Chiller: tudo o que você precisa saber sobre esse sistema de refrigeração

Em um ambiente industrial, o controle da temperatura é muito mais do que uma questão de conforto, é uma necessidade crítica para o bom funcionamento dos processos e a qualidade do produto final. É aí que entra o chiller, um equipamento essencial em diversas aplicações industriais.

O que é um chiller? 

Um chiller é um equipamento de refrigeração utilizado em processos industriais para controlar a temperatura de líquidos e ambientes, garantindo que a produção ocorra dentro dos parâmetros térmicos desejados.

Ele funciona removendo o calor de um líquido (geralmente água ou outro fluido refrigerante) e transferindo-o para o ambiente externo, geralmente por meio de um sistema de troca de calor.

Definição e função 

A principal função do chiller é resfriar fluidos que circulam em sistemas de refrigeração, como máquinas, processos de fabricação ou sistemas de climatização em larga escala.

Ele é essencial em indústrias como plástica, automotiva, gráfica, petroquímica, farmacêutica, alimentícia, metalúrgica e de climatização, onde o controle preciso da temperatura é crucial para a qualidade do produto e eficiência do processo.

O chiller pode operar de diferentes formas, incluindo modelos a água ou a ar, dependendo da necessidade do processo e das condições ambientais.

Tipos de chillers industriais 

Existem diferentes tipos de chillers, cada um com características específicas que atendem a necessidades distintas de refrigeração. Os principais tipos de chillers industriais são: chiller resfriado a água e chiller resfriado a ar.

Chiller resfriado a água 

O chiller resfriado a água utiliza a mesma como meio de resfriamento. Ele é, geralmente mais eficiente em termos de consumo de energia quando comparado aos chillers resfriados a ar, principalmente por não variar seu funcionamento de acordo com a temperatura ambiente. Nesse sistema, o calor retirado do fluido refrigerante é dissipado através de uma torre de resfriamento, onde a água circula para dissipar o calor para o ambiente externo.

Chiller resfriado a ar

O chiller resfriado a ar usa o ar ambiente para resfriar o fluido refrigerante. Esse tipo de chiller é mais simples e compacto, pois não necessita de uma torre de resfriamento. O calor é dissipado diretamente através de trocadores de calor que são refrigerados por ventiladores.

Como funciona um chiller

Um chiller é um equipamento utilizado para resfriar líquidos, geralmente água ou soluções aquosas, que por sua vez são utilizadas para controlar a temperatura de processos industriais, máquinas ou ambientes. Ele funciona com base no ciclo de refrigeração por compressão, semelhante ao de um ar-condicionado, mas em escala e aplicação industrial.

Componentes principais de um chiller

• Compressor
  É o “coração” do sistema. Comprime o gás refrigerante, aumentando sua pressão e temperatura. Ele movimenta o refrigerante por todo o sistema.
• Condensador
  Após o compressor, o refrigerante quente e pressurizado entra no condensador, onde libera calor para o ambiente externo (por meio de água ou ar), transformando-se de gás para líquido.
• Válvula de expansão
  Controla a passagem do refrigerante líquido para a próxima etapa do ciclo. Ela reduz a pressão do refrigerante, permitindo que ele entre no evaporador em baixa pressão e baixa temperatura.
• Evaporador
  Aqui o refrigerante absorve o calor do fluido que se deseja resfriar (como água de processo). Ao absorver esse calor, o refrigerante evapora, voltando ao estado gasoso.
• Reservatório (opcional)
  Armazena o líquido resfriado antes que ele seja bombeado para o sistema ou processo que exige resfriamento.
• Bomba de circulação
  Responsável por movimentar o líquido resfriado do chiller até os pontos de consumo (máquinas, moldes, trocadores de calor, etc.).

Ciclo de refrigeração 

• O compressor suga o gás refrigerante de baixa pressão e o comprime, elevando sua pressão e temperatura.
• O gás quente passa pelo condensador, onde perde calor para o meio externo e se condensa, tornando-se um líquido sob alta pressão.
• Esse líquido refrigerante passa pela válvula de expansão, que reduz sua pressão e temperatura drasticamente.
• No evaporador, o refrigerante absorve calor do fluido que se deseja resfriar (água ou outro líquido), evaporando no processo.
• O ciclo se repete continuamente.

Escolha e manutenção 

A escolha de um chiller adequado é essencial para garantir a eficiência térmica e a confiabilidade dos processos industriais. O primeiro passo é identificar a capacidade de refrigeração necessária, medida geralmente em toneladas de refrigeração ou Kcal, considerando a carga térmica do processo, o ambiente operacional e a necessidade de expansão futura.

Além da capacidade, fatores como tipo de fluido refrigerado, eficiência energética, espaço disponível para instalação e condições ambientais também influenciam a escolha. Existem diferentes tipos de chillers, arrefecidos a ar ou a água, e a seleção entre eles depende de aspectos como disponibilidade de recursos hídricos, custos operacionais e requisitos de manutenção.

Após a instalação, a manutenção adequada do chiller é fundamental para maximizar sua vida útil e garantir desempenho consistente. A manutenção preventiva deve incluir inspeções regulares do sistema de fluido refrigerante, verificação de pressões e temperaturas, limpeza de trocadores de calor, checagem de válvulas e bombas, além da análise da qualidade da água no caso de chillers resfriados a água, para evitar incrustações e corrosão.

O monitoramento de vibrações e ruídos anormais pode indicar problemas em compressores ou motores, que precisam ser resolvidos rapidamente para evitar falhas mais graves. Além disso, é recomendável seguir rigorosamente as orientações do fabricante quanto a lubrificação, substituição de filtros e atualização de softwares de controle, se aplicável.

A importância do chiller

A utilização adequada de chillers contribui diretamente para o aumento da produtividade, a redução de falhas operacionais e a preservação de recursos.

Portanto, investir em um sistema de refrigeração eficiente não é apenas uma questão de desempenho, mas também de competitividade e responsabilidade ambiental dentro da indústria.