{"id":7259,"date":"2026-04-11T16:11:48","date_gmt":"2026-04-11T08:11:48","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ahkfjx.com\/?p=7259"},"modified":"2026-04-15T17:26:39","modified_gmt":"2026-04-15T09:26:39","slug":"why-water-cooled-industrial-chillers-are-more-energy-efficient","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ahkfjx.com\/pt\/why-water-cooled-industrial-chillers-are-more-energy-efficient\/","title":{"rendered":"Porque \u00e9 que os chillers industriais refrigerados a \u00e1gua s\u00e3o mais eficientes em termos energ\u00e9ticos"},"content":{"rendered":"
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H\u00e1 uma raz\u00e3o pela qual as grandes instala\u00e7\u00f5es utilizam quase sempre chillers arrefecidos a \u00e1gua. N\u00e3o se trata de complexidade ou custo inicial - trata-se de efici\u00eancia. Um chiller industrial arrefecido a \u00e1gua bem concebido pode utilizar significativamente menos eletricidade do que uma unidade arrefecida a ar que fa\u00e7a o mesmo trabalho. Ao longo de anos de funcionamento, essa diferen\u00e7a traduz-se em dinheiro real.<\/p>

Depois de analisar as facturas de energia das f\u00e1bricas que mudaram de refrigera\u00e7\u00e3o a ar para refrigera\u00e7\u00e3o a \u00e1gua, as poupan\u00e7as s\u00e3o dif\u00edceis de ignorar. Mas porque \u00e9 que s\u00e3o exatamente mais eficientes? A resposta tem a ver com a forma como o calor \u00e9 rejeitado e como os compressores funcionam.<\/p>

Este \u00e9 um olhar sobre a f\u00edsica e a engenharia por detr\u00e1s da raz\u00e3o pela qual um refrigerador industrial arrefecido a \u00e1gua<\/strong><\/a> ganha em efici\u00eancia.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Refrigerador\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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A f\u00edsica b\u00e1sica por detr\u00e1s da efici\u00eancia dos chillers industriais arrefecidos a \u00e1gua<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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A efici\u00eancia de um chiller resume-se a uma coisa: o esfor\u00e7o que o compressor tem de fazer para mover o calor do evaporador para o condensador. Quanto mais baixa for a temperatura do condensador, menor \u00e9 o trabalho do compressor.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Ar vs. \u00c1gua como meio de transfer\u00eancia de calor<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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O ar \u00e9 um fluido de transfer\u00eancia de calor terr\u00edvel em compara\u00e7\u00e3o com a \u00e1gua. Tem baixa condutividade t\u00e9rmica e baixo calor espec\u00edfico. A \u00e1gua, pelo contr\u00e1rio, \u00e9 excelente a transportar o calor. \u00c9 por isso que os radiadores dos autom\u00f3veis utilizam \u00e1gua (ou l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o) em vez de apenas ar.<\/p>

Um chiller industrial arrefecido a \u00e1gua tira partido deste facto. O condensador utiliza \u00e1gua - que \u00e9 bombeada de uma torre de arrefecimento, talvez a 85\u00b0F - para absorver o calor do refrigerante. Um chiller arrefecido a ar utiliza o ar ambiente, que num dia quente de ver\u00e3o pode estar a 95\u00b0F ou mais, e o ar n\u00e3o absorve o calor de forma t\u00e3o eficiente.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Temperatura de bulbo \u00famido vs. temperatura de bulbo seco<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Este \u00e9 o conceito-chave. Um refrigerador arrefecido a ar<\/strong><\/a> \u00e9 limitada pela temperatura de bolbo seco - a temperatura real do ar. Num dia de 100\u00b0F, o ar est\u00e1 a 100\u00b0F. A temperatura de condensa\u00e7\u00e3o do chiller ser\u00e1 de pelo menos 100\u00b0F, normalmente mais elevada.<\/p>

Um chiller arrefecido a \u00e1gua, no entanto, est\u00e1 limitado pela temperatura de bolbo h\u00famido - a temperatura que o ar teria se estivesse saturado de humidade. As torres de arrefecimento arrefecem a \u00e1gua por evapora\u00e7\u00e3o, e a evapora\u00e7\u00e3o pode baixar a temperatura da \u00e1gua para perto da temperatura de bolbo h\u00famido. Num dia de bolbo seco de 100\u00b0F, o bolbo h\u00famido pode ser de apenas 75\u00b0F. Isso representa uma temperatura de condensa\u00e7\u00e3o 25\u00b0F mais baixa.<\/p>

Uma temperatura de condensa\u00e7\u00e3o mais baixa significa um r\u00e1cio de press\u00e3o do compressor mais baixo. Um r\u00e1cio de press\u00e3o mais baixo significa menos trabalho. Menos trabalho significa menos eletricidade.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Como \u00e9 que a temperatura de condensa\u00e7\u00e3o afecta um chiller industrial arrefecido a \u00e1gua<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Vamos p\u00f4r alguns n\u00fameros nisto. Um chiller industrial t\u00edpico, arrefecido a \u00e1gua, pode funcionar com uma temperatura de condensa\u00e7\u00e3o de 95\u00b0F num dia quente. Um chiller arrefecido a ar, no mesmo dia, pode funcionar com uma temperatura de condensa\u00e7\u00e3o de 115\u00b0F.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Par\u00e2metro<\/th>Arrefecimento a \u00e1gua<\/th>Refrigerado a ar<\/th>Diferen\u00e7a<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Temperatura de condensa\u00e7\u00e3o<\/td>95\u00b0F (35\u00b0C)<\/td>46\u00b0C (115\u00b0F)<\/td>20\u00b0F mais alto<\/td>\n<\/tr>\n
Press\u00e3o de condensa\u00e7\u00e3o (R134a)<\/td>~120 psig<\/td>~170 psig<\/td>50 psig superior<\/td>\n<\/tr>\n
Pot\u00eancia do compressor (relativa)<\/td>1.0<\/td>1.25-1.35<\/td>25-35% mais energia<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Essa diferen\u00e7a de 20\u00b0F na temperatura de condensa\u00e7\u00e3o traduz-se diretamente numa maior pot\u00eancia do compressor. O chiller arrefecido a ar trabalha mais para empurrar o refrigerante contra uma press\u00e3o mais elevada.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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O impacto do tempo quente<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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A diferen\u00e7a de efici\u00eancia aumenta com o aumento da temperatura exterior. Num dia ameno de 75\u00b0F, um chiller arrefecido a ar pode ser razoavelmente eficiente. Num dia de 105\u00b0F, ele tem dificuldades. A press\u00e3o de condensa\u00e7\u00e3o sobe. O compressor trabalha mais. O chiller pode at\u00e9 diminuir - produzindo menos capacidade de refrigera\u00e7\u00e3o e consumindo mais energia.<\/p>

Um chiller industrial arrefecido a \u00e1gua, pelo contr\u00e1rio, regista apenas uma pequena queda de efici\u00eancia em dias quentes. A temperatura de bolbo h\u00famido aumenta muito menos do que a temperatura de bolbo seco. Num dia de bolbo seco de 105\u00b0F, o bolbo h\u00famido pode ser de 78\u00b0F. A torre de arrefecimento continua a fornecer \u00e1gua a cerca de 85\u00b0F. O chiller mal se apercebe da onda de calor.<\/p>

Do ponto de vista da observa\u00e7\u00e3o, \u00e9 por isso que os centros de dados e os hospitais - instala\u00e7\u00f5es que necessitam de um arrefecimento fi\u00e1vel mesmo durante as vagas de calor - optam quase sempre pelo arrefecimento a \u00e1gua.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Refrigerador\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Efici\u00eancia em carga parcial e a vantagem da refrigera\u00e7\u00e3o a \u00e1gua<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Os chillers raramente funcionam a plena carga. Na maioria das vezes, est\u00e3o a 40-70% de capacidade. O desempenho de um chiller em carga parcial \u00e9 mais importante do que a sua efici\u00eancia em carga total.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Como os refrigeradores arrefecidos a \u00e1gua lidam com a carga parcial<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Um chiller industrial arrefecido a \u00e1gua com um acionamento de velocidade vari\u00e1vel no compressor e ventiladores de torre de velocidade vari\u00e1vel pode manter uma excelente efici\u00eancia at\u00e9 uma carga de 20-30%. A temperatura da \u00e1gua do condensador pode ser reposta para cima com cargas baixas para poupar energia da ventoinha da torre, mas o chiller continua a funcionar com uma press\u00e3o de condensa\u00e7\u00e3o baixa.<\/p>

Os chillers arrefecidos a ar t\u00eam mais dificuldades em carga parcial. As ventoinhas do condensador ligam-se e desligam-se ou funcionam a velocidades fixas. O chiller pode ter de fazer funcionar as ventoinhas mais do que o necess\u00e1rio apenas para manter a press\u00e3o de condensa\u00e7\u00e3o m\u00ednima, especialmente em tempo frio.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Valor integrado de carga parcial (IPLV)<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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A ind\u00fastria mede a efici\u00eancia em carga parcial com o IPLV (Integrated Part Load Value). Um bom chiller industrial arrefecido a \u00e1gua pode ter um IPLV de 0,35-0,45 kW\/tonelada. Um chiller arrefecido a ar de dimens\u00e3o semelhante pode ter 0,70-0,85 kW\/ton. A unidade arrefecida a \u00e1gua utiliza cerca de metade da eletricidade em condi\u00e7\u00f5es normais de funcionamento.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Poupan\u00e7a de energia no mundo real<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Vamos dar um exemplo. Um chiller de 300 toneladas a funcionar 4.000 horas por ano (t\u00edpico de uma f\u00e1brica ou centro de dados). Eletricidade a $0,12 por kWh.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Tipo de refrigerador<\/th>Carga total kW\/ton<\/th>IPLV kW\/tonelada<\/th>kWh anual<\/th>Custo anual<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Refrigerado a \u00e1gua<\/td>0.55<\/td>0.45<\/td>540,000<\/td>$64,800<\/td>\n<\/tr>\n
Arrefecimento por ar<\/td>0.85<\/td>0.75<\/td>900,000<\/td>$108,000<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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O refrigerador arrefecido a \u00e1gua poupa $43.200 por ano em eletricidade. Ao longo de uma vida \u00fatil de 20 anos, isto representa $864.000 em custos de energia evitados. Isto paga a manuten\u00e7\u00e3o de muitas torres de arrefecimento.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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O primeiro compromisso de custos<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Os chillers arrefecidos a \u00e1gua custam mais \u00e0 partida. O chiller em si \u00e9 mais caro. Acrescente uma torre de arrefecimento, bombas de \u00e1gua do condensador, tubagem e tratamento de \u00e1gua. O custo de instala\u00e7\u00e3o de um sistema arrefecido a \u00e1gua pode ser 30-50% superior ao de um sistema arrefecido a ar.<\/p>

Mas o per\u00edodo de retorno do investimento \u00e9 frequentemente curto. No exemplo acima, se o sistema de refrigera\u00e7\u00e3o a \u00e1gua custar $150.000 a mais \u00e0 partida, o retorno do investimento \u00e9 de cerca de 3,5 anos apenas com a poupan\u00e7a de energia. Depois disso, \u00e9 pura poupan\u00e7a.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Refrigerador\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Outros factores que afectam a efici\u00eancia<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Para al\u00e9m da termodin\u00e2mica b\u00e1sica, alguns outros aspectos contribuem para a vantagem de efici\u00eancia de um chiller industrial arrefecido a \u00e1gua.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Tipo de compressor<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Os chillers arrefecidos a \u00e1gua utilizam frequentemente compressores centr\u00edfugos ou de parafuso, que s\u00e3o inerentemente mais eficientes em grandes dimens\u00f5es do que os compressores scroll comuns nas unidades arrefecidas a ar. Os compressores centr\u00edfugos n\u00e3o t\u00eam pe\u00e7as de fric\u00e7\u00e3o e podem atingir kW\/tonelada muito baixos, especialmente em grandes capacidades.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Conce\u00e7\u00e3o do permutador de calor<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Os chillers arrefecidos a \u00e1gua utilizam permutadores de calor de casco e tubo. Estes t\u00eam excelentes coeficientes de transfer\u00eancia de calor - muito melhores do que as serpentinas de tubos com alhetas nas unidades arrefecidas a ar. Isto significa que s\u00e3o necess\u00e1rias diferen\u00e7as de temperatura mais pequenas para transferir calor, o que reduz ainda mais o trabalho do compressor.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Potencial de arrefecimento livre<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Em tempo frio, alguns sistemas arrefecidos a \u00e1gua podem utilizar a torre de arrefecimento diretamente para fornecer \u00e1gua refrigerada sem fazer funcionar o compressor do chiller. A isto chama-se arrefecimento livre. Um sistema de bypass envia a \u00e1gua da torre atrav\u00e9s de um permutador de calor (ou diretamente para a carga) quando a temperatura de bolbo h\u00famido \u00e9 suficientemente baixa. Os chillers arrefecidos a ar n\u00e3o podem fazer isto - t\u00eam de p\u00f4r os compressores a funcionar sempre que \u00e9 necess\u00e1rio arrefecimento.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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A refrigera\u00e7\u00e3o a \u00e1gua \u00e9 sempre mais eficiente?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Quase sempre, mas h\u00e1 excep\u00e7\u00f5es.<\/p>

Um chiller industrial arrefecido a \u00e1gua necessita de bombas para mover a \u00e1gua do condensador. Essas bombas utilizam eletricidade.<\/p>

Uma torre de refrigera\u00e7\u00e3o utiliza ventiladores. O tratamento da \u00e1gua utiliza produtos qu\u00edmicos e, por vezes, eletricidade. Estas cargas auxiliares reduzem ligeiramente a vantagem da efici\u00eancia l\u00edquida.<\/p>

Em climas muito frios, um chiller arrefecido a ar pode tirar partido das baixas temperaturas ambiente para obter uma boa efici\u00eancia. Num dia de 40\u00b0F, um chiller arrefecido a ar pode ter um desempenho quase t\u00e3o bom como uma unidade arrefecida a \u00e1gua.<\/p>

Mas durante um ano inteiro, na maioria dos climas, a refrigera\u00e7\u00e3o a \u00e1gua ganha. A diferen\u00e7a \u00e9 maior em climas quentes e h\u00famidos, onde o desempenho do sistema de refrigera\u00e7\u00e3o a ar \u00e9 mais prejudicado.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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O resultado final para as suas instala\u00e7\u00f5es<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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A escolha de um chiller envolve mais do que apenas efici\u00eancia. A disponibilidade de \u00e1gua, as capacidades de manuten\u00e7\u00e3o, o espa\u00e7o, o ru\u00eddo e o custo inicial s\u00e3o factores importantes.<\/p>

Mas se a efici\u00eancia energ\u00e9tica for a prioridade - e para muitas instala\u00e7\u00f5es, \u00e9 - um chiller industrial arrefecido a \u00e1gua \u00e9 a escolha \u00f3bvia. A f\u00edsica \u00e9 clara. Os n\u00fameros somam-se. E ao longo da vida \u00fatil do equipamento, as poupan\u00e7as s\u00e3o substanciais.<\/p>

Um chiller industrial arrefecido a \u00e1gua \u00e9 um componente de um sistema de refrigera\u00e7\u00e3o industrial<\/strong><\/a> que inclui torres de arrefecimento, bombas, tubagens e controlos. Todas essas pe\u00e7as precisam de trabalhar em conjunto para que o sistema atinja a sua efici\u00eancia potencial. Mas o pr\u00f3prio chiller - quando corretamente selecionado e mantido - proporciona um desempenho que o arrefecimento a ar simplesmente n\u00e3o consegue igualar.<\/p>

Se quiser saber mais sobre o refrigerador industrial refrigerado a \u00e1gua, leia O que \u00e9 um refrigerador industrial arrefecido a \u00e1gua? Como funciona.<\/strong><\/a><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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FAQ<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Quanto mais eficiente \u00e9 um chiller arrefecido a \u00e1gua do que um arrefecido a ar? <\/div><\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t<\/path><\/svg><\/span>\n\t\t\t<\/path><\/svg><\/span>\n\t\t<\/span>\n\n\t\t\t\t\t\t<\/summary>\n\t\t\t\t
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A plena carga em tempo quente, um chiller arrefecido a \u00e1gua \u00e9 tipicamente 25-40% mais eficiente. Em carga parcial, a diferen\u00e7a pode ser de 40-50% ou mais.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/details>\n\t\t\t\t\t\t

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O consumo de \u00e1gua de uma torre de arrefecimento anula a poupan\u00e7a de energia? <\/div><\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t<\/path><\/svg><\/span>\n\t\t\t<\/path><\/svg><\/span>\n\t\t<\/span>\n\n\t\t\t\t\t\t<\/summary>\n\t\t\t\t
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A \u00e1gua tem um custo, mas \u00e9 normalmente muito inferior \u00e0 poupan\u00e7a de eletricidade. Na maioria das regi\u00f5es, a \u00e1gua utilizada por uma torre de arrefecimento custa uma fra\u00e7\u00e3o da eletricidade poupada.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/details>\n\t\t\t\t\t\t

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Posso readaptar um sistema arrefecido a ar existente para um sistema arrefecido a \u00e1gua? <\/div><\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t<\/path><\/svg><\/span>\n\t\t\t<\/path><\/svg><\/span>\n\t\t<\/span>\n\n\t\t\t\t\t\t<\/summary>\n\t\t\t\t
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Na pr\u00e1tica, n\u00e3o. O pr\u00f3prio chiller teria de ser substitu\u00eddo. No entanto, por vezes, \u00e9 poss\u00edvel acrescentar uma torre de arrefecimento e um novo chiller arrefecido a \u00e1gua, mantendo a unidade arrefecida a ar existente como reserva.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/details>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t