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CAG: Central de Água Gelada

23/10/2020

Fonte imagem: https://www.sec.com.br/cag-central-de-agua-gelada/

Os sistemas de água gelada são muito utilizados em processos de resfriamento, sejam eles em aplicações de ar condicionado para conforto térmico ou para processos industriais que possuam resfriamento e desumidificação de ar, resfriamento de gases, líquidos, metais, vidros, plásticos, alimentos, controle de processos com reações exotérmicas, entre outros.
A CAG é composta por três principais componentes: Unidade refrigeradora (chiller), torre de resfriamento e fancoil.
 
Torre de resfriamento
A torre de resfriamento (também chamada de torre de arrefecimento), opera em contato direto entre um gás e um liquido, e elas são utilizadas para produzir um contato direto entre água quente proveniente dos sistemas de resfriamento do processo com o ar, objetivando o resfriamento da água para que ela possa ser reutilizada no processo. As torres de resfriamento podem utilizar a evaporação da água para remover o calor de processo e resfriar o fluido de trabalho para perto da temperatura de bulbo úmido ou utilizar somente ar para resfriar o fluido de trabalho para perto da temperatura de bulbo seco. Abaixo há uma imagem mostrando o processo de resfriamento da água por torre de resfriamento:

Figura 1: Esquema torre de resfriamento

Fonte: Evapco (2020)
 
Os sistemas de água gelada mais comuns utilizam unidades compactadas de resfriamento de água gelada, os chamados Chillers. Os Chillers são, em resumo, resfriadores de água. A água gelada produzida por eles é utilizada com o objetivo de arrefecer o ar, produtos ou equipamentos conforme necessidade. Os chillers, que tem a potência medida em toneladas de refrigeração (TR), tem a possibilidade de trabalhar com uma grande variação de temperatura, podendo até ser negativa quando utilizados aditivos.
 
Os principais benefícios do uso de chillers são:
  • Por ser um sistema de refrigeração indireto, ele proporciona uma carga de fluído refrigerante reduzida;
  • Mesmo sendo um sistema de refrigeração indireto, o que requere uma temperatura menor, a eficiência geral do sistema é maior, por conta dos equipamentos do sistema e pela perda de carga mínima no circuito de refrigeração, se comparado com sistemas de expansão direta;
  • Comparado a sistemas de expansão direta, os sistemas hidrônicos proporcionam um controle mais preciso sobre os processos de resfriamento de expansão indireta.
 
Os chillers possuem dois principais grupos: com ciclo de compressão de vapor e com ciclo de absorção.
 
Chillers com compressão de vapor:
            Os principais componentes que compõem esse chiller com compressão de vapor são: um conjunto compressor-motor, evaporador (resfriador de líquido), condensador e um dispositivo de expansão (ou controlador de fluxo de fluido refrigerante), que interligados formam um circuito fechado de refrigeração (por onde circula o fluido refrigerante), além de um painel de controle.
 
Chillers por ciclo de absorção:
            Chillers com ciclo de absorção, a exemplo do ciclo com compressão de vapor, possuem condensador, dispositivo de expansão e evaporador. O ciclo de absorção não utiliza a compressão de vapor
para a elevação da pressão do fluido refrigerante.
 
Aplicação de chillers
 
            Os Chillers se aplicam em muitas aplicações, segue algumas delas: Construção e contratação; Paradas de emergência; Eventos; Indústrias Alimentícias; Projetos do governo; Indústrias Farmacêuticas; Indústrias do petróleo e gás, petroquímicos e refinarias; Hospitais; Indústrias Químicas; CPD’s; Logística; Aeroportos; Estações de metrô ou armazéns; Pistas de patinação no gelo; Mineração e tunelamento; Equipamentos de telecomunicações e locais da torre de controle das células; Refrigeração em geral.
 
Como funciona o Fan Coil
 
O funcionamento de um Fan Coil é muito parecido com um evaporador convencional de ar condicionados de expansão direta, como por exemplo um split, mas com a diferença, que ao invés de utilizar o gás refrigerante, ele utiliza água com temperatura controlada.
            Para o perfeito funcionamento, o Fan Coil utiliza um fluido intermediário, que é água gelada misturada com etileno-glicol.
Em resumo, o Fan Coil é uma caixa que possuí uma serpentina de cobre/alumínio na qual circula a água gelada. O ar é direcionado através de um ventilador para o sistema de filtragem e depois para as serpentinas de onde será insuflado até o ambiente.
Após a água passar pelo Fan Coil, o ambiente é climatizado, fazendo o processo de retirar o calor, que é absorvido pela água, sendo levado de volta ao chiller, que é onde ocorre a condensação na torre de resfriamento (explicada no início do artigo).
 
Aplicação de Fan Coils
Dentre as aplicações de um Fan Coil, se destacam os projetos que demandam uma alta carga térmica de dissipação, por exemplo, shoppings, prédios comerciais, hospitais, cinemas, bancos, grandes centros de eventos, entre outros.
Espaços menores como laboratórios, salas de cirurgias e locais que precisem de um sistema forte de refrigeração de ar também podem ser uma opção para o uso de Fan Coils.
 O Fan Coil pode, inclusive, ser recomendado também para instalações residenciais, porém apenas quando o projeto de refrigeração se estender a todos os cômodos da casa.
 
 
Vantagens do uso de Fan Coil:

 
  • O uso de sistemas de condensação de água, como Fan Coils são vantajosas para locais com grandes dimensões, onde se necessita de maior eficiência energética. Um Fan Coil pode apresentar o dobro de eficiência dos demais condensadores.
A utilização de Fan Coils gera economia de energia elétrica em grandes instalações.

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