Sistemas de Água Gelada (CAG): Guia Completo

Os sistemas de água gelada (também chamados de CAG — Central de Água Gelada ou chilled water systems) são a solução preferida para climatização de grandes edificações: indústrias, hospitais, shopping centers, data centers e edifícios corporativos de grande porte.

Neste guia, explicamos como funcionam, quando usar, e os principais componentes de um sistema de água gelada bem projetado.

Como Funciona um Sistema de Água Gelada?

O princípio é simples: um chiller (resfriador de líquidos) produz água gelada (tipicamente 5-7°C) que é distribuída por tubulações até os ambientes climatizados. Lá, fancoils ou UTAs (Unidades de Tratamento de Ar) trocam calor com o ar ambiente.

Componentes Principais

1. Chillers (Resfriadores)

O coração do sistema. Tipos principais:

• Chillers a ar — Condensação a ar, instalação externa. Mais simples, mas menor eficiência em climas quentes.
• Chillers a água — Condensação em torre de resfriamento. Maior eficiência, ideal para grandes cargas.
• Chillers centrífugos — Para cargas acima de 300 TR, alta eficiência (COP > 6).
• Chillers scroll/parafuso — Para cargas de 30-300 TR, boa relação custo-benefício.

2. Torres de Resfriamento

Rejeitam o calor do condensador para a atmosfera através de evaporação. Essenciais para chillers a água.

3. Bombas de Água Gelada

• Bombas primárias — Circulam água pelo chiller (vazão constante)
• Bombas secundárias — Distribuem para os ambientes (vazão variável com VFD)

4. Fancoils e UTAs

• Fancoils — Unidades compactas para ambientes individuais (escritórios, quartos)
• UTAs — Unidades maiores com tratamento de ar (filtragem, umidificação, ar externo)

5. Sistema de Automação (BMS)

Controla temperaturas, pressões, vazões e otimiza consumo de energia.

Quando Usar Água Gelada?

Critério	Água Gelada	Expansão Direta (Split/VRF)
Carga térmica	> 100 TR (recomendado)	< 100 TR
Distância chiller-ambiente	Ilimitada (água em tubulação)	Limitada (refrigerante)
Vida útil	20-25 anos	12-15 anos
Eficiência em carga parcial	Excelente (com VFD)	Boa
Manutenção centralizada	Sim (CAG)	Distribuída
Custo inicial	Maior	Menor
Custo operacional	Menor (economia de escala)	Maior

Nossos Projetos de Água Gelada

Confira alguns projetos de CAG que executamos:

• Geolab Site I — Central de água gelada com 1.500 TR de capacidade, 3 chillers centrífugos em paralelo, torres de resfriamento e sistema de bombeamento primário/secundário.
• Geolab Site II — CAG de 900 TR com chillers de parafuso e VFD em bombas para otimização energética. Atende 8.000 m² de salas limpas.
• ESAF Brasília — Sistema híbrido com Chiller/Fancoil (870 TR) + VRF-Split (350 TR) para 18.500 m² da Escola de Administração Fazendária.
• Brainfarma Injetáveis — Sistema de expansão indireta com 180 TR, fancoils para salas limpas com controle individual de temperatura.
• Brainfarma COSMED — CAG de 160 TR para produção de dermocosméticos.
• ESAF Brasília — Central de água gelada para edifício governamental, com redundância N+1.

Dimensionamento: Fatores Críticos

1. Carga térmica — Cálculo preciso com software (HAP, Trace 700)
2. Perfil de carga — Variação ao longo do dia/ano
3. Redundância — N+1 para operações críticas
4. Delta T — Diferencial de temperatura (típico: 5-7°C)
5. Perda de carga — Dimensionamento de tubulação e bombas
6. Expansão futura — Prever crescimento de 20-30%

Eficiência Energética

Estratégias para reduzir consumo:

• VFD em bombas e ventiladores — Economia de 30-50% em carga parcial
• Chillers com compressor de velocidade variável
• Free cooling — Usar ar externo frio quando disponível
• Reset de setpoint — Aumentar temperatura da água gelada em carga parcial
• Otimização de torres — Approach e range adequados