Há um certo atrativo nos chillers arrefecidos a ar. Sem torre de arrefecimento, sem bombas de água do condensador, sem sistema de água de compensação. Apenas ventiladores e serpentinas. Essa simplicidade é a razão pela qual tantas instalações acabam por optar por eles. Mas escolher o mais adequado? Não é tão simples como escolher a primeira unidade que corresponda à tonelagem.
Tendo assistido a algumas selecções de chillers - algumas bem sucedidas, outras lamentáveis - a diferença resume-se normalmente a alguns detalhes que são ignorados na folha de especificações. Localização, temperatura ambiente, ruído, acesso para manutenção. As coisas que importam depois de a unidade ser aparafusada.
Veja como escolher refrigeradores industriais arrefecidos a ar que funcionam efetivamente para a aplicação.
Como os chillers industriais refrigerados a ar diferem de outros tipos
Antes de mergulhar na seleção, é útil compreender onde é que estes se enquadram no mundo dos chillers. Um chiller industrial arrefecido a ar rejeita o calor para o ar ambiente utilizando ventiladores e uma serpentina de alhetas. É só isso. Sem circuito de água, sem torre, sem tratamento da água do condensador.
Comparação com sistemas arrefecidos a água
A chiller refrigerado a água, Em contrapartida, o sistema de arrefecimento de ar quente rejeita o calor para a água que circula para uma torre de arrefecimento ou um arrefecedor de fluido. Esta configuração é mais eficiente em climas quentes e mais silenciosa em funcionamento. Mas também é mais complexa - mais bombas, mais tubagens, mais manutenção.
Eis uma comparação rápida:
| Caraterística | Refrigerador a ar | Refrigerador arrefecido a água |
|---|---|---|
| Complexidade da instalação | Inferior (sem torre, sem bomba de água do condensador) | Superior (torre, bomba, tratamento de água) |
| Manutenção | Limpar as bobinas, verificar as ventoinhas | Limpeza de torres, tratamento de água, vedantes de bombas |
| Eficiência em tempo quente | Diminui com o aumento da temperatura ambiente | Mais estável (dependente do bolbo húmido) |
| Nível de ruído | Mais alto (ventiladores e compressores) | Mais silencioso (a torre pode ser remota) |
| Utilização da água | Nenhum | Significativo (evaporação, descarga) |
| Espaço necessário | Almofada ou telhado exterior | Refrigerador no interior + torre no exterior |
Para instalações em climas secos com temperaturas moderadas no verão, os chillers industriais arrefecidos a ar são muitas vezes a escolha certa. Para ambientes quentes e húmidos ou locais sensíveis ao ruído, a refrigeração a água começa a parecer melhor. A escolha entre refrigeração a ar e refrigeração a água é apenas uma parte da conceção de um sistema de refrigeração industrial completo. sistema de refrigeração industrial; A tubagem, as bombas e os controlos são igualmente importantes.
Dimensionamento correto de um chiller industrial arrefecido a ar
O tamanho é importante. Se for demasiado pequeno, o chiller funciona continuamente, desgasta-se mais depressa e pode não aguentar nos dias quentes. Demasiado grande, e provoca curtos-circuitos, o que reduz a eficiência e a vida útil do compressor.
Cálculo da carga
O ponto de partida é a carga de arrefecimento real. Não as classificações da placa de identificação do equipamento que está a ser arrefecido, mas a carga térmica real medida ou calculada. Algumas formas de lá chegar:
- Medir o caudal e a queda de temperatura no equipamento do processo
- Calcular com base nas especificações do equipamento e nos ciclos de funcionamento
- Analisar o tempo de funcionamento do chiller existente se estiver a substituir uma unidade mais antiga
Um erro visto repetidamente: dimensionamento para carga de pico mais um fator de segurança gigante. Um fator de segurança de 30% em cima de uma carga que já foi estimada elevada leva a um chiller que está sobredimensionado em 50%. Funciona durante cinco minutos, desliga-se e repete-se. Não é eficiente.
Correção da temperatura ambiente
Isto é crítico para as unidades arrefecidas a ar. Um chiller classificado para 100 toneladas a uma temperatura ambiente de 95°F produzirá menos a 105°F - por vezes 15-20% menos. A seleção tem de ter em conta a temperatura ambiente mais elevada que a unidade irá registar, e não a média. Um chiller que funciona bem na primavera, mas que dispara a alta pressão em agosto, é um chiller que foi subdimensionado para as condições reais.
Derivação de altitude
Em altitudes mais elevadas, o ar é mais rarefeito. Menos arrefecimento através das bobinas do condensador. A regra padrão: reduzir a potência em cerca de 1,5-2% por cada 1.000 pés acima do nível do mar. Um chiller a 5.000 pés pode precisar de ser 8-10% maior do que uma seleção ao nível do mar para a mesma carga.
Considerações sobre localização e instalação
A localização do chiller afecta tudo, desde o desempenho à vida útil.
Espaço livre para o fluxo de ar
Os chillers industriais arrefecidos a ar precisam de espaço para respirar. O manual de instalação do fabricante especifica as folgas mínimas - normalmente 4-6 pés nos lados da bobina, 6-8 pés para a descarga do ventilador. Ignorá-las leva à recirculação (o ar quente da descarga é sugado de volta para a entrada da serpentina), o que aumenta a pressão de condensação e mata a eficiência.
O que foi observado: um chiller espremido num canto com dois pés de espaço livre em três lados funciona mais quente, consome mais energia e falha mais cedo. Um chiller numa área aberta com bom fluxo de ar funciona como previsto.
Preocupações com o ruído
Estas unidades não são silenciosas. Um grande chiller arrefecido a ar pode produzir 85-95 dBA a plena carga. Isso é muito alto. Se o chiller estiver perto de uma janela de um escritório, de um limite de propriedade ou de uma área residencial, as queixas de ruído são quase garantidas.
Opções para sítios sensíveis ao ruído:
- Opções de ventoinha de baixa velocidade (reduz o caudal de ar, mas também o ruído)
- Coberturas de som do compressor
- Barreiras ou caixas acústicas
- Localização do chiller atrás de uma parede ou no lado mais afastado do edifício
Exposição solar e sombra
O sol direto sobre as bobinas do condensador aumenta a temperatura ambiente efectiva. Um chiller em pleno sol num dia de 95°F pode ver as temperaturas das bobinas 5-10°F mais elevadas do que uma unidade à sombra. A sombra ajuda. Se não houver sombra natural disponível, um simples telhado ou toldo sobre o chiller (sem restringir o fluxo de ar) pode melhorar o desempenho.
Eficiência e custos operacionais
O preço de compra é apenas uma parte da história. Um chiller ineficiente custa mais por cada hora de funcionamento.
Classificações EER e IPLV
Analise a eficiência em carga total (EER) e a eficiência em carga parcial (IPLV). A maioria dos chillers funciona em carga parcial a maior parte do tempo. Uma unidade com um bom IPLV permite poupar significativamente nas facturas de energia.
Referências actuais da indústria para chillers industriais arrefecidos a ar:
| Tamanho do refrigerador | EER mínimo em carga completa | Bom IPLV em carga parcial |
|---|---|---|
| < 150 toneladas | 9.0-10.0 | 13.0-15.0 |
| 150-300 toneladas | 9.5-10.5 | 14.0-16.0 |
| > 300 toneladas | 10.0-11.0 | 15.0-17.0 |
Uma maior eficiência custa normalmente mais à partida. O retorno do investimento depende do tempo de funcionamento e das tarifas de eletricidade. Um chiller que funcione 4.000 horas por ano a $0,12/kWh pode justificar uma atualização de maior eficiência muito mais rapidamente do que um que funcione 1.500 horas.
VFDs em ventiladores
Os accionamentos de frequência variável nos ventiladores do condensador permitem que o chiller faça funcionar os ventiladores apenas com a rapidez necessária. Isto poupa energia, reduz o ruído e melhora o funcionamento a baixa temperatura ambiente. Vale a pena o custo adicional em quase todos os casos.
Acesso para manutenção e facilidade de manutenção
Esta é uma daquelas coisas em que ninguém pensa até à primeira vez que um técnico aparece.
Acesso para limpeza da bobina
As serpentinas dos chillers arrefecidos a ar sujam-se. Têm de ser limpas - por vezes, várias vezes por ano, se o local tiver muito pó. Se o chiller estiver encostado a uma parede ou debaixo de um teto baixo, a limpeza torna-se difícil ou impossível.
As melhores configurações têm acesso livre a ambos os lados de cada banco de bobinas. Espaço suficiente para uma varinha de lavagem a pressão e para um técnico se movimentar.
Acesso ao compressor e à eletricidade
Os compressores falham. Os controlos são substituídos. Quando esse dia chegar, será que um técnico consegue aceder aos componentes? As unidades com portas de serviço que abrem totalmente, painéis amovíveis e etiquetas claras são mais fáceis e mais baratas de manter.
Disponibilidade de peças sobressalentes
Antes de comprar, informe-se sobre as peças sobresselentes comuns. Os ventiladores, os motores dos ventiladores e os controlos de pressão são itens padrão ou proprietários? É mais fácil manter em funcionamento um chiller que utilize componentes prontos a usar do que um que necessite apenas de peças de fábrica com prazos de entrega de seis semanas.
Caraterísticas especiais que vale a pena considerar
Nem todos os frigoríficos precisam de todas as caraterísticas, mas algumas são verdadeiramente úteis.
Funcionamento com baixa temperatura ambiente
Para instalações em climas frios, o chiller precisa de funcionar - ou pelo menos sobreviver - em tempo de congelação. Os kits de baixa temperatura ambiente incluem controlos de ciclo da ventoinha, aquecedores do cárter e, por vezes, controlos da pressão da cabeça. Sem estes controlos, um chiller pode não arrancar numa manhã fria.
Monitorização remota
Os chillers modernos podem comunicar remotamente dados de funcionamento, alarmes e tempo de funcionamento. Para instalações sem pessoal de engenharia 24 horas por dia, 7 dias por semana, isto é valioso. Um alerta de que o chiller está a funcionar com uma pressão de descarga elevada significa que alguém pode verificar a limpeza da bobina antes que a unidade se desligue.
Redução de ruído
Como mencionado anteriormente, o ruído é importante. A redução de ruído instalada na fábrica (ventiladores de baixa velocidade, cobertores de compressor, atenuadores de descarga) é quase sempre mais barata do que as adaptações no terreno.
Erros comuns na seleção
Alguns erros que aparecem repetidamente:
- Dimensionamento para carga de pico sem considerar a redução da temperatura ambiente. O chiller funciona bem na primavera mas falha no primeiro dia com 100°F.
- Ignorando os requisitos de folga. O chiller encaixa, mas ninguém consegue limpar as bobinas.
- Comprar apenas com base no primeiro custo. O chiller barato consome mais 30% de energia e avaria cinco anos mais cedo.
- Esquecer o funcionamento no inverno. O refrigerador arranca uma vez, funciona bem, mas não volta a arrancar na manhã seguinte porque o óleo está frio e espesso.
FAQ
Quanto tempo duram normalmente os chillers industriais arrefecidos a ar?
Com uma manutenção adequada - limpeza da bobina, verificações eléctricas, cuidados com o compressor - 15 a 20 anos é razoável. Uma manutenção deficiente reduz esse período para 10-12 anos.
Um chiller arrefecido a ar pode ser instalado no interior?
Sim, mas requer condutas para a entrada de ar exterior e para a exaustão do ar quente de descarga. A instalação no interior é menos eficiente e mais cara do que a colocação no exterior.
Como é que sei se preciso de um chiller arrefecido a ar ou a água?
O arrefecimento a ar é mais simples e melhor para climas secos e moderados. O arrefecimento a água é mais eficiente em condições quentes e húmidas e, em geral, mais silencioso. Se a água for escassa ou cara, a refrigeração a ar é a melhor escolha. Para sistemas de grandes dimensões (mais de 500 toneladas) ou climas quentes durante todo o ano, o arrefecimento a água ganha normalmente.
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