Os resfriadores industriais-muitas vezes chamados coloquialmente de unidades de refrigeração, máquinas de-água gelada ou unidades de resfriamento-devem seu nome devido à ampla aplicação em vários setores. Seu princípio de funcionamento central depende do ciclo de refrigeração por compressão de vapor, um sistema que compreende componentes principais, como compressor, evaporador, condensador e dispositivos de medição. Além disso, os chillers de absorção utilizam água como refrigerante, conseguindo um efeito de resfriamento através da forte afinidade entre a água e uma solução de brometo de lítio.
No processo de refrigeração por compressão de vapor, o refrigerante líquido absorve calor à medida que vaporiza, enquanto o vapor libera calor à medida que condensa, completando assim o ciclo de refrigeração. No contexto da tecnologia de refrigeração, o processo de evaporação refere-se à transformação do refrigerante líquido em estado gasoso ao atingir o ponto de ebulição; este processo requer a absorção de energia térmica do ambiente e é, portanto, uma reação endotérmica. A temperatura na qual essa evaporação ocorre é conhecida como temperatura de evaporação. Por outro lado, o processo de condensação envolve o resfriamento do vapor até sua temperatura de saturação (ou abaixo), resultando em sua transformação de volta ao estado líquido.
Uma compreensão detalhada desse processo pode ser obtida examinando seu fluxograma. Esses tipos de chillers utilizam o ciclo de refrigeração por compressão de vapor para obter efeitos de resfriamento altamente eficientes por meio da operação sinérgica de componentes-chave, como compressor, evaporador e condensador. Além disso, o papel do sistema-de refrigeração a ar não pode ser negligenciado, pois garante que os requisitos de dissipação de calor do chiller sejam atendidos durante a operação, garantindo assim a estabilidade e longevidade do equipamento.
O princípio de funcionamento dos chillers resfriados-a água difere daquele dos chillers resfriados-a ar. Eles também utilizam um evaporador de casco-e-tubo para facilitar a troca de calor entre a água e o refrigerante. Depois que o sistema refrigerante absorve a carga térmica da água-reduzindo assim a temperatura da água e produzindo água gelada-o compressor transmite esse calor para um condensador de casco-e-de tubo. Aqui, o refrigerante e a água realizam uma segunda troca de calor, em que a água absorve o calor. Posteriormente, este calor é transportado através de tubagem de água para uma torre de arrefecimento externa, onde é finalmente dissipado no ar circundante (através de arrefecimento de água).
A seguir, vamos examinar mais detalhadamente o ciclo de refrigeração de um chiller-resfriado a água. Primeiro, o compressor aspira o gás refrigerante de baixa-temperatura e baixa-pressão que acabou de passar pelo resfriamento evaporativo; em seguida, ele comprime esse gás em um estado de alta-temperatura e alta-pressão antes de descarregá-lo no condensador. Dentro do condensador, o gás de alta-temperatura e{8}}pressão alta sofre resfriamento e subsequentemente se condensa em um líquido de alta-pressão em temperatura ambiente. Esse líquido então flui para uma válvula de expansão térmica, onde, após um processo de estrangulamento, ele se transforma em vapor úmido de baixa-temperatura e baixa-pressão. Esse vapor úmido entra em um evaporador-e{15}}tubo, onde absorve o calor da água gelada que circula dentro do evaporador, diminuindo assim a temperatura da água. O refrigerante, tendo completado a sua evaporação, é novamente aspirado para o compressor para iniciar um novo ciclo de refrigeração.
Além disso, o resfriador incorpora outros componentes essenciais-como o evaporador, o condensador e a válvula de expansão-que, coletivamente, constituem o sistema de refrigeração fundamental. Para melhorar ainda mais o desempenho da refrigeração, a unidade também é equipada com vários dispositivos auxiliares, incluindo válvulas solenóides de linha-de líquido, visores, filtros secadores de linha-de líquido e controladores de pressão-alta/baixa. A interação sinérgica destes componentes garante que o chiller opere com alta eficiência e estabilidade.
