Chillers evaporativos: como funcionam e como escolher um

Atualizado em agosto de 2026

Um chiller evaporativo é um equipamento de resfriamento industrial que dissipa calor pela evaporação de água sobre uma serpentina de condensação umidificada. Isso permite que uma instalação industrial mantenha uma temperatura de condensação mais baixa — e, portanto, reduza o consumo de energia do compressor — do que uma unidade comparável resfriada a ar em condições quentes e secas. É uma máquina diferente de outros 2 equipamentos que as pessoas costumam pesquisar pelo mesmo nome: o “resfriador evaporativo” portátil ou montado no telhado, que insufla diretamente em um edifício o ar resfriado por evaporação (não é um ar-condicionado de ambiente, apesar do efeito de resfriamento), e a serpentina “evaporadora” interna, presente em todo chiller, independentemente de como ele rejeita calor. Se você está procurando um resfriador evaporativo portátil ou uma unidade de janela para um cômodo ou canteiro de obras, esta página também não é para isso: esse equipamento resfria diretamente o ar externo e pertence a uma categoria de produto totalmente diferente. Este guia aborda a categoria de equipamentos industriais para resfriamento de processos: como funcionam, quando superam as alternativas e o que verificar antes de solicitar um orçamento.

O que é um chiller evaporativo?

Um chiller evaporativo resfria água ou fluido de processo combinando um ciclo mecânico de refrigeração com um condensador resfriado por evaporação: a água é pulverizada ou gotejada sobre a serpentina de condensação enquanto um ventilador puxa o ar ambiente através dela. A evaporação da água remove calor com muito mais eficiência do que o ar seco sozinho. Assim, a temperatura de condensação acompanha a temperatura de bulbo úmido do ar ambiente, em vez da temperatura de bulbo seco, geralmente muito mais alta.

Essa troca — uma pequena parcela de rejeição de calor sensível por um efeito muito maior de calor latente — é o mecanismo por trás de toda a vantagem. É também a mesma física básica usada nas orientações de ciências da construção do PNNL para descrever o resfriamento por condensador evaporativo.

O termo se confunde com outros 2 equipamentos nos resultados de busca e na conversa cotidiana do setor. Vale a pena dedicar 30 segundos para distingui-los antes de ligar para um fornecedor.

Mesmo entre os “chillers evaporativos”, o mercado oferece pelo menos 2 arquiteturas diferentes, que não são intercambiáveis na comparação de valores de desempenho:

• Chiller de compressão de vapor com condensador evaporativo — instalação convencional com compressor de parafuso ou scroll, na qual apenas o lado do condensador é resfriado por evaporação. Essa é a arquitetura da maioria das unidades integradas disponíveis comercialmente na faixa de 19–800 TR e o foco deste guia.
• Chiller sem compressor, abaixo do bulbo úmido — projeto indireto-evaporativo diferente, que resfria a água abaixo da temperatura de bulbo úmido ambiente para sistemas de piso radiante ou fancoil. Foi avaliado em laboratório em 2015 pelo Western Cooling Efficiency Center da University of California, Davis. Citamos abaixo os valores de eficiência desse estudo, devidamente identificados, porque são reais e úteis. Porém, eles descrevem uma máquina diferente das unidades com compressor que a maioria dos compradores industriais acaba cotando.

Como funcionam os chillers evaporativos

Na prática, o processo é simples: a água é pulverizada ou gotejada continuamente sobre a serpentina do condensador, enquanto um ventilador puxa um fluxo constante de ar externo através da superfície molhada. Ao evaporar, cada quilograma de água absorve cerca de 2.501 quilojoules de calor latente. Essa energia precisa vir de algum lugar: ela vem do fluido refrigerante dentro da serpentina.

Esse é o ponto central: a troca de calor a seco só pode se aproximar da temperatura de bulbo seco ambiente, enquanto a rejeição de calor por evaporação pode se aproximar da temperatura de bulbo úmido, muito mais baixa. Isso acontece porque a evaporação realiza um trabalho termodinâmico adicional que uma serpentina seca não consegue realizar fisicamente: ela retira calor adicional do ar que passa pela superfície molhada, além do calor sensível ao qual uma serpentina seca está limitada. Quanto menor a umidade relativa externa, mais energia latente o fluxo de ar consegue transportar.

A diferença entre essas 2 temperaturas — bulbo seco e bulbo úmido — é a depressão de bulbo úmido. É esse intervalo que o chiller evaporativo aproveita com o consumo de água. Quanto maior a depressão, maior o benefício. Por isso, essa tecnologia é mais vantajosa em climas quentes e secos. Quanto menor o intervalo, menor o benefício, até que, em um ambiente úmido e saturado, já carregado de vapor d’água, praticamente não reste vantagem. Um teste laboratorial de 2015 de um projeto sem compressor, abaixo do bulbo úmido, conduzido pela Southern California Edison e pela University of California, Davis, mostra algo semelhante: nas condições de projeto, a unidade testada produziu água gelada a 60–66°F (15,6–18,9°C) com consumo de água de 1,0-2,5 gallons per ton-hour de resfriamento fornecido. Esse é um projeto sem compressor, não o ciclo de compressão de vapor, foco principal deste guia. Esses valores apenas ilustram até que ponto a rejeição de calor evaporativa pode ser levada em princípio, não o desempenho de uma unidade de compressão de vapor.

Comparação entre chillers evaporativos, resfriados a ar e resfriados a água

Na maioria dos casos, quem compara tipos de chiller está comparando 3 estratégias de condensação, não 3 equipamentos diferentes. O condensador resfriado a ar dissipa calor apenas no ar do ambiente externo; por isso, sua capacidade e eficiência caem à medida que a temperatura de bulbo seco sobe. Uma unidade com COP nominal de 3.2 pode apresentar valor próximo de 2.7 quando a temperatura de bulbo seco chega a meados dos 40 graus Celsius, com perda de capacidade superior a um terço em relação às condições de projeto. Um condensador resfriado a água rejeita calor para um circuito de água separado, que depois é resfriado em uma torre externa. Às vezes, isso é chamado informalmente de evaporadora resfriada a água, embora evaporadora e condensador continuem sendo componentes distintos. Esse sistema acrescenta uma segunda etapa de troca térmica e ocupa espaço na sala de máquinas. Já o condensador evaporativo umidifica diretamente a serpentina, de modo que o fluido refrigerante e a água compartilham a mesma superfície de transferência de calor, tendo como referência a temperatura de bulbo úmido, geralmente muito mais baixa, em vez da temperatura de bulbo seco. Essa diferença de eficiência está formalizada, não é apenas uma alegação de marketing: os critérios federais de compra de chillers do DOE (outubro de 2024) exigem eficiência em plena carga significativamente superior para equipamentos resfriados a água do que para os resfriados a ar: 0,501-0,728 kW/ton para unidades de deslocamento positivo e centrífugas resfriadas a água, contra um mínimo de 10,890-10,964 EER para unidades resfriadas a ar. Os projetos com condensador evaporativo ficam mais próximos do lado dos equipamentos resfriados a água, pois ambos usam a temperatura de bulbo úmido como referência, em vez da de bulbo seco.

O pré-resfriamento direto e indireto-evaporativo do ar (não do condensador, mas do próprio ar de entrada) apresenta uma variação igualmente ampla de desempenho, dependendo da espessura do meio evaporativo. A fabricante Cambridge Air Solutions informa efetividade de 55–70% para meios padrão de fibra de álamo de 1–2 polegadas, de 80–90% para meios rígidos mais espessos de 8–12 polegadas e superior a 100% para projetos indireto-diretos em 2 estágios, com consumo de energia de apenas 0,22 kW/ton em climas áridos, contra aproximadamente 1 kW/ton para o resfriamento com compressor. Esses valores descrevem equipamentos de pré-resfriamento do lado do ar, não os chillers evaporativos com evaporação no lado do condensador que são o foco deste guia. Ainda assim, ilustram o mesmo princípio: mais área de superfície, mais tempo de contato, mais evaporação e maior efeito, até o limite imposto pela depressão de bulbo úmido local.

Se a comparação acima indicar que uma das outras 2 estratégias de condensação é mais adequada, as páginas da Koven Air sobre os modelos resfriados a ar e resfriados a água explicam em detalhes o dimensionamento e a seleção dessas arquiteturas. A ferramenta de comparação de custos operacionais ajuda a quantificar as diferenças para as condições específicas da sua instalação.

Chillers evaporativos ou torres de resfriamento

A pergunta que mais ouvimos de engenheiros que estão conhecendo essa categoria é: “isso não é basicamente uma torre de resfriamento?”. Não é, e a diferença vai além da terminologia. O CDC estabelece a mesma distinção por motivos de saúde pública: uma torre de resfriamento aberta pulveriza água do condensador em uma corrente de ar e devolve essa água resfriada ao condensador. Já um condensador evaporativo mantém o fluido de processo ou o fluido refrigerante dentro de uma serpentina, sem contato direto com o ar de resfriamento. O CDC também observa que ambas as configurações liberam aerossóis e exigem o mesmo controle contra Legionella; por isso, a seção de manutenção abaixo aborda as duas conforme o mesmo padrão de gestão da água.

O critério prático usado por muitos engenheiros é o seguinte: se você precisa de uma unidade externa compacta, integrada e com circuito de refrigeração próprio, um chiller com condensador evaporativo costuma ser a opção mais adequada. Se o projeto já prevê uma torre e uma sala de máquinas — muitas vezes para capacidades muito grandes ou quando vários chillers compartilham um circuito da torre —, uma torre de circuito fechado ou aberta faz mais sentido. Em resumo: o condensador evaporativo é um equipamento totalmente diferente de uma torre de resfriamento, embora ambos rejeitem calor por evaporação.

Resfriamento evaporativo ou adiabático: qual é a diferença?

Os fornecedores também comercializam chillers e dry coolers “adiabáticos”. Como esses termos são usados sem muito rigor em materiais de marketing, vale distinguir com precisão o resfriamento evaporativo direto. Um sistema adiabático mantém um condensador resfriado a ar ou uma serpentina de dry cooler, mas acrescenta painéis de resfriamento evaporativo antes da serpentina para pré-resfriar o ar de entrada antes que ele toque a superfície aletada. A serpentina em si permanece seca, distinção também feita no guia de recursos de ciências da construção do PNNL.

Como os painéis funcionam apenas quando as condições exigem, normalmente nas horas mais quentes do dia, um sistema adiabático consome uma fração da água usada por um condensador evaporativo ou uma torre continuamente umidificados. A diferença aparece na capacidade de resfriamento e no consumo de energia: a temperatura de condensação fica acima da temperatura de bulbo seco pré-resfriada, não da temperatura de bulbo úmido. Assim, essa tecnologia de resfriamento evaporativo aproveita uma parcela menor da depressão disponível e fornece menos energia de resfriamento total do que um condensador verdadeiramente evaporativo. Ainda é eficaz para a instalação adequada, mas oferece uma parcela menor do benefício disponível.

Eficiência e economia de água: os números

Para um chiller com condensador evaporativo disponível comercialmente, de parafuso ou scroll, na faixa de 19–800 TR, um ponto representativo de desempenho nominal é COP 5,7–6,0 com temperatura de saída da água gelada de 7°C, bulbo seco de 35°C e bulbo úmido de 26°C. O consumo de água de reposição fica em aproximadamente 0,78–0,80% da vazão de água gelada em seis tamanhos reais de modelo, de cerca de 160 kW a 1.297 kW. Esses números descrevem apenas o consumo de reposição no local; purga, arraste de gotículas e demanda de tratamento de água são adicionais e dependem da química da água local, não do próprio chiller.

O argumento de eficiência fica ainda mais forte com o aumento da temperatura ambiente, exatamente quando uma unidade resfriada a ar perde capacidade mais rapidamente. Em uma instalação documentada pela Koven Air — uma fábrica de pré-formas de PET —, dois chillers de parafuso resfriados a ar de 800 kW, com COP nominal de placa de 3.2, apresentaram COP medido de 2.7 a 45°C de temperatura ambiente, capacidade de resfriamento reduzida em mais de um terço e temperatura de fornecimento de água gelada subindo de uma meta de 12±1°C para 14,5–16°C. A fábrica teve de absorver um ciclo de injeção mais longo (28s → 35s), aumento de refugos de 1,2% para 3,8% e perda mensal de produção superior a 12%. Kollasch, gerente de produto de condensadores evaporativos da Evapco, quantifica com mais precisão esse efeito em uma publicação da ACHR News: “a potência do compressor pode ser reduzida de 1% a 2% para cada queda de 1°F na temperatura de condensação.”

Como referência, há outro resultado obtido com uma arquitetura realmente diferente: em uma avaliação de laboratório de 2015 financiada pela Southern California Edison, o Western Cooling Efficiency Center da University of California, Davis, testou um chiller evaporativo sem compressor, operando abaixo da temperatura de bulbo úmido, e mediu um coeficiente de desempenho de 5 a 8 em operação normal, com consumo de água de 1.0 a 2,5 gallons por ton-hour. Trata-se de um único estudo de laboratório, realizado há cerca de uma década, e ele não deve ser considerado uma referência atual ou geral de desempenho. Essa é uma tecnologia diferente, sem compressor, testada uma única vez em um projeto específico — não representa os chillers de compressão de vapor com condensador evaporativo que os compradores industriais normalmente cotam. Incluímos o estudo apenas por ser uma rara medição independente em laboratório do potencial teórico da rejeição evaporativa de calor, e não porque preveja o desempenho de qualquer chiller com condensador evaporativo disponível comercialmente.

Uma ressalva necessária sobre a expressão “economia de água”: ela só tem significado quando comparada a uma referência definida. O U.S. Department of Energy observa que sistemas abertos de resfriamento evaporativo consomem volumes significativos de água e têm perdas por evaporação, purga, vazamentos e arraste de gotículas. Portanto, “economiza água” deve ser entendido como “consome menos eletricidade e uma quantidade definida a mais de água no local do que uma referência específica de sistema resfriado a ar”, e não como uma redução irrestrita no uso total de recursos.

Onde os chillers evaporativos fazem sentido

Chillers com condensador evaporativo são usados em diversos tipos de instalações quando três condições se combinam: diferença significativa entre as temperaturas de bulbo seco e úmido, disponibilidade de água de reposição e um processo que se beneficia de temperaturas de água gelada mais estáveis e controladas do que as que uma instalação resfriada a ar sob estresse térmico consegue manter. Isso inclui hospitais e instalações de ciências da vida que não podem tolerar variações na água gelada; parques industriais e fábricas com moldagem por injeção, extrusão ou outros processos sensíveis à temperatura; áreas de produção de semicondutores e eletrônicos; data centers; e operações agrícolas de cadeia fria ou de cultivo em ambiente controlado, entre outras.

Em muitas dessas instalações, a carga de resfriamento atinge seu pico durante as ondas de calor do verão, justamente quando um sistema referenciado à temperatura de bulbo úmido mantém sua vantagem sobre um sistema tradicional de ar-condicionado sob estresse. Vale observar que, neste caso, o processo evaporativo fica inteiramente no lado do condensador e nunca entra em contato com o ar de insuflação do edifício. Assim, ele não introduz ar externo nem umidade no ambiente como um resfriador evaporativo de ambiente faria. O posicionamento para controlar o arraste de gotículas, abordado na seção de manutenção abaixo, é o único aspecto que afeta a qualidade do ar interno.

Os data centers são uma aplicação em rápida expansão que merece destaque. Em comparação com a rejeição de calor apenas sensível, usada pelos sistemas tradicionais de ar-condicionado, instalações com condensadores evaporativos trocam uma demanda de água por uma vantagem real de eficiência. Diretrizes federais medem essa relação em data centers por meio de dois indicadores relacionados: Power Usage Effectiveness (PUE, energia total da instalação dividida pela energia dos equipamentos de TI) e Water Usage Effectiveness (WUE, consumo anual de água no local em litros dividido pelo consumo de energia dos equipamentos de TI em kWh). Uma instalação híbrida documentada no data center da Energy Systems Integration Facility do National Laboratory of the Rockies (NLR, anteriormente National Renewable Energy Laboratory), em Golden, Colorado, combinou rejeição de calor evaporativa e resfriada a ar em um Thermosyphon Cooler Hybrid System. No primeiro ano de operação, registrou PUE de 1.034 e WUE de 0.7 liters/kWh, em comparação com um WUE estimado de 1.42 liters/kWh caso a instalação dependesse apenas de torres de resfriamento. O sistema alterna entre a rejeição de calor evaporativa e a seca de acordo com as condições externas, em vez de operar continuamente em um único modo. Medidas operacionais simples ampliam a economia: aumentar de 3 para 6 os ciclos de concentração no circuito de distribuição de água semelhante ao de uma torre de resfriamento reduz a demanda de água de reposição em cerca de 20% e a purga em aproximadamente 50%, sem depender de qualquer outra alteração nesse sistema de distribuição — a mesma água resfriada é reutilizada mais vezes antes do descarte.

Dimensionamento e seleção de um chiller evaporativo

O dimensionamento de chillers com condensador evaporativo é feito em toneladas de refrigeração (TR), com base nas condições reais de projeto, e não na temperatura de bulbo úmido de referência do catálogo do fabricante. Uma unidade especificada para uma temperatura de bulbo úmido de referência amena terá desempenho inferior se a temperatura real de bulbo úmido de projeto no local for mais alta. Esse dimensionamento também é o momento de comparar as alternativas com a linha completa de chillers industriais da Koven Air, incluindo sistemas simples de expansão direta resfriados a ar para locais onde a água não é uma opção viável. Antes de solicitar uma cotação, esclareça os parâmetros abaixo e, quando aplicável, confira-os com os dados climáticos de projeto da American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). Se um fornecedor não conseguir responder a todos com rapidez, isso por si só é um sinal a considerar.

Um lembrete para quem está comprando: os fabricantes de chillers evaporativos vão de grandes multinacionais a pequenos fornecedores regionais especializados, e nem toda oferta atende a todas as situações. Uma unidade adequada para modernizar um data center, por exemplo, pode ter especificações inadequadas para uma fábrica de alimentos com exigências próprias de higienização e higiene. Não existe um “melhor chiller evaporativo” que seja ideal independentemente do contexto. Comparar as curvas de capacidade de pelo menos 2 ou 3 fornecedores para a temperatura real de bulbo úmido de projeto — e não a temperatura de catálogo — é a medida que mais influencia o resultado da seleção. É também nesse ponto que as cotações de preço de chillers evaporativos começam a divergir, já que propostas com unidades subdimensionadas ou superdimensionadas costumam parecer mais baratas no papel. A linha de produtos da Koven Air tem origem no chiller de parafuso com que a empresa começou quando foi fundada em 2007, e a mesma engenharia de compressores de parafuso e scroll sustenta hoje sua linha de chillers evaporativos. Isso mostra que, do ponto de vista mecânico, os chillers com condensador evaporativo usam engenharia convencional de chillers, com um componente redesenhado para a rejeição evaporativa de calor — não são uma categoria exótica ou sem comprovação.

Manutenção e tratamento de água

A contrapartida real de qualquer chiller com condensador evaporativo é a necessidade de gerenciamento da água, que uma unidade resfriada a ar simplesmente não tem. O fluido refrigerante do processo permanece em um circuito fechado, protegido da água de pulverização recirculada pela própria serpentina do condensador. Assim, o risco de incrustação fica em grande parte restrito a esse circuito molhado, e não ao circuito de refrigeração. Porém, a pulverização aberta recirculada, o reservatório e a descarga do ventilador, em conjunto, criam condições para a liberação de aerossóis. Esse é um risco biológico — não mecânico — que precisa ser controlado de acordo com um cronograma, e não deixado ao acaso.

A ANSI/ASHRAE Standard 188-2021, Legionelose: gerenciamento de riscos para sistemas de água em edifícios, e a diretriz complementar Guideline 12-2023 são as referências vigentes, conforme confirmação em um comunicado da ASHRAE de agosto de 2025. A Guideline 12 cita expressamente as torres de resfriamento entre os sistemas de água abrangidos. Os condensadores evaporativos compartilham com as torres de resfriamento o mecanismo de pulverização aberta que gera aerossóis. Por esse motivo, nossas próprias diretrizes de engenharia os incluem no escopo da Standard 188, assim como o CDC agrupa torres de resfriamento e condensadores evaporativos com base na geração de aerossóis. Portanto, espera-se que haja um programa documentado de gerenciamento da água; ele não é um adicional opcional.

Em termos práticos e de orçamento, esse programa consiste em uma lista curta e bem documentada, sem mistério: eliminadores de arraste de alta eficiência como equipamento padrão; instalação da unidade a pelo menos 25 feet das tomadas de ar do edifício — distância recomendada especificamente pelo próprio guia de projeto de torres de resfriamento do CDC para impedir que a pluma de gotículas entre no sistema de ventilação do edifício; dosagem automatizada de desinfetante com medição do residual, em vez de dosagem manual; purga automatizada dimensionada de acordo com a taxa de evaporação; filtragem lateral periódica quando a carga de partículas for alta; e um ciclo anual completo de limpeza e desinfecção. É a falta de manutenção, e não a tecnologia em si, que de fato cria o risco. Como disse Mike Silverstein, engenheiro de marketing de condensadores evaporativos da Baltimore Aircoil Co., em uma entrevista à ACHR News há mais de duas décadas:

“Para muitos proprietários, o condensador evaporativo é apenas uma parte qualquer do sistema, ’em algum lugar lá em cima, no telhado’.”

— Mike Silverstein, Baltimore Aircoil Co., citado na ACHR News

É quando o equipamento é tratado dessa maneira que ocorre a formação de biofilme e a redução do desinfetante.

Perspectivas do setor: o que está mudando

A demanda por rejeição de calor evaporativa e híbrida está sendo impulsionada por duas forças ao mesmo tempo: cargas de resfriamento de data centers, que continuam crescendo com o aumento da densidade computacional impulsionado pela IA, e o maior rigor na fiscalização do uso de água e energia nas instalações que abrigam esses equipamentos. A empresa de monitoramento de mercado Mordor Intelligence considera os projetos evaporativos indiretos e diretos em dois estágios um dos segmentos de crescimento mais rápido da categoria mais ampla de resfriamento evaporativo. A empresa aponta como fatores impulsionadores as modernizações de data centers e instalações industriais de alta carga térmica sob exigências mais rigorosas de consumo de água. O motivo para acompanhar o setor é a pressão regulatória e de demanda subjacente, não a taxa de crescimento isoladamente.

Dois acontecimentos específicos de 2026, com empresas e locais identificados, demonstram essa tendência: a Baltimore Aircoil Company inaugurou sua primeira unidade de fabricação na América Latina, em Ciénega de Flores, nos arredores de Monterrey, México, em uma cerimônia realizada em 27 de maio de 2026. Segundo a Baltimore Aircoil Company, a inauguração faz parte de um investimento mais amplo no crescimento regional, impulsionado pela urbanização, por investimentos em infraestrutura e pela expansão industrial nas Américas. Em 24 de abril de 2026, um documento regulatório da Munters Group anunciou que sua divisão Data Centre Technologies havia recebido um pedido avaliado em aproximadamente SEK 2.0 bilhões (cerca de $215 milhões às taxas de câmbio atuais) para unidades de distribuição de fluido refrigerante de alta capacidade, projetadas sob medida, e unidades de tratamento de ar para salas de computadores instaladas sobre os racks. O pedido é para a construção de uma fábrica de IA de um provedor de data center de colocation dos Estados Unidos, com entregas previstas do início de 2027 ao primeiro trimestre de 2028. Os dois acontecimentos revelam o mesmo movimento: fabricantes de equipamentos originais para rejeição de calor estão ampliando a capacidade regional e as ofertas voltadas a data centers antes que a demanda se concretize.

Para quem está projetando uma nova instalação hoje, a conclusão prática não é “a evaporação está na moda” — é que a capacidade de fabricação e os prazos de entrega nessa categoria de produtos já estão se expandindo antes de os pedidos confirmados atingirem esse nível. Esses fatores devem ser considerados agora no cronograma do projeto, sem presumir que o fornecimento estará disponível ao mesmo tempo que o de um sistema com cadeia de suprimentos exclusivamente resfriada a ar.

Perguntas frequentes

Leve de cada seção acima um conceito: a Estrutura de 4 Caminhos para Rejeição de Calor, para escolher uma estratégia de condensação; a Zona Delta de Bulbo Úmido, para avaliar o benefício dessa estratégia em suas instalações; e o Orçamento de Implantação com 3 Perguntas, para decidir se vale a pena investir nela.