Fancoil é o condicionador de ar que resfria o ambiente usando a água gelada produzida por um chiller. Ele reúne uma serpentina, por onde passa a água, e um ventilador, que força o ar através dela.
A escolha depende da capacidade, da vazão de água, do tipo de distribuição do ar e do controle.
O fancoil não funciona sozinho. Ele é a ponta de um sistema de água gelada que inclui chillers, bombas, tubulação e controles.
Comprar o fancoil sem conhecer as temperaturas e a vazão de água que o sistema entrega é a principal causa de equipamentos que não atingem a capacidade prevista.
O que é fancoil?
Fancoil é um condicionador de ar com serpentina de resfriamento que usa água gelada e um ventilador para circular o ar. A definição é do glossário do volume II do Manual sobre Sistemas de Água Gelada, publicado pelo Ministério do Meio Ambiente (MMA) em 2017.
Segundo o manual, o ar resfriado pode seguir por uma rede de dutos ou ir direto ao ambiente.
Nesse caso, sai por um plenum, a câmara de ar ligada à saída do ventilador. O controle pode ir de um termostato no ambiente até uma malha completa de automação. O nome vem do inglês fan (ventilador) e coil (serpentina).
Na prática, o termo aparece escrito de várias formas: fancoil, fan coil e fan-coil. Todas se referem ao mesmo equipamento. Na plataforma, os modelos para climatização aparecem como ar-condicionado fan coil.
Qual a diferença entre chiller e fancoil?
O chiller produz a água gelada, e o fancoil usa essa água para resfriar o ar do ambiente. O chiller fica na central de água gelada (CAG), em geral em casa de máquinas ou área externa; os fancoils ficam perto dos ambientes atendidos, ligados à central por tubulação.
Um trabalho de conclusão de curso da Universidade de Brasília (UnB, 2013) descreve essa divisão.
Os fancoils devem ficar próximos dos ambientes condicionados para reduzir as perdas de carga nos dutos de ar. A tubulação conduz a água gelada da CAG até eles, e a rede de dutos leva o ar resfriado até os ambientes.
A separação tem um efeito de segurança. O manual do MMA usa a classificação da ABNT NBR 16069, sobre segurança em sistemas frigoríficos, na edição de 2010. Por ela, o chiller é um sistema de baixa probabilidade.
Um vazamento de fluido refrigerante não atinge a área ocupada, porque só água circula pelos fancoils. Já sistemas split e de vazão de refrigerante variável (VRF) levam o fluido refrigerante até o ambiente e são classificados como de alta probabilidade.
Como funciona o sistema de água gelada
O sistema funciona em dois circuitos de água. No primeiro, as bombas levam a água gelada do chiller até os fancoils. A água retira calor do ar na serpentina, volta mais quente e retorna ao chiller para ser resfriada de novo.
No segundo, presente nos chillers com condensação a água, outra bomba leva o calor do chiller até as torres de resfriamento.
O volume I do manual do MMA descreve três arranjos de distribuição da água gelada, com consumos de energia diferentes. A tabela resume as características de cada um.
| Arranjo | Como controla a vazão nos fancoils | Efeito no consumo, segundo o MMA |
|---|---|---|
| Circuito único com válvulas de 3 vias | Desvia a água que o fancoil não usa; a vazão total fica constante | Bombas sempre na vazão total; maior consumo |
| Circuito único com válvulas de 2 vias e bypass | Fecha a válvula do fancoil; o bypass mantém a vazão nos chillers | Melhor que o anterior, mas as bombas seguem em vazão total |
| Circuito primário e secundário | Bombas primárias com vazão constante nos chillers; secundárias com inversor de frequência para os fancoils | Consumo anual de energia até 30% menor que os anteriores |
O manual alerta para a chamada síndrome de baixo ΔT, em que a água volta dos fancoils pouco mais quente do que saiu.
Ela indica vazão excessiva e pode ter origem em projeto, instalação, operação ou manutenção. O efeito é um sistema que gasta mais energia e não controla bem a temperatura.
Termoacumulação: água gelada produzida antes do uso
Em alguns sistemas, a água gelada ou o gelo são produzidos e armazenados antes do uso. O trabalho da UnB define a termoacumulação como a produção e acumulação de gelo ou água gelada em tanques, eliminando a dependência entre produção e consumo.
Os tanques podem ser de água gelada ou de gelo. O trabalho analisa esse arranjo para reduzir o custo de energia, aproveitando a diferença de preço do kWh entre o horário de ponta e o fora de ponta.
Segundo o estudo, no sistema com tanque de gelo o chiller trabalha com temperatura de ajuste reduzida, de 0 °C a -10 °C. Um circuito secundário leva a água gelada do tanque até os fancoils.
A viabilidade depende da tarifa de energia, do perfil de uso do edifício e do espaço para os tanques. Peça ao projetista a comparação de custo antes de incluir a termoacumulação no pedido.
Manutenção e qualidade do ar nos fancoils
O fancoil fica dentro ou perto do ambiente ocupado e trata o ar que as pessoas respiram. A Portaria GM/MS nº 3.523/1998 determina manter limpos bandejas, serpentinas, ventiladores e dutos, e verificar periodicamente os filtros.
Nos edifícios de uso público e coletivo, a Lei nº 13.589/2018 exige um Plano de Manutenção, Operação e Controle (PMOC). O volume II do manual do MMA acrescenta um ponto de operação.
Quando a água chega aos fancoils mais quente do que sai do chiller, a causa provável não é o ganho de calor na tubulação, que o manual calcula como mínimo.
As causas mais comuns são vazão excessiva no circuito secundário e problemas de bombeamento. Esse diagnóstico exige técnico de sistemas de água gelada, e não apenas de ar-condicionado.
A rotina completa de cuidados com o chiller e o sistema está no artigo sobre manutenção de chiller.
Práticas de operação em períodos de calor estão no artigo sobre otimização do ar-condicionado industrial no verão.
O que especificar ao cotar fancoil e unidade de água gelada
Para cada fancoil, informe a capacidade em TR ou kW, a vazão de ar e as temperaturas de entrada e saída da água gelada.
Diga também se a distribuição é por dutos ou direta. Inclua o tipo de válvula de controle, de 2 ou de 3 vias, compatível com o arranjo do sistema. A conversão entre TR, kW e BTU/h está no artigo sobre TR em refrigeração.
Para a central, peça que a proposta de unidade de água gelada informe o arranjo de bombas, a capacidade total e o COP nas condições do projeto.
Em instalações de conforto, a proposta pode citar também o chiller para ar-condicionado e o número de fancoils atendidos.
Na Soluções Industriais, você pode comparar fornecedores de unidade de água gelada e enviar o mesmo pedido a vários deles. Os tipos de chiller que produzem a água gelada estão no artigo sobre o que é chiller.
