Chiller Para Resfriamento De Água

Um chiller para resfriamento de água é frequentemente comprado como se fosse um equipamento autônomo, quando na prática ele é um componente de um circuito. A água que ele resfria precisa ser bombeada até o consumo, retornar, e voltar a passar pelo evaporador em uma vazão compatível com a que foi usada para selecioná-lo. Quando essa parte é tratada como detalhe de instalação, o resultado é um equipamento correto operando mal.

Boa parte dos chamados de assistência técnica em sistemas de resfriamento de água não tem origem no chiller. Tem origem em vazão insuficiente, ar preso na tubulação, volume de água pequeno para a variação de carga, filtro obstruído ou água sem tratamento. O sintoma, em todos os casos, é idêntico ao que um defeito de equipamento produziria.

Vazão: a faixa do evaporador e o que acontece fora dela

O evaporador de um chiller é selecionado para uma faixa de vazão, e essa faixa tem limites nas duas direções. Abaixo dela, a velocidade da água nos tubos cai, a troca térmica piora e a temperatura de evaporação desce para compensar — aproximando o evaporador do risco de congelamento. Velocidades muito baixas também favorecem a deposição de sólidos nas superfícies de troca. Acima da faixa, a perda de carga sobe, o consumo de bombeamento cresce e há desgaste por erosão nas paredes dos tubos.

As velocidades usuais em tubos ficam entre valores da ordem de um e dois metros e meio por segundo, com o dado do fabricante prevalecendo. A verificação prática, no entanto, não precisa passar pela velocidade: basta comparar a vazão que a bomba entrega na perda de carga real do circuito com a faixa nominal do evaporador.

A capacidade removida é o produto da vazão pelo diferencial de temperatura: para água, cada metro cúbico por hora com um kelvin de diferencial corresponde a aproximadamente 1,16 kW removidos, e o total em kW dividido por 3,517 dá a capacidade em toneladas. Isso significa que um chiller selecionado para cinco kelvin de diferencial e instalado em um circuito que lhe entrega metade da vazão prevista não está com defeito quando não sustenta o setpoint — está operando fora do que foi especificado.

O diagnóstico que separa vazão de carga

Duas situações produzem a mesma reclamação — a temperatura não fecha nos picos — e pedem intervenções opostas. A distinção se faz com duas medições.

Se a temperatura de aproximação no evaporador está alta e o diferencial de temperatura entre retorno e saída está acima do valor de projeto, a vazão está baixa: filtro obstruído, ar preso na tubulação, bomba desgastada, válvula parcialmente fechada. A correção está no circuito.

Se a aproximação está normal e o diferencial está abaixo do projeto, a vazão está excessiva e a carga real é maior que a capacidade instalada. Diferencial abaixo do projeto significa que a água volta menos quente do que deveria, o que indica mais vazão circulando do que a carga justifica — válvulas de controle que não fecham, desvios abertos entre ida e retorno, balanceamento inadequado. Nesse caso, as bombas gastam energia sem entrega correspondente, e o chiller opera em carga parcial mesmo com demanda térmica alta.

Essas duas medições custam pouco e resolvem a maior parte das dúvidas sobre se o equipamento é insuficiente.

Volume de água e a ciclagem que se confunde com falta de capacidade

O circuito funciona como reserva térmica. Quanto mais água armazenada entre o chiller e o consumo, mais lentamente a temperatura se move quando a carga muda, e mais tempo o equipamento tem para responder. Circuitos com pouco volume transferem cada oscilação diretamente para o compressor.

As faixas de referência usuais separam dois casos. Em carga que varia lentamente, um volume da ordem de dez a quinze litros por tonelada de refrigeração costuma bastar. Em processo com carga pulsante — injeção de plástico, com pico curto a cada ciclo, ou linhas com máquinas que partem e param — a referência sobe para valores bem maiores, e o volume mínimo indicado pelo fabricante prevalece.

É essa a razão técnica para instalar um tanque de inércia em sistemas de processo com carga intermitente. O custo do tanque é pequeno diante do que a ciclagem excessiva cobra em partidas do compressor, desgaste de contatores e consumo. Trata-se de uma solução de circuito para um problema que costuma ser atribuído ao chiller e respondido com a compra de um equipamento maior — que agrava exatamente o que se pretendia resolver. O indicador a observar é o número de partidas do compressor por hora.

Água tratada preserva a capacidade de projeto

A água que circula no evaporador determina quanto tempo a capacidade de projeto vai durar. Dureza elevada, sólidos em suspensão e ausência de tratamento produzem depósito nas superfícies de troca, e cada camada acrescenta uma resistência térmica que o equipamento compensa trabalhando com pressões mais altas. A perda é gradual, o que a torna difícil de perceber sem medição — o chiller ainda entrega a temperatura pedida, consumindo mais para isso.

O indicador é a aproximação no evaporador, comparada à referência de projeto, e ele revela a degradação antes de haver sintoma operacional. Acompanhá-lo transforma a limpeza de trocador em uma intervenção decidida por dado, executada no momento em que se paga, em vez de um item de rotina executado por calendário.

Por isso a avaliação da qualidade da água gelada — dureza, condutividade, pH — entra em qualquer plano de manutenção sério, ao lado da inspeção de compressores e lubrificantes, da limpeza dos trocadores, da verificação de estanqueidade com detector eletrônico e sistema pressurizado, da análise elétrica e dos testes de pressão e desempenho. Sem esse item, o plano mantém o equipamento funcionando e não mantém o que ele entrega.

Proteção contra falta de vazão

Um item de instalação que merece verificação explícita: o interlock que impede o compressor de operar sem vazão no evaporador. A falha ou a desativação desse dispositivo, combinada com uma redução de vazão, leva ao congelamento e ao rompimento de tubos — o dano mais caro que um chiller pode sofrer, e um dos mais frequentes em circuitos de processo com filtros que obstruem.

O teste desse dispositivo precisa ser efetivo, e não uma conferência visual. Ele é o que separa uma parada por proteção de um trocador destruído.

Resfriamento de água na Controlcal

A Controlcal trabalha com sistemas de água gelada há mais de quarenta anos, em São Paulo, com base na Mooca, e isso inclui a parte do sistema que não é o chiller. Ao avaliar uma demanda de resfriamento de água, medimos a carga no circuito, a temperatura exigida, a vazão disponível, o volume e as condições de bombeamento — e apontamos com clareza quando a solução é um equipamento novo e quando é uma correção no circuito existente.

Fornecemos chillers novos, seminovos revisados com garantia e reformados, para venda, locação ou permuta, além de projeto, montagem, automação e manutenção. Em demandas temporárias, por parada programada ou pico de produção, a locação repõe capacidade sem exigir investimento em ativo. Em qualquer dos casos, a seleção parte dos números do seu circuito.