Calculadora de capacidade de chiller e vazão de água gelada (preliminar)

Como definir a capacidade do resfriador de líquido?

O resfriador de líquido retira o calor de um edifício por meio de água gelada e o rejeita ao ambiente externo. A capacidade atende à maior carga de resfriamento simultânea. Como os picos dos ambientes ocorrem em horários diferentes, essa carga é menor que a soma dos picos. A razão entre elas é o fator de simultaneidade:

Q = Q_p × e × (1 + s)

A capacidade é expressa em kW ou toneladas de refrigeração (TR): 1 TR = 3,517 kW = 12.000 BTU/h.

Vazão de água gelada

O calor transportado pela água é Q = ρ × c_p × V × Δt. Assim, V = Q / (ρ × c_p × Δt). No regime usual de 7/12 °C, a diferença é de 5 K e exige cerca de 0,172 m³/h por kW. Uma diferença maior reduz a vazão, o diâmetro dos tubos e a potência de bombeamento. Nas unidades dos EUA, o mesmo balanço fornece os conhecidos 2,4 gpm por tonelada para 10 °F.

Exemplo

Com soma dos picos de 500 kW, simultaneidade de 90 % e margem de 10 %, a capacidade necessária é 500 × 0,9 × 1,1 = 495 kW, ou 141 TR. Com 5 K, a vazão de água gelada é de 85 m³/h. Para COP de 3, o compressor consome 165 kW e o condensador rejeita 660 kW.

Lado do condensador

O resfriador de líquido rejeita o calor retirado mais o trabalho do compressor: Q_cond = Q × (1 + 1 / COP). Em instalações resfriadas a água, a torre e a bomba de água do condensador são dimensionadas para esse calor. Para encontrar a vazão, insira esse valor no lugar da capacidade na segunda aba.

Sistemas com glicol

A adição de glicol contra congelamento reduz o calor específico. É necessária maior vazão para transportar o mesmo calor e a perda de carga aumenta. Insira a massa específica e o calor específico da mistura na temperatura de operação, conforme os dados do fabricante.

Limites

Esta é uma estimativa preliminar. Cálculo de carga, eficiência em carga parcial, condições ambientais, redundância e número de máquinas exigem análise de engenharia.

Perguntas frequentes

Como calcular a vazão de água gelada a partir de kW?

Com capacidade de exemplo de 100 kW, diferença de temperatura de 5 K, massa específica de 999,7 kg/m³ e calor específico de 4,19 kJ/(kg·K), o balanço térmico fornece 17,19 m³/h. Esta estimativa preliminar exclui calor da bomba e ganhos nas tubulações. Misturas com glicol exigem suas próprias propriedades.

Calcular com estes valores