Máquinas de gelo industriais refrigeradas a ar versus refrigeradas a água: qual é a melhor?

Introdução

Na área de processamento de alimentos, as máquinas de gelo industriais são utilizadas em supermercados, restaurantes e hotéis, processamento de peixes e carnes, abatedouros de aves, etc., para garantir a qualidade e a integridade dos produtos. A conservação de produtos perecíveis depende de equipamentos industriais que fornecem gelo de acordo com as diversas normas de temperatura específicas do setor. Ao adquirir uma máquina de gelo industrial, os compradores devem escolher, em primeiro lugar, entre sistemas de refrigeração a ar e sistemas de refrigeração a água.

O objetivo deste artigo é proporcionar uma compreensão dos sistemas industriais de máquinas de gelo, apresentando uma comparação detalhada entre as tecnologias de refrigeração a ar e a água em termos de eficiência energética e responsabilidade ambiental, bem como das necessidades de manutenção e possibilidades de operação para diversas aplicações comerciais. Ao analisar essas características, as empresas podem tomar decisões mais bem fundamentadas.

Entendendo os Sistemas de Refrigeração de Máquinas de Gelo

As máquinas de gelo removem o calor do processo realizando duas operações distintas de eliminação de calor.

Máquinas de gelo refrigeradas a ar

O ar ambiente atua como fonte de resfriamento para máquinas de gelo refrigeradas a ar, resfriando as serpentinas do condensador durante a absorção do calor pelo fluido refrigerante durante a produção de gelo. O calor escapa para o ambiente através de ventiladores que movimentam o ar sobre as serpentinas do condensador. O funcionamento dessas máquinas segue o mesmo princípio dos condicionadores de ar, utilizando ar em vez de água para manter a refrigeração. As técnicas de instalação desses equipamentos são mais simples e econômicas, pois não necessitam de suprimento de água ou torres de resfriamento. Em altas temperaturas ambientes, a capacidade de refrigeração de sistemas de alta eficiência diminui devido ao aumento da temperatura do ar. Os sistemas refrigerados a ar funcionam de forma eficiente quando utilizados em regiões com ventilação adequada e temperaturas médias (Koeller & Hoffman, 2008).

Máquinas de gelo refrigeradas a água

O funcionamento de máquinas de gelo refrigeradas a água depende da água para absorver o calor do fluido refrigerante que circula pelas serpentinas do condensador. A água transporta o calor gerado para longe da máquina de gelo, utilizando torres de resfriamento ou dispositivos de troca de calor. A operação em climas mais quentes torna-se mais eficiente com o uso da água, pois a capacidade térmica da água excede a do ar. O sistema refrigerado a água opera com capacidade de resfriamento constante em todas as faixas de temperatura, sendo, portanto, ideal para áreas de uso intenso. Os custos operacionais dos sistemas refrigerados a água são mais elevados devido à necessidade de um fornecimento constante de água. As máquinas refrigeradas a água representam desafios ambientais para a disponibilidade hídrica devido aos seus elevados níveis de consumo, diminuindo assim sua aplicabilidade em áreas secas (Energy, 2021).

Eficiência e desempenho

O nível de desempenho das máquinas de gelo depende de sua estrutura e das condições operacionais circundantes (EasyIce, 2024).

• Os ventiladores das máquinas de gelo refrigeradas a ar transferem a energia térmica das serpentinas do condensador para o ar circundante. O desempenho desses aparelhos está diretamente relacionado à temperatura do ar externo, pois condições ambientais mais quentes reduzem a capacidade de refrigeração, aumentando assim o consumo de energia. O desenvolvimento de máquinas de gelo refrigeradas a ar com certificação ENERGY STAR torna esses equipamentos 20% mais eficientes no uso da água e 10% mais eficientes em termos de consumo de energia do que os modelos básicos. A versão com eficiência energética das máquinas de gelo oferece uma economia de até US$ 75 e 700 kWh por ano, o que representa uma economia potencial de US$ 660 ao longo da vida útil do aparelho.

As máquinas de gelo refrigeradas a água utilizam água como meio de absorção de calor para as serpentinas do condensador, sendo o calor posteriormente liberado através de torres de resfriamento ou trocadores de calor. Essas máquinas mantêm uma operação estável em todas as condições climáticas, graças ao seu isolamento contra variações de temperatura ambiente. Organizações que operam torres de resfriamento durante todo o ano devem optar por essas máquinas, visto que necessitam de acesso contínuo à água, mas a fornecem diretamente às serpentinas do condensador para um desempenho ideal. Os equipamentos requerem manutenção adequada, pois o acúmulo de incrustações reduzirá sua capacidade de produção.

Impacto ambiental

A pegada ambiental das máquinas de gelo depende do seu sistema de refrigeração, porque

A eficiência hídrica é uma das principais características das máquinas de gelo refrigeradas a ar, pois elas necessitam de muito menos água para produzir gelo em comparação com outros modelos. O consumo de água das máquinas de gelo refrigeradas a ar com certificação ENERGY STAR varia entre 15 e 25 galões para produzir 100 libras de gelo, dependendo de diversos fatores (LADWP, 2024).

Apesar de consumirem menos energia, as máquinas refrigeradas a água requerem uma quantidade maior de água, o que gera preocupações ambientais. Torres de resfriamento para gerenciamento de água são equipamentos essenciais para evitar perdas significativas de água durante a operação dessas máquinas (practicegreenhealth, 2013).

Manutenção e durabilidade

Os dois sistemas têm necessidades de manutenção distintas que devem ser consideradas:

• As máquinas refrigeradas a ar exigem limpeza constante do filtro de ar e da serpentina do condensador para funcionarem com máxima eficiência. Unidades de ar condicionado localizadas em ambientes de moagem ou com presença de óleo necessitam de manutenção regular devido às suas condições de instalação (LADWP, 2024).

• Os requisitos de manutenção para máquinas refrigeradas a água envolvem verificações constantes da qualidade da água para evitar depósitos de incrustações e corrosão que possam comprometer o sistema. A máquina precisa de métodos adequados de filtragem de água, bem como soluções de tratamento para manter sua capacidade operacional e atingir a vida útil máxima (Energy, 2021).

Considerações sobre custos

Diferentemente um do outro, os preços iniciais e as despesas operacionais funcionam de maneira distinta nesses dois sistemas (Ironmountain, 2024):

De modo geral, as máquinas de gelo com refrigeração a ar são mais acessíveis do que as com refrigeração a água em todos os aspectos de custo-benefício. As unidades de refrigeração a ar têm custos iniciais e de instalação menores, além de despesas operacionais mínimas. É possível encontrar unidades a ar com preços mais baixos em comparação com outros produtos no mercado. A máquina de gelo pode operar em diversos locais, o que a torna uma opção preferencial. A compra de uma unidade com classificação Energy Star ajuda a minimizar os custos operacionais, mas o posicionamento correto da máquina de gelo é essencial para obter a máxima economia de energia.

A instalação de máquinas de gelo refrigeradas a água requer equipamentos adicionais para o seu funcionamento, o que resulta em custos de aquisição mais elevados. Certas áreas geográficas proíbem a instalação de máquinas de gelo refrigeradas a água, diminuindo assim o interesse dos fabricantes. O consumo excessivo de água durante o funcionamento torna os sistemas de refrigeração à base de água opções mais caras em comparação com as áreas de operação padrão.

Considerações regulatórias e de sustentabilidade

A seleção de uma máquina de gelo é orientada tanto por regulamentações quanto por objetivos de sustentabilidade (docs.lib.purdue.edu) (aceee.org (practicegreenhealth.org).

A implementação de máquinas com refrigeração a ar demonstra ser benéfica, pois as regiões priorizam esses sistemas, que reduzem o consumo de água, atendendo aos programas de conservação hídrica. Os programas de certificação ENERGY STAR® e outros similares priorizam os equipamentos com refrigeração a ar devido à sua superior eficiência energética (Fisher, Cowen, Karas e Spoor, 2012).

• Regiões que priorizam a conservação da água estabeleceram regras rigorosas contra o uso de máquinas refrigeradas a água, e a instalação pode exigir autorização das autoridades. É necessário consultar as diretrizes locais e realizar um estudo de impacto ambiental antes de prosseguir com a instalação.

Conclusão

A escolha entre máquinas de gelo industriais refrigeradas a ar e refrigeradas a água depende de três elementos-chave: as condições ambientais, os recursos hídricos e o tempo necessário para a manutenção. As máquinas refrigeradas a ar são fáceis de manter e ajudam a conservar água, enquanto as máquinas refrigeradas a água proporcionam economia de energia em climas adequados. As empresas precisam avaliar suas necessidades operacionais e as circunstâncias locais para decidir qual a melhor solução em termos de custo-benefício e desempenho. Confie na ICESTA, uma das principais fornecedoras de máquinas de gelo industriais , para obter soluções personalizadas que atendam às suas necessidades operacionais e ambientais.

Referências

EasyIce. (2024). A diferença entre máquinas de gelo refrigeradas a ar e refrigeradas a água. Disponível em www.easyice.com: https://www.easyice.com/difference-between-air-cooled-and-water-cooled-ice-machines/

Energia. (2021). Aquisição de máquinas de gelo refrigeradas a água com eficiência energética. Disponível em www.energy.gov: https://www.energy.gov/femp/purchasing-energy-efficient-water-cooled-ice-machines

Fisher, D., Cowen, D., Karas, A., & Spoor, C. (2012). Máquinas de gelo comerciais: o potencial para eficiência energética e resposta à demanda. Anais do Estudo de Verão da ACEEE de 2012 sobre Eficiência Energética em Edifícios.

Ironmountain. (2024). Máquina de gelo refrigerada a ar vs. máquina de gelo refrigerada a água: qual é a ideal para o seu negócio? Disponível em ironmountainrefrigeration.com: https://ironmountainrefrigeration.com/2024/12/18/air-cooled-vs-water-cooled-ice-machine/

Koeller, J., & Hoffman, H. (2008). Avaliação de Potenciais Melhores Práticas de Gestão - Máquinas de Gelo Comerciais. Disponível em calwep.org: https://calwep.org/wp-content/uploads/2021/03/Commercial-Ice-Makers-PBMP-2008.pdf

LADWP. (2024). Economize água com máquinas de gelo refrigeradas a ar. Disponível em www.ladwp.com: https://www.ladwp.com/publications/newsletters/articles/save-water-air-cooled-ice-machines

practicegreenhealth. (2013). Considerações ambientais sugeridas para máquinas de gelo e bebedouros. Disponível em practicegreenhealth.org/: https://practicegreenhealth.org/sites/default/files/2019-03/suggested_environmental_considerations_for_ice_machines_and_water_coolersv4.pdf