Calcular a capacidade de um chiller é fundamental para atender às necessidades de refrigeração em aplicações específicas, seja para ar-condicionado ou processos industriais, como o resfriamento de máquinas. Este guia explica como realizar esses cálculos manualmente e como usar ferramentas automatizadas para simplificar o processo.
Fórmula Básica para o Cálculo da Capacidade de um Chiller
A capacidade de um chiller pode ser calculada utilizando a fórmula:
Capacidade do Chiller (Kcal/h) = 1000 × Ce × Q × (Te – Ts)
Onde:
- Ce: Calor específico da água (1 Kcal/Kg°C).
- Q: Vazão da água.
- Te: Temperatura de entrada da água no chiller.
- Ts: Temperatura de saída da água no chiller.
Essa fórmula serve como base para determinar a capacidade em diferentes aplicações.
Cálculo para Ar-Condicionado
Quando o chiller é utilizado para ar-condicionado, é essencial determinar a carga térmica do ambiente a ser resfriado. Os principais fatores incluem:
- Dimensões do ambiente: comprimento, largura e altura média.
- Número máximo de ocupantes.
- Fontes internas de calor: equipamentos ou iluminação.
- Condições térmicas externas: tetos, paredes ou janelas expostos ao sol.
Ferramentas automatizadas podem ser usadas para calcular a capacidade em:
- BTU/h
- Quilocalorias (Kcal/h)
- Toneladas de Refrigeração (TRF)
- Quilowatts (KW)
Cálculo para Refrigeração de Máquinas
Em processos industriais, os requisitos principais são:
- Vazão da água: medida em litros/minuto, galões/minuto ou metros cúbicos/hora.
- Temperaturas da água: na entrada e na saída do chiller.
Exemplo de cálculo (Sistema Internacional de Unidades):
- Dados iniciais:
- Vazão da água: 18 m³/h
- Temperatura de entrada: 14°C
- Temperatura de saída: 8°C
- Passo 1: Calcular a diferença de temperatura.
- ΔT = Te – Ts = 14°C – 8°C = 6°C
- Passo 2: Determinar o calor total necessário.
- Calor Total (Kcal/Kg) = Ce × ΔT = 1 × 6 = 6 Kcal/Kg
- Passo 3: Calcular a taxa de fluxo de massa da água.
- Fluxo de Massa = 5 L/s × 1 Kg/L = 5 Kg/s
- Passo 4: Calcular a potência do chiller.
- Potência (Kcal/s) = 6 × 5 = 30 Kcal/s
- Convertendo para unidades convencionais:
- 108.000 Kcal/h
- 427.680 BTU/h
- 35,7 TRF
- Passo 5: Aplicar um fator de segurança (20%).
- Potência Final = 35,7 TRF × 1,2 = 42,84 TRF
Cálculo de Bombas para Sistemas de Chiller
As bombas em sistemas de chiller são classificadas como:
- Bombas primárias: Alimentam água diretamente ao chiller.
- Bombas secundárias: Distribuem água para a aplicação.
Parâmetros principais a considerar:
- Vazões mínima e máxima da água.
- Pressão mínima e máxima.
- Eficiência em diferentes pontos de operação.
Ferramentas Automatizadas de Cálculo
Com uma calculadora automática, basta inserir os valores de:
- Vazão da água: em litros, galões ou metros cúbicos por minuto ou hora.
- Temperatura da água: na entrada e na saída.
Os resultados incluem a potência do chiller em:
- Quilowatts (KW)
- Toneladas de Refrigeração (TRF)
- TRF com fator de segurança de 20%
