Diferença Entre Torres De Resfriamento E Chillers E Controle Da Qualidade Da Água Usada
Por Cristiane Rubim
Edição Nº 99 - Julho/Agosto de 2019 - Ano 18
Não é possível comparar torres de resfriamento e chillers porque são produtos conceitualmente muito diferentes que atendem aplicações de temperaturas diferentes – afirma Marcelo Zimmaro, diretor comercial da Mecalor
Não é possível comparar torres de resfriamento e chillers porque são produtos conceitualmente muito diferentes que atendem aplicações de temperaturas diferentes – afirma Marcelo Zimmaro, diretor comercial da Mecalor. "Apesar de ambos serem resfriadores de água, o processo deles é diferente" – complementa Edison Ricco Júnior, da engenharia de aplicação da Apexfil. Então, as torres de resfriamento e chillers são diferentes no conceito, no processo e na temperatura das aplicações e processos que atendem. E com o controle adequado da qualidade da água usadas neles, estes equipamentos ficam protegidos e conservados.
A torre de resfriamento, também chamada de torre de refrigeração ou torre de arrefecimento, remove calor, ou seja, transfere calor residual do processo para a atmosfera. "As torres de resfriamento utilizam a evaporação da água para remover o calor de processo e resfriar o fluido de trabalho para perto da temperatura desejada" – diz Ricco Júnior.
O resfriamento nas torres abertas se baseia em evaporação da água, feita por meio de ventiladores que sopram o ar ambiente em contracorrente com a água. "Durante este processo, grande parte da água em circulação é perdida, seja pela evaporação em si, seja pelo arraste de gotas devido à velocidade do ar imposta pelo ventilador, podendo chegar até 4% da vazão de água" – relata Zimmaro.
As torres são muito utilizadas para resfriamento de águas provenientes de processos industriais. E os tamanhos das torres são variados e dependem do volume que se deseja resfriar, desde pequenas unidades até gigantescas estruturas. "Toda água que sofre troca térmica é considerada água industrial. A torre de resfriamento é uma coluna que faz a transferência tanto da massa quanto do calor, permitindo grande área de contato entre as suas correntes. Seu baixo consumo de energia gera redução de custos na operação" – ressalta Ricco Júnior.
O chiller, que tem circuito fechado, é o equipamento principal de um sistema de água gelada. "Os chillers refrigeram a água que circula pelo sistema. A água gelada produzida por eles, na maioria das aplicações, circula por uma rede de evaporadores. A água gelada gerada tem por finalidade resfriar o ar, produtos ou equipamentos de acordo com a aplicação e conforme a necessidade de cada processo" – explica Ricco Júnior.
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Temperaturas
As torres resfriam a água ou outro fluido acima da temperatura de bulbo úmido – medida que reflete as propriedades físicas da evaporação da água no ar que consome calor, causando resfriamento. Já o chiller gera água gelada, numa temperatura abaixo do bulbo úmido, e dependendo do fluido utilizado, abaixo de 0°C. "Em sistemas com condensação da água, por exemplo, as torres trabalham em conjunto com o chiller, sendo responsável pelo resfriamento da água de condensação, impactando diretamente no bom funcionamento do chiller" – salienta o engenheiro Bruno Bonaldi, coordenador de vendas da Evapco.
A diferença quanto à temperatura está no fato de que as torres trabalham com aplicações de temperaturas mais altas e os chillers atuam com processos que necessitam de temperaturas mais baixas. "As torres de resfriamento são projetadas para gerar água industrial em processos onde a temperatura seja maior do que 29°C, por exemplo, o resfriamento de sistemas hidráulicos, onde os trocadores de calor querem manter óleo abaixo de 45°C. O chiller é um resfriador que gera água gelada na faixa de 5ºC a 25°C para variados processos, desde centrais de ar condicionado até moldes de injetoras de peças plásticas" – explica Zimmaro.
Nestes processos que o Chiller atua, é necessária água bem gelada. Por isso, a torre de resfriamento não é aplicável. "Para alcançar este range de temperatura, é preciso um circuito frigorífico composto por compressor, evaporador, condensador e válvula de expansão, que utiliza contendo algum tipo de refrigerante, no caso da Mecalor, o R-410A. No chiller, o circuito é fechado e não há evaporação de água, portanto, não há consumo e o controle de qualidade da água é muito mais fácil" – ressalta.
Como substituto da torre de resfriamento convencional, a Mecalor criou o DryCooler, que tem a mesma finalidade, água industrial acima de 30°C. O DryCooler atua de maneira muito mais eficiente através de trocadores de calor e ventiladores, onde o consumo de água é bem reduzido, baixo consumo de energia e melhor controle da qualidade de água" – destaca Zimmaro.
Agora, no caso de a torre ter uma performance deficiente, ela gera trabalho adicional no chiller, o que aumenta o consumo elétrico. Para garantir a performance do sistema como um todo conforme especificado, sem gastos adicionais de energia elétrica, Bonaldi cita que a Vapco atua de forma global com a certificação de performance do CTI dentro do Programa STD-201.
Filtros utilizados
Os principais filtros usados são os de partículas, que, conforme o caso, podem variar de 100 micra até 800 micra. "Tanto para chillers quanto DryCoolers, por serem circuitos fechados, temos utilizado filtros de discos ranhurados com graus de 140 micra. Além disso, são colocados vários filtros em paralelo com válvulas na entrada e saída para permitir manutenção com o sistema em funcionamento. No caso das torres de resfriamento, a filtragem se torna mais complexa e varia conforme o tipo de água de alimentação, normalmente com graus de filtração maiores para evitar rápida saturação" – avalia Zimmaro.
As torres de refrigeração, em muitos casos, são abertas e podem captar folhas e partículas advindas do processo produtivo. "Por isso, é muito comum a instalação de filtros tipo Y de grande porte, ou até mesmo filtros cestos, dependendo do acesso e utilização. Já os Chillers são mais compactos e grande parte em sistemas fechados, sendo aplicados filtros tipo cestos ou bag" – diz Ricco Júnior.
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Limpeza e controle
Periodicamente, é necessário realizar procedimentos de limpeza e desinfecção preventiva das torres de refrigeração e dos condensadores evaporativos para evitar possíveis contaminações que ocorreram durante a montagem e instalação do equipamento ou quando o equipamento esteve em parada por período maior para manutenção. "No caso de suspeita de contaminação bacteriana, deve-se fazer limpeza e desinfecção, utilizar cloro residual livre e anticorrosivos compatíveis com cloro e biodispersantes em quantidade adequada, verificando o pH da água e limpar as superfícies, eliminando incrustações no equipamento" – adverte Ricco Júnior.
Outro fator importante, segundo ele, é o gerenciamento dos riscos biológicos, que inclui planejamento, identificação, análise, planejamento de respostas, controle de riscos e comunicação. "É preciso conhecer as condições perigosas, fazer uma classificação de riscos e, em um segundo momento, gerenciá-los por meio de controles efetivos" – aponta.
O problema de crescimento biológico e legionella é mais latente nas torres de resfriamento convencionais abertas, pois a temperatura de 29ºC a 30°C e o contato com a atmosfera é ambiente propício para a multiplicação de microrganismos. "Para estes casos, é necessário um controle muito rigoroso com fungicidas e outros, o que é um desafio, já que a torre evapora água constantemente, o que obriga adição constante de água possivelmente não tratada ao circuito. As torres de resfriamento abertas precisam passar por purga periódica para a limpeza dos sedimentos conforme o caso, o que requer também um grande cuidado com o meio ambiente. Já a corrosão pode ser evitada com inibidores químicos na dosagem correta" – analisa Zimmaro.
Todos estes problemas precisam ser enfrentados e passar por uma avaliação personalizada, porque dependem dos materiais em contato com a água, da qualidade da água de reposição, da temperatura e da aplicação no processo. A Mecalor trabalha junto com empresa especializada em tratamento químico para que faça uma análise das amostras de água de seus clientes e a Mecalor possa propor a melhor solução para cada caso.
"No caso dos chillers e do DryCooler, é muito menos crítico por serem circuitos fechados, mas o tratamento também é necessário, porém, a frequência de limpeza, a quantidade de produtos químicos e a perda de água são muito menores" – afirma o diretor comercial da Mecalor. Já nas torres de refrigeração, além do consumo excessivo de água no processo de evaporação feita com ventiladores citado acima, "há grande dificuldade em manter as condições de qualidade de água e concentração de produtos químicos utilizados em seu tratamento" – explica Zimmaro.
Por isso, o maior problema nas torres de resfriamento é a ausência de tratamento da água, segundo Bonaldi, para o qual o cliente deve contratar empresa especializada neste segmento. "Com o controle apropriado da qualidade da água, os riscos como corrosão, incrustação, crescimento biológico, entre outros, serão eliminados e o sistema preservado" – orienta.
Como outras soluções, a Evapco utiliza a chamada Orla Marítima, pintura especial para ambientes agressivos que consiste num epóxi de alta espessura aplicado nas partes interna e externa dos equipamentos, o que garante vida útil mais longa. Já para ambientes bem agressivos, a Evapco conta com equipamentos construídos totalmente em aço inoxidável.
Contato das empresas
Apexfil: www.apexfil.com.br
Evapco: www.evapco.com.br
Mecalor: www.mecalor.com.br
