disse Tanner.

FUNCIONANDO QUENTE E FRIO: A bomba de calor YORK CYK é uma combinação chiller-bomba de calor que usa dois compressores centrífugos para fornecer temperaturas de água mais altas em comparação com um chiller com recuperação de calor e pode fornecer água quente e gelada simultaneamente. A unidade pode economizar no uso de água e nos custos operacionais em comparação com o emparelhamento de um resfriador e uma caldeira para resfriamento e aquecimento. (Cortesia da Johnson Controls Inc.)

O ar é soprado sobre as bobinas de resfriamento e as AHUs movem o ar resfriado pelo prédio e transferem o calor indesejado de volta para o circuito de água do resfriador. O calor é absorvido pelo refrigerante que flui através do trocador de calor e depois retorna ao compressor, de acordo com Jeff Sturgeon, gerente do centro de treinamento do sul da Califórnia no National Comfort Institute (NCI).

"Depois que ocorre a rejeição de calor, a água resfriada retorna ao condensador para repetir o ciclo", disse Tanner.

Um chiller de compressão emprega uma das quatro tecnologias de compressão mecânica.

Os compressores centrífugos usam impulsores rotativos para adicionar energia cinética ao refrigerante, disse Eddie Rodriguez, gerente sênior de produtos da Danfoss. "O impulsor aumenta a velocidade do fluido, o que adiciona energia e aumenta a pressão", disse ele.

Compressores de parafuso, scroll e alternativos aumentam a pressão do refrigerante diminuindo seu volume, disse Rodriguez. Um compressor de parafuso usa um parafuso helicoidal rotativo, um compressor scroll emparelha um scroll estacionário com um scroll orbital para criar a pressão e um compressor alternativo usa um sistema de pistão; todas as três tecnologias são chamadas de "deslocamento positivo", disse Rodriguez.

TURBOCOR: Um compressor centrífugo Danfoss Turbocor TGS380, usado em resfriadores de compressão de vapor. A tecnologia Turbocor usa rolamentos magnéticos isentos de óleo, uma unidade de velocidade variável, compressão de dois estágios e um motor síncrono de ímã permanente. (Cortesia da Danfoss)

Formulários: A capacidade de resfriamento dos chillers de compressão varia muito de acordo com o tipo de tecnologia de compressão utilizada. Os chillers de compressão scroll e alternativo são normalmente usados ​​para aplicações menores, os chillers de compressão parafuso são para aplicações de tamanho médio e os chillers de compressão centrífuga são para aplicações de médio a grande porte, disse Rodriguez.