Condensação a ar ou água: o grande dilema

A segunda lei da termodinâmica para ciclos frigoríficos pode ser simplificada como segue: o calor extraído somado à energia consumida pelo compressor deve ser transferido para o meio ambiente. No caso de uma Unidade de Água Gelada, UMAG, o calor retirado do processo acrescido de cerca de 30% (correspondente ao trabalho do compressor) deve ser dissipado em um trocador de calor chamado condensador, onde o gás refrigerante é resfriado por intermédio do ar ambiente ou de água industrial. A escolha mais acertada é o tema deste informativo.

A preocupação com a utilização racional da água e com a poluição dos rios resultou em uma preferência crescente por unidades com condensação a ar. Neste caso, o condensador é parecido com um radiador de automóvel. Um ou vários ventiladores aspiram o ar ambiente através das aletas de alumínio enquanto o gás refrigerante escoa no interior de tubos de cobre. A eficiência do ciclo frigorífico depende da temperatura ambiente e, por este motivo, normalmente a temperatura ambiente é limitada a 35ºC (ou 40ºC em condensadores projetados para climas tropicais). Uma das limitações da condensação a ar é o aquecimento indesejável do ambiente de trabalho que pode ocorrer quando a instalação é feita em um galpão com pouca ventilação. Entretanto, a facilidade de limpeza do condensador e o fato de prescindir da instalação de tubulações de água industrial tornam esta opção muito atraente. Uma variante da condensação a ar é representada pelas unidades tipo split. Nesta forma construtiva o condensador e os ventiladores são instalados ao tempo em um local bem ventilado. Um outro gabinete contendo o restante dos componentes é posicionado próximo do ponto de consumo de água gelada. A interligação entre as duas partes, que podem estar a uma distância de até 10 metros, é feita pela própria Mecalor. A beleza desta solução é que os componentes que necessitam de manutenção preventiva estão próximos ao operador, enquanto o calor e o ruído gerados pelo conjunto condensador-ventiladores são eliminados em um lugar apropriado.

Uma outra forma de transferir o calor gerado pelos condensadores é direcionar o ar quente para fora do galpão. O ar quente ao ser descarregado para o ambiente externo por meio de um duto gera uma corrente de ar de fora para dentro que tem o efeito desejável de ventilação. A Mecalor fornece um duto dimensionado especialmente para aproveitar a tendência do ar quente a subir e desta forma evitar sobrecarrega nos ventiladores do condensador.

Nas unidades com condensação a água o trocador aletado é substituído por um trocador de calor tipo cascoe- tubo. A água escoa dentro de tubos e o gás refrigerante do lado do casco. A água aquecida que sai do trocador de calor precisa retornar à sua temperatura inicial. Esta função é exercida normalmente por uma torre de resfriamento. As principais vantagens das unidades com condensação a água são: (a) são menos sensíveis á variação da temperatura ambiente, já que uma torre de resfriamento bem dimensionada produz água com temperatura abaixo de 30ºC mesmo nos dias mais quentes e (b) não aquecem o ambiente em que estão instaladas. Entretanto, a limpeza do condensador é mais trabalhosa e requer pessoal de manutenção treinado. Além disto, a necessidade de uma rede de água industrial, tratamento químico da água da torre de resfriamento, troca periódica da água contaminada e reposição contínua de cerca de 4% da vazão recirculada são inconvenientes que precisam ser considerados.

O DryCooler é uma alternativa para o resfriamento de água de condensação, na qual a água escoa dentro dos tubos de cobre e o calor é extraído pelo ar ambiente impulsionado por ventiladores através de uma serpentina aletada. Esta opção tem suscitado bastante atenção como alternativa às torres de resfriamento convencionais, pois é um sistema fechado, não consome água nem requer um tratamento de água sofisticado. Entretanto, o seu custo elevado e o fato de ser mais adequado para manter a água entre 35ºC e 40ºC – mesmo com um sistema de nebulização de água nos dias quentes – limita um pouco a sua aplicação.

Atualmente, acreditamos que as opções de condensação a ar, incluindo as unidades tipo split, devem ser priorizadas sempre que possível. O DryCooler permanece uma opção muito atraente para o resfriamento de circuitos hidráulicos de injetoras e sopradoras de plástico e outras aplicações onde a temperatura da água de 35ºC a 40ºC é aceitável. Para unidades de condensação a água a utilização de DryCooler é uma boa opção porém, deve ser analisada caso a caso para evitar problemas de pressão excessiva nos compressores.

Reconhecemos que não há regras gerais aplicáveis a todos os casos. Por isto, não hesite em contatar o nosso Departamento de Engenharia de Aplicações para esclarecer suas dúvidas ou compartilhar conosco as suas experiências. Tenha sempre a confiança de que as nossas ações são sempre orientadas para oferecer aos clientes a opção que apresenta o melhor custo-benefício.

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