Definição de resfriamento livre: resfriamento livre, também conhecido como modo economizador, refere -se à capacidade de um sistema de resfriamento de utilizar baixas temperaturas do ar ambiente para ajudar ou lidar totalmente com a carga de resfriamento sem envolver o ciclo de refrigeração mecânica. Esse processo elimina ou reduz o uso de componentes intensivos em energia, como compressores, alcançando assim uma economia substancial de energia e a eficiência operacional durante as condições do clima frio. Nesse modo, o ar frio externo é usado como um dissipador de calor natural para remover o calor da água refrigerada ou processar o fluido através de sistemas de troca de calor direto ou indiretos.

Refrigerado a ar versus resfriado a água Chillers : A capacidade dos chillers de executar o resfriamento livre depende significativamente se o sistema é refrigerado a ar ou resfriado a água. Os chillers resfriados a água combinados com torres de resfriamento são tipicamente mais adaptáveis ​​a estratégias de refrigeração gratuitas através de trocadores de calor de placas e circuitos de ignição. No entanto, os modernos chillers refrigerados ao ar também podem ser equipados com bobinas de resfriamento gratuitas integradas ou refrigeradores secos que facilitam o resfriamento indireto livre. Cada configuração oferece vantagens diferentes-os sistemas resfriados a água geralmente oferecem maior eficiência e potencial de resfriamento livre, enquanto as versões refrigeradas ao ar requerem menos infraestrutura de água e são mais simples de manter.

Condições sazonais Requisito: Para que o resfriamento livre seja ativado efetivamente, a temperatura do ar ambiente deve ser significativamente menor que a temperatura de retorno da água refrigerada ou do fluido do processo. O resfriamento livre se torna viável quando as temperaturas externas são de pelo menos 5 ° C a 10 ° C abaixo da temperatura do fluido. Por exemplo, se a temperatura de retorno da água refrigerada for de 15 ° C, o resfriamento livre pode começar a contribuir quando a temperatura ambiente cair abaixo de 10 ° C. Quanto mais frio o ar ambiente, mais eficaz será o processo de resfriamento livre e mais energia do compressor pode ser deslocada ou evitada por completo.

Design de chiller híbrido: Alguns chillers são projetados como sistemas híbridos, o que significa que eles combinam funções de refrigeração mecânica e refrigeração livre em uma única unidade integrada. Esses chillers fazem a transição automaticamente entre os modos de operação com base nas condições de temperatura externa e nos requisitos de carga do sistema. Durante o clima suave, o sistema pode ser executado no modo de resfriamento livre parcial, onde os compressores operam com carga reduzida, enquanto em estações mais frias, pode mudar para o modo de resfriamento livre completo, onde os compressores são completamente ignorados. Os chillers híbridos oferecem uma solução altamente adaptável para instalações que experimentam amplas flutuações sazonais de temperatura.

Economia de energia: O principal benefício do uso de resfriamento livre é a redução substancial no consumo de energia elétrica, especialmente durante os meses de outono, inverno e início da primavera. Ao reduzir ou eliminar a necessidade de operação do compressor, as instalações podem diminuir as cobranças de demanda de pico e os custos operacionais. Estudos mostraram que as instalações em climas temperados ou frios podem atingir até 30% a 50% de economia anual de energia usando chillers de refrigeração gratuitos. Como os compressores são componentes mecânicos sujeitos a desgaste, a redução do tempo de execução prolonga sua vida operacional, diminuindo as despesas de manutenção e reposição a longo prazo.

Tipos de integração gratuita de refrigeração: existem três métodos principais para integrar o resfriamento livre em sistemas de chiller. Primeiro, os economizadores diretos do lado do ar trazem ar frio ao ar livre diretamente para o sistema de distribuição de ar da instalação, adequado para aplicações de HVAC. Segundo, os economizadores indiretos do lado da água usam torres de resfriamento externas e trocadores de calor para transferir calor do circuito de água refrigerada para o ar ambiente sem misturar a corrente aérea. Terceiro, bobinas de resfriamento livre integradas, frequentemente usadas em chillers refrigerados a ar, circula fluido à base de glicol através de bobinas que rejeitam o calor diretamente ao ar ambiente sem envolver os compressores. A seleção do método de integração depende do tipo de instalação, infraestrutura existente e zona climática.