Controles Automáticos para Sistemas de Refrigeração Industrial

REFRIGERATION &AIR CONDITIONING DIVISION

Controles Automáticospara Sistemas de Refrigeração Industrial

Manual de Aplicação

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Manual de Aplicação Controles Automáticos para Sistemas de Refrigeração Industrial

© Danfoss A/S (RA Marketing/MWA), 12 - 2007 DKRCI.PA.000.C2.08 / 520H1874 1

Índice Página

Prefácio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

1. Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

2. Controles do Compressor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

2.1 Controle de Capacidade do Compressor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

2.2 Controle da Temperatura de Descarga com Injeção de Líquido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.3 Controle da Pressão do Cárter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.4 Controle do Contra-Fluxo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.5 Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.6 Literatura de Referência. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3. Controles do Condensador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.1 Condensadores resfriados a ar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.2 Condensadores evaporativos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3.3 Condensadores resfriados a água . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3.4 Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28


4. Controle de Nível de Líquido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

4.1 Sistema de Controle de Nível de Líquido Pelo Lado de Alta Pressão (HP LLRS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

4.2 Sistema de Controle de Nível de Líquido de Baixa Pressão (LP LLRS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4.3 Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37


5. Controles do Evaporador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.1 Controle da Expansão Direta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.2 Controle da Recirculação do Líquido Bombeado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

5.3 Degelo a Gás Quente para Resfriadores a Ar DX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

5.4 Degelo a Gás Quente para Resfriadores a Ar com Recirculação por Líquido Bombeado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

5.5 Sistemas commúltiplas temperaturas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

5.6 Controle da Temperatura do Meio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

5.7 Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52


6. Sistemas de óleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

6.1 Refrigeração de óleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

6.2 Controle de Pressão Diferencial do Óleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

6.3 Sistemas de recuperação de óleo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

6.4 Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63


7. Sistemas de segurança . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

7.1 Dispositivos de Alívio de Pressão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

7.2 Dispositivos de Limite de Pressão e Temperatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

7.3 Dispositivos de Nível de Líquido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

7.4 Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70


8. Controles da Bomba do Refrigerante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

8.1 Proteção para Bomba com Controle de Pressão Diferencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

8.2 Controle da Vazão de By-Pass da Bomba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

8.3 Controle da Pressão da Bomba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

8.4 Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75


9. Outros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

9.1 Filtros Secadores para Sistemas Fluorados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

9.2 Filtros Secadores em Sistemas com CO2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

9.3 Remoção de Água para Sistema de Amônia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

9.4 Sistemas de purga de ar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

9.5 Sistemas de Recuperação de Calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87


10. Apêndice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

10.1 Sistemas Típicos de Refrigeração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

10.2 Controles ON/OFF (liga/desliga) e modulantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Literatura de Referência - Ordem Alfabética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104



Prefácio Este guia de aplicação da Danfoss foi elaboradopara ser utilizado como um documento dereferência por todos aqueles envolvidos comtrabalhos em sistemas de refrigeração industrial.

O objetivo deste guia é o de apresentar respostasàs diversas questões relativas ao controle dosistema de refrigeração industrial: - Por que umcerto método de controle é necessário para osistema de refrigeração? Por que ele deve serprojetado desta forma? Que tipo decomponentes podem ser utilizados? Comoselecionar métodos de controle para diferentessistemas de refrigeração? Ao responder à essasquestões, são introduzidos os princípios dosdiferentes métodos de controle, seguidos deexemplos onde os mesmos são utilizados, ecompreendendo os produtos da Danfoss paraRefrigeração Industrial.

Os principais dados técnicos dos componentestambém são fornecidos. Finalmente, são feitascomparações entre as diferentes soluções paracada método de controle de modo que o leitorpoderá identificar quando e porque esta deveráser adotada.

Neste guia de aplicação, a válvula servo-operadapor piloto ICS é recomendada como um regulador de pressão e temperatura. Observe que a válvula PM, bem reconhecida, também pode ser aplicada onde a ICS for utilizada.

Para o projeto final da instalação será necessárioutilizar outras ferramentas, tais como o catálogodo fabricante e o software de cálculo (por exemplo: o catálogo de Refrigeração Industrial daDanfoss e o programa DIRcalc).

O DIRCalc é um software de cálculo e seleção deválvulas para refrigeração industrial Danfoss.O DIRCalc é gratuíto; para recebê-lo, por favorcontatar o escritório Danfoss em seu País.

Não hesite em entrar em contato com a Danfossse houver qualquer dúvida sobre os métodos decontrole, sobre a aplicação, ou sobre os e controles descritos neste guia de aplicação.


4 DKRCI.PA.000.C2.08 / 520H1874 © Danfoss A/S (RA Marketing/MWA), 12 - 2007

1. Introdução Sistema de Refrigeração comRecirculação por Bomba

Separador de óleo

Compressor

Condensador

Evaporador

Válvula de expansão1

Resfriador de óleo

Bomba de refrigeração

Recipientede líquido

Separador de Líquido

ÓleoRefrigerante em mistura de líquido/vapor

Refrigerante líquido a alta pressão (HP)

Refrigerante vapor a alta pressão (HP) Refrigerante vapor a baixa pressão (LP)

Refrigerante líquido a baixa pressão (LP)

1

2

3

5

4

6

Danfoss

Tapp_0015_08

11-2006

➀ Controle do Compressor

Por quê?

– Primário: para controlar a pressão de sucção;

– Secundário: operação confiável do compressor (partidas/paradas, etc.)

Como?

– Controlando a capacidade do compressor de acordo com a carga de refrigeração através do desvio do gás do lado HP de volta para o lado LP, controle ON/OFF (liga/desliga) de estágios do compressor ou controlando a velocidade de rotação do compressor;

– Instalando válvula de retenção na linha de descarga para evitar o contra-fluxo do refrigerante para o compressor;

– Mantenha as pressões e temperaturas na sucção e descarga do compressor dentro da faixa de trabalho.

➁ Controle de Óleo

Por quê?

– Manter a temperatura e a pressão de óleo ideal para garantir uma operação confiável do compressor.

Como?

– Pressão: mantendo e controlando o diferencial de pressão por todo o compressor para que possa ocorrer a circulação de óleo, mantendo a pressão do cárter (somente para compressores alternativos);

– Temperatura: pelo by-pass de algum óleo do resfriador de óleo; controlando o ar ou a água de resfriamento para o resfriador de óleo;

– Nível: fazendo o retorno do óleo nos sistemas de amoníaco e nos sistemas de baixa temperatura com fluorados.



1. Introdução(continuação) ➂ Controle do Condensador

Por quê? – Manter a pressão de condensação acima do valor mínimo aceitável para garantir vazão suficiente através dos dispositivos de expansão; – Assegurar uma distribuição correta do refrigerante pelo sistema.

Como? – Executando a operação on/off (liga/desliga) ou o controle de velocidade dos ventiladores do condensador, controlando a vazão da água de resfriamento, deixando os condensadores afogados em líquido refrigerante.

➃ Controle do Nível de Líquido

Por quê? – Assegurar a correta vazão de refrigerante líquido do lado de alta pressão para o lado de baixa pressão, de acordo com a demanda efetiva; – Assegurar uma operação segura e confiável dos dispositivos de expansão.

Como? – Controlando o grau de abertura do dispositivo de expansão de acordo com a alteração do nível do líquido.

➄ Controle da Bomba de Refrigerante

Por quê? – Permitir que a bomba opere sem problemas, mantendo a vazão dentro da faixa permissível de operação; – Manter constante, em alguns sistemas, a pressão diferencial da bomba.

Como? – Projetando um sistema de by-pass de modo que a vazão possa ser mantida acima do mínimo permissível; – Desliguando a bomba se ela não conseguir atingir suficiente pressão diferencial. – Instalando uma válvula reguladora de pressão.

➅ Controle do Sistema de Evaporação

Por quê? – Primário: Manter uma pressão constante do meio utilizado; – Secundário: otimizar a operação dos evaporadores; – Para sistemas de expansão direta: garantir que nenhum líquido refrigerante dos evaporadores entre na linha de sucção do compressor.

Como? – Mudando a taxa de vazão do refrigerante nos evaporadores de acordo com a demanda; – Fazendo o degelo dos evaporadores.

➆ Sistemas de Segurança

Por quê? – Evitar deixar os vasos de pressão desprotegidos; – Proteger o compressor contra danos causados por golpe de ariete (de líquido), sobrecarga, falta lubrificação e alta de temperatura, etc.; – Proteger a bomba contra danos por cavitação.

Como? – Instalando válvulas de alívio de segurança nos vasos e em outros locais necessários; – Desligando o compressor e a bomba de refrigerante se a pressão de sucção/descarga ou se o diferencial de pressão estiver fora da faixa permissível; – Desligando o sistema ou parte do sistema quando o nível no separador de líquido ou no recipiente de líquido exceder o valor permissível.



2. Controles do Compressor O compressor é o “coração” do sistema derefrigeração. Ele tem duas funções básicas: 1. Manter a pressão no evaporador de modo que o refrigerante líquido possa evaporar na temperatura requerida.2. Comprimir o fluido refrigerante de modo que o mesmo possa ser condensado numa temperatura normal.

A função básica do controle do compressor,portanto, é a de ajustar a capacidade docompressor à demanda efetiva do sistema derefrigeração, de modo que a temperatura de

evaporação requerida possa ser mantida. Se acapacidade do compressor for maior que ademanda, a pressão e temperatura deevaporação serão mais baixas que as requeridas evice-versa.

Além disto, não se deve permitir a operação docompressor fora de sua faixa de temperatura epressão aceitáveis com objetivo de se tentarotimizar suas condições de operação.

2.1 Controle de Capacidadedo Compressor

Em um sistema de refrigeração o compressor énormalmente selecionado para que seja capaz desatisfazer a maior carga possível de refrigeração.No entanto, durante operação normal, muitasvezes a carga de refrigeração é inferior à carga derefrigeração de projeto. Isto significa que ésempre necessário controlar a capacidade docompressor para que ela seja adequada à cargaefetiva do calor a ser removido. Há diversasformas comuns de controlar a capacidade docompressor:

1. Por Estágios.Isto significa desativar cilindros em umcompressor de vários estágios de capacidade,abrir e fechar as portas de sucção de umcompressor parafuso ou fazer a parada e partidade alguns compressores em um sistema comvários compressores. Este sistema é simples econveniente. Além disto, a eficiência diminuimuito pouco durante o período em que o sistemaestá em carga parcial. É especialmente aplicável asistemas com diversos compressores alternativoscom vários cilindros.

2. Controle da válvula de deslizamento (“slide valve”).O dispositivo mais comum utilizado para controlar a capacidade de um compressor parafuso é a válvula de deslizamento (“slide valve”), a qual é acionada por pressão de óleo.A atuação desta válvula impede que parte do gásna sucção seja comprimido. A “slide valve” permite uma modulação suave e contínua da capacidade do compressor, de 100% para 10%, mas a eficiência diminui quando a operação é em carga parcial.

3. Controle de velocidade variável.Esta solução é aplicável a todos os tipos decompressores e é eficiente. Para variar a velocidade do compressor podem ser usados um motor elétrico de duas velocidades ou um conversor de freqüência. O motor elétrico de duas velocidades controla a capacidade do compressor operando em alta velocidade quando a carga térmica for alta (por exemplo, período de resfriamento) e em baixa velocidade quando a carga t;ermica for baixa (por exemplo, período de armazenamento). O conversor de freqüência pode variar a velocidade de rotação continuamente para satisfazer a demanda efetiva.

4. By-pass de gás quente.Esta solução é aplicável a compressores comcapacidades fixas e é mais facilmente encontrado na refrigeração comercial. Para controlar a capacidade de refrigeração, parte do fluxo de gás quente na linha de descarga é desviado para o lado de baixa pressão. Isto auxilia a diminuir a capacidade de refrigeração de duas formas: diminuindo o fornecimento de refrigerante líquido e liberando algum calor para o circuito de baixa pressão.



Exemplo de aplicação 2.1.1:Controle por estágios dacapacidade do compressor

➀ Controlador de Estágios

➁ Transmissor de Pressão

Separadorde óleo

SCA

EVRAT+FASVA

FIA

Compressor alternativo

� AKS 33

� EKC 331

Para ocondensador

Do separadorde líquido/evaporador

SVA

MDanfossTapp_0016_0811-2006

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)Óleo

A solução para o controle em estágios dacapacidade do compressor pode ser encontradautilizando um controlador por estágios EKC 331 .O EKC 331 é um controlador de quatro estágioscom sáida para até quatro relés. Ele controla oaumento/ redução da capacidade dos compressores, o liga/desliga dos pistões ou domotor elétrico do compressor de acordo com osinal de pressão do transmissor de pressão AKS33 ou AKS 32R instalado na tubulação de sucção.Com base no controle de zona neutra, o EKC 331é capaz de controlar, por estágios, um sistemacomposto por até quatro compressores iguaisou, alternativamente, dois compressorescontrolados por capacidade (cada um deles comuma válvula de carga).

A versão EKC 331T aceita um sinal de um sensorde temperatura PT 1000, que pode ser necessáriopara sistemas com fluido secundário.

Controle de Zona NeutraA zona neutra é estabelecida próxima ao valor dereferência onde não ocorra aumento / reduçãode carga. Fora da zona neutra (nas áreas

hachuradas “+zone” e “- zone”) ocorrerá o aumento / redução de carga à medida que a pressão medida for desviando dos valores ajustados de zona neutra.

Se o controle ocorrer fora da área hachurada(chamada de ++zone e -zone), as mudanças nacapacidade ativação do controlador de algumaforma ocorrerão mais rapidamente do que seestivesse dentro da área hachurada.

Para obter mais detalhes, consulte o manual doEKC 331 (T) da Danfoss.

Dados técnicos Transmissor de pressão - AKS 33 Transmissor de pressão - AKS 32R

Refrigerantes Todos os refrigerantes, inclusive o R717

Faixa de operação [bar] -1 até 34 -1 até 34

Pressão máxima de trabalho PB [bar] Até 55 >33

Faixa de temperatura de operação [°C] –40 a 85

Faixa de temperatura compensada [°C] LP: –30 a +40 / HP: 0 a +80

Sinal nominal de saída 4 a 20 mA 10 a 90% do fornecimento de V



Exemplo de aplicação 2.1.2:Controle da capacidade docompressorpor desvio degás quente (hot gas by-pass)

➀ Válvula de bloqueio

➁ Regulador de capacidade

➂ Válvula de bloqueio

Do recipientede líquido

Para ocondensador

EVRAT+FATEA SVASVA

EVM

CVC

� ICS

� SVA

� SVA

EVRAT+FASVA

Separadorde óleo

Compressor

SVA

SCA

Evaporador

SVAICS

CVC

FIADanfoss

Tapp_0017_08

09-2007

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)Óleo

O desvio do gás quente pode ser utilizado para controlar a capacidade de refrigeração para compressores que não possuem sistema para controle de capacidade. A servo válvula operada por piloto ICS ➁ juntamente com uma válvula piloto CVC é utilizada para controlar a vazão de gás quente a ser desviado de acordo com a pressão na linha de sucção. A CVC é uma válvula

piloto controlada por contrapressão que abre a ICS e aumenta a vazão de gás quente quando a pressão de sucção estiver abaixo do valorajustado. Desta forma, a pressão de sucção naentrada do compressor é mantida constante,portanto a capacidade de refrigeração satisfaz acarga efetiva de refrigeração.

Dados técnicos Servo válvula operada por piloto - ICS

Material Carcaça: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperaturaRefrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717 e R744Faixa de temperatura domeio [°C] –60 a +120Pressão máxima de trabalho [bar] 52DN [mm] 20 a 80

Válvula piloto – CVC

Material Carcaça: aço especial aprovado para serviço a baixa temperaturaRefrigerantes Todos os refrigerantes comunsFaixa de temperatura domeio [°C] –50 a 120Pressão máxima de trabalho [bar] Lado de alta pressão: 28

Lado de baixa pressão: 17Faixa de pressão [bar] –0,45 a 7Valor de Kv [m3/h] 0,2



Exemplo de aplicação 2.1.3:Controle da capacidade coma variação de velocidadedo compressor

FIADo separadorde líquido/evaporador SVA

M

� AKD 5000

SVA

M

SVA

FIA

PLC/OEM controlador

� VLT 5000

Para o separador de óleo

SVA

� AK2

� AKS 33

� AKS 33



Danfoss

Tapp_0139_08

11-2006

➀ Conversor de freqüência

➁ Controlador

➂ Trandutor de pressão

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)

O controle por conversor de freqüência oferece as seguintes vantagens:

Economia de energia

Melhor controle e qualidade do produto

Redução do nível de ruído do compressor

Vida longa ao compressor

Instalação simples

Controle completo e programação amigável

Dados técnicos Conversor de freqüência AKD2800 Conversor de freqüência AKD5000

Grau de proteção IP 20 IP 20 ou IP 54

Potência kW 0,37 kW a 18,5 kW 0,75 kW a 55 kW

Voltagem 200-240 V ou 380-480 V 200-240 V ou 380-500 V



2.2 Controle da Temperatura deDescarga com Injeção deLíquido

Os fabricantes de compressores geralmenterecomendam limitar a temperatura de descargaabaixo de um certo valor para evitar o sobreaquecimento do óleo, prolongando assima vida útil dos compressores e impedindo o malfuncionamento devido a temperaturas muitoaltas do óleo.A partir do diagrama log p-h é possível notarque a temperatura de descarga pode ser altaquando:

o compressor opera numa alta pressão diferencial.

o compressor recebe na sucção vapor com alto grau de superaquecido.

o compressor funciona com o controle de capacidade por desvio de gás quente (hot gas by-pass).

Há diversas formas de reduzir a temperatura dedescarga. Uma forma é a utilização, emcompressores alternativos, de cabeçotesresfriados a água, outro método é a injeção delíquido pelo qual o refrigerante líquido da saídado condensador ou do recipiente é injetado nalinha de sucção, no resfriador intermediário ouna porta lateral do compressor parafuso.

Exemplo de Aplicação 2.2.1:Injeção de líquido coma válvulade injeção termostática


➁ Válvula solenóide

➂ Válvula de injeção termostática

➃ Válvula de bloqueio

➄ Termostato

Compressor

Para o separadorde óleo

� RT 107

� EVRA+FA

� TEAT

� SVA Do recipientede líquido


Do resfriadorde óleo � SVA

RT 1ART 5A

DanfossTapp_0018_0809-2007

SVA

FIA

Quando a temperatura de descarga subir acimado valor de ajuste do termostato RT 107 ➄, o RT107 energizará a válvula solenóide EVRA ➁ a qualpermitirá o início da injeção de líquido na portalateral do compressor parafuso.

A válvula de injeção termostática TEAT ➂ controla a vazão de líquido injetado de acordo com a temperatura de descarga impedindo que esta temperatura de descarga aumente ainda mais.

Dados técnicos Termostato - RT

Refrigerantes R717 refrigerantes fluorados a especificação de encomenda

Proteção IP 66/54

Temperatura máxima do bulbo [bar] [°C] 65 a 300

Temperatura ambiente [°C] –50 a 70

Rango regulación [°C] –65 a 150

Diferencial Δt [°C] 1,0 a 25,0

Válvula de injeção termostática - TEAT

Refrigerantes R717 e refrigerantes fluorados

Faixa de ajuste [°C] Temperatura máxima do bulbo [bar] 150°CP faixa: 20°C

Pressão máxima de trabalho [bar] 20

Capacidade nominal * [kW] 3,3 a 274

* Condições: Te = +5°C, Δp = 8 bar, ΔTsub = 4°C




Exemplo de Aplicação 2.2.2:Injeção líquida com válvulamotorizada



➂ Válvula motorizada


➄ Termostato

➅ Sensor de temperatura

Uma solução para o controle de injeção delíquido de forma eletrônica pode ser obtida pormeio de uma válvula motorizada ICM ➂. O sensorde temperatura AKS 21 PT 1000 ➅ registrará atemperatura de descarga e transmitirá o sinalpara o controlador de temperatura EKC 361 ➄.

O EKC 361 controla o atuador do ICAD que regula o grau de abertura da válvula do motor ICM a fim de limitar e manter a temperatura de descarga.

Dados técnicos

Compressor

Para o separadorde óleo

� SVA


Do resfriadorde óleo

ICAD

� ICM� EVRA+FA

� EKC 361

� AKS 21

� SVA


SVA

FIA


Válvula motorizada - ICM

Material Carcaça: Aço especial para serviço a baixa temperatura

Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717 e R744

Faixa de temperatura domeio [°C] –60 a 120

Máx. Presión de trabajo [bar] 52 bar

DN [mm] 20 a 65

Capacidade nominal* [kW] 224 a 14000

* Condições: Te = –10°C, Δp = 8,0 bar, ΔTsub = 4K

Atuador – ICAD

Material Carcaça: alumínio

Faixa de temperatura domeio [°C] –30 a 50 (ambiente)

Sinal de entrada de controle 0/4-10mA ou 0/2-10

Tempo de abertura-fechamento 3 a 13 segundos dependendo do tamanho da válvula




Exemplo de Aplicação 2.2.3:Uma solução compacta parainjeção de líquido com ICF

➀ Estação de válvula com:

Válvula de bloqueio Filtro Válvula solenóide Operador manual Válvula motorizada Válvula de bloqueio

➁ Controlador

➂ Sensor de temperaturaPara a injeção de líquido, a Danfoss pode fornecer uma solução de controle bem compacta, a válvula ICF ➀. Até seis módulos distintos podem ser montados na mesma carcaça. Esta solução opera da mesma maneira que apresentado no exemplo 2.2.2, no entanto ocupa um espaço bem reduzido compacta e é mais fácil de instalar.

Dados técnicos

SVA

Compressor




Do resfriadorde óleo

� EKC 361

� AKS 21

FIA

ICFS

� ICF

ICFMICFF

ICM ICFE ICFS


Solução de controle ICF




Pressão máxima de trabalho [bar] 52 bar

DN [mm] 20 a 40

M




2.3 Controle da Pressão do Cárter

Durante a partida ou após o degelo, a pressãode sucção deve ser controlada, caso contrárioela poderá ser muito alta e o motor do compressor será sobrecarregado.

O motor elétrico do compressor pode serdanificado por esta sobrecarga.

Há duas formas de solucionar este problema:1. Dê a partida no compressor com carga parcial. Os métodos de controle de capacidade podem ser utilizados para partir o compressor com carga parcial, por exemplo, desativando alguns dos pistões para compressores alternativos com vários pistões ou desviando algum gás de sucção para compressores parafusos com“slide valve”, etc.

2. Controle da pressão do cárter para compressores alternativos. A pressão de sucção poderá ser mantida em um certo nível através da instalação, na linha de sucção, de uma válvula reguladora controlada por contrapressão que não abrirá até que a pressão na linha de sucção tenha caído abaixo do valor de ajuste.

Exemplo de Aplicação 2.3.1:Controle de pressão do cártercom ICS e CVC

➀ Regulador de pressão do cárter

➁ Válvula de bloqueio

Para possibilitar o controle da pressão do cárterdurante a partida, após o degelo, ou em outroscasos quando a pressão de sucção se elevardemasiadamente, devem ser instaladas nalinha de sucção a servo válvula operada porpiloto ICS ➀ m a válvula piloto controlada porcontrapressão CVC. A ICS não abrirá até que a

pressão de sucção a jusante caia abaixo do valorde ajuste da válvula piloto CVC. Desta forma, ovapor de alta pressão na linha de sucção pode seraliviado para o cárter gradualmente, o queassegura uma capacidade controlável docompressor.

Dados técnicos

Para o condensador

� SVA

EVRAT+FASVA

� ICS

CVC

Separador de óleo

CompressorSCA

Doevaporador


Válvula servo operada por piloto – ICS



Faixa de temperatura do meio [°C] –60 a +120


DN [mm] 20 a 80

Capacidade* [kW] 11,4 a 470

* Condições:: Te = –10°C, Tl = 30°C, Δp = 0,2 bar, ΔTsub = 8K

Válvula piloto - CVC


Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns

Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a 120

Pressão máxima de trabalho [bar] Lado de alta pressão: 28Lado de baixa pressão: 17

Faixa de pressão [bar] 4-28 para o CVC-HP

Valor de Kv [m3/h] 0,2




Exemplo de Aplicação 2.3.2:Controle de pressão do cártercom ICS e CVP - (P > 17 bar)

➀ Servo válvula operada por piloto

➁ Válvula de regulagem manual

➂ Válvula de regulagem manual

➃ Válvula piloto de pressão constante

➄ Válvula de bloqueio

Para os sistemas de refrigeração com a pressão de sucção acima de 25 bar (por exemplo, sistemacom CO2), la válvula piloto CVC não pode serutilizada. O controle de pressão do cárter pode ser obtida utilizando a válvula piloto de pressãoconstante CVP.

A pressão de sucção máxima permitia é estabelecida na válvula piloto CVP. Quando o compressor der partida, após um ciclo desligado, a pressão de sucção estará alta. Enquanto a pressão de sucção permanecer acima do ponto de definição, a válvula piloto CVP estará aberta. A válvula principal ICS é mantida fechada, quando a pressão de vapor no pistão do servo for liberada na linha de sucção do compressor através da

válvula CVP. Após funcionar durante um curto período de tempo, o compressor reduz a pressão na linha de sucção abaixo do ponto de definição da válvula piloto CVP. Quando isto acontece, a válvula piloto CVP fechará e manterá a válvula ICS principal aberta. Durante a operação normal a válvula ICS estará completamente aberta.

As válvulas de regulação manual REG ➁ e ➂ mostradas estão ajustadas para uma abertura que resulta em um tempo de abertura e fechamento adequado na válvula principal ICS.

Observação: O CVH para o piloto CVP deve serinstalado contra a direção do fluxo principal,conforme mostrado no diagrama.

Dados técnicos

Para ocondensador

� SVA

EVRAT+FASVA

� CVP(HP)

Separador de óleo

CompressorSCA

Doevaporador

CVH

� REG� REG

� ICS


Válvula piloto de pressão constante - CVP

Material CVP (LP) Corpo: aço Base: açoCVP (HP) Corpo: ferro fundido Base: aço inoxidávelCVP (XP) Corpo: aço Base: aço



Pressão máxima de trabalho [bar] CVP (LP): 17CVP (HP): 28CVP (XP): 52

Faixa de pressão [bar] CVP (LP): –0,66 to 28CVP (HP): –0,66 to 28CVP (XP): 25 to 52

Valor de Kv [m3/h] CVP (LP): 0,4CVP (HP): 0,4CVP (XP): 0,45




2.4 Controle do Contra-Fluxo

O contra-fluxo do refrigerante do condensador ea condensação de refrigerante no separador deóleo e no compressor deverão ser evitados emtodo momento. Para os compressores de pistão,o contra-fluxo pode resultar em golpe deariente. Para os compressores parafuso, ocontra-fluxo pode causar rotação contrária edanificar os mancais do compressor.

Além disso, durante as paradas de curta duração,deverá ser evitada a migração da refrigeraçãopara o separador de óleo e também para ocompressore. Para evitar este contra-fluxo, énecessário instalar uma válvula de retenção nasaída do separador de óleo.

Exemplo de Aplicação 2.4.1:Controle do contra-fluxo

➀ Válvula conjugada de bloqueio e de retenção

A válvula conjugada de bloqueio e de retençãoSCA funciona como uma válvula de retençãoquando o sistema está em operação normal,como também permite isolar a linha de descargapara serviços de manutenção como uma válvulade bloqueio convencional. Esta soluçãocombinada de válvula de bloqueio/retenção émais fácil instalar e tem uma resistência aoescoamento inferior quando comparada asolução que adota uma válvula de bloqueionormal mais uma da válvula de retenção simples.

Ao selecionar uma válvula conjugada debloqueio e de retenção, é importante observar:1. Selecione uma válvula de acordo com a capacidade e não o tamanho da tubulação.

2. Considere as condições de trabalho tanto na capacidade nominal e na parcial. A velocidade na condição nominal deverá estar próxima do valor recomendado para o produto, ao mesmo tempo em que a velocidade na condição da carga parcial deverá ser maior do que a velocidade mínima recomendada.

Para maiores detalhes sobre como selecionaras válvulas, consulte o catálogo de produto.

Dados técnicos

Para ocondensador

SVA

EVRAT+FA

SVA

Separador de óleo

Compressor

� SCA

Doevaporador


Válvula conjugada de bloqueio e de retenção - SCA

Material Corpo: aço especial aprovado para aplicações a baixa temperatura.Haste: aço inoxidável polido

Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns não inflamáveis, inclusive R717


Pressão diferencial de abertura [bar] 0,04


DN [mm] 15 a 125




Solução Aplicação Benefícios Limitações

Controle da Capacidade do CompressorControle gradual dacapacidade do compressorcom EKC 331 e AKS 32/33

Aplicável a compressor comvários pistões, compressorparafuso com múltiplasportas de sucção e sistemascom diversos compressoresoperando em paralelo.

Simples.Quase tão eficiente tantosob carga parcial quantoem carga total.

O controle não é contínuo, especialmente quando houver somente alguns estágios. Flutuações na pressão de sucção.

Controle da capacidade docompressor por desvio degás quente utilizandoa ICS e CVC

PC

Aplicável a compressor comcapacidades fixa.

Eficaz para controlar acapacidade continuamentede acordo com a cargatérmica requerida. O gásquente pode ajudar o retorno do óleo do evaporador.

Não é eficiente em cargaparcial.Alto consumo de energia.

Controle de variação davelocidade do compressor M

Aplicável a todos os compressores que trabalham em velocidades reduzidas

Baixa corrente de partidaEconomia de energiaBaixo nível de ruidoVida mais longa docompressorInstalação simples

O AKD2800 não pode seraplicado à compressoresde pistão. O compressordeve poder trabalhar emvelocidades baixas

Controle da Temperatura de Descarga com Injeção de LíquidoSolução mecânica parainjeção de líquido comTEAT,EVRA(T) e RT

TC

TSHL

Aplicável a sistemas onde astemperaturas de descargapossam ser muito altas.

Simples e eficaz. A injeção de líquidorefrigerante pode serperigosa para o compressor.Menor eficácia do que umresfriador intermediário.

Solução eletrônica para ocontrole de injeção delíquido com EKC 361 e ICM

M

TC

Aplicável a sistemas onde astemperaturas de descargapossam ser muito altas.

Flexível e compacto. Possívelde ser monitorado econtrolado remotamente.

Não aplicável a refrigerantesinflamáveis. A injeção delíquido refrigerante pode serperigosa ao compressor.Menor eficácia do que umresfriador intermediário.

Solução eletrônica para ocontrole de injeção delíquido com EKC361 e ICF

Controle da Pressão do CárterControle de pressão do cárter com ICS e CVC

PC Aplicável a compressoresalternativos, normalmenteutilizados para sistemaspequenos e médios.

Simples e confiável. Eficaz naproteção de compressoresalternativos na partida ouapós o degelo com gás quente.

Possibilita perda de pressãoconstante na linha de sucção.

Controle da pressão docárter com ICS e CVP

PC

Controle do Contra- FluxoControle do contra-fluxocom SCA

Aplicável a todas as instalações de refrigeração

Simples.Fácil de instalar.Baixa resistência ao escoamento.

Possibilita perda de pressãoconstante na linha de descarga.

2.5 Resumo



2.6 Literatura de Referência

Consulte a página 104 paraobter a relação das literaturasde referência em ordemalfabética.

Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss na Internethttp://www.danfoss.com/BusinessAreas/RefrigerationAndAirConditioning/Products/Documentation.htm

Tipo N° da Literatura

AKD RB.8D.B

AKS 21 ED.SA0.A

AKS 32R RD.5G.J

AKS 33 RD.5G.H

CVC PD.HN0.A

CVP PD.HN0.A

EKC 331 RS.8A.G

EKC 361 RS.8A.E

EVRA(T) RD.3C.B


ICF PD.FT0.A

ICM PD.HT0.A

ICS PD.HS0.A

REG PD.KM0.A

SCA RD.7E.C

SVA PD.KD0.A

TEAT RD.1F.A

Folheto / Manual TécnicoTipo N° da Literatura

AKD 2800 EI.R1.H

AKD 5000 EI.R1.R

AKS 21 RI.14.D

AKS 32R PI.SB0.A

AKS 33 PI.SB0.A

CVC RI.4X.L

CVP RI.4X.D

EKC 331 RI.8B.E

EKC 361 RI.8B.F

EVRA(T) RI.3D.A


ICF PI.FT0.A

ICM PI.HT0.A

ICS PI.HS0.A

REG PI.KM0.A

SCA PI.FL0.A

SVA PI.KD0.B

TEAT PI.AU0.A

IInstrução do Produto



3. Controles doCondensador

Em áreas onde há grandes variações detemperatura do ar ambiente e/ou das condiçõesde carga é necessário controlar a pressão decondensação para evitar que a mesma caia paravalores muito baixos. Pressões de condensaçãomuito baixas resultam em um diferencial depressão insuficiente por todos os dispositivos deexpansão e fazem com que o evaporador nãoreceba uma quantidade suficiente de refrigerante. Significa que o controle da capacidade do condensador é utilizado principalmente nas zonas de climas temperados a um menor grau nas zonas subtropicais e tropicais.

A idéia básica do controle, portanto, é a deajustar a capacidade do condensador quando a

temperatura ambiente for baixa, de forma que apressão de condensação possa ser mantidaacima do nível mínimo aceitável.Este controle da capacidade de condensaçãopode ser obitido ou regulando a vazão de ar ouágua que circula através do condensador oureduzindo a área efetiva da superfície de troca decalor.

Diferentes soluções podem ser projetadas paradiferentes tipos de condensadores:3.1 Condensadores resfriados a ar3.2 Condensadores evaporativos3.3 Condensadores resfriados a água

3.1 Condensadoresresfriados a ar

Um condensador resfriado a ar consiste de tubos montados dentro de um bloco de aletas. O condensador pode ser horizontal, vertical ou em forma de V. O ar ambiente é insuflado através da superfície trocadora de calor por ventiladores axiais ou centrifugadores.

Condensadores resfriados a ar são utilizados em sistemas de refrigeração onde a umidade relativa do ar é alta. O controle de pressão de condensação para condensadores resfriados a ar pode ser realizado das seguintes formas:

3.1.1 - Controle Gradual de Condensadores Resfriados a ArO primeiro método utilizado foi o de instalar umnúmero necessário de dispositivos de controlesde pressão, equivalente ao pressostato DanfossRT-5, e ajustá-los em diferentes condições de ligae desliga de ventiladores de acordo com apressão a ser mantida.

O segundo método utilizado para controlar osventiladores foi a através da instalação de umcontrolador de pressão de zona neutraequivalente ao Danfoss tipo RT-L. Inicialmente,

3.1.2 - Controle de Velocidade dos Ventiladores dos Condensadores Resfriados a Ar

3.1.3 - O controle da área de condensadores resfriados a arPara o controle da capacidade de condensadoresresfriados a ar através do controle da área detroca térmica do condensador, é necessário umrecipiente de líquido. Este recipiente de líquidodeve ter um volume suficiente para ser capaz deacomodar as variações na quantidade derefrigerante no condensador.

O controle da área do condensador pode serexecutado de duas formas:1. Com a válvula principal ICS ou PM, pilotada através de válvula piloto de pressão constante CVP (HP), montada na linha de descarga do compressor na entrada do condensador, e uma outra válvula principal ICS, agora pilotada por válvula piloto de pressão diferencial CVPP (HP), montado numa tubulção de by-pass entre a linha de descarga do compressor e o recipiente de líquido. Na tubulação entre o condensador e o recipiente deve ser instalada uma válvula de retenção NRVA, com objetivo de impedir que o líquido retorne do recipiente para o condensador.

este método foi utilizado em conjunto com umcontrolador em estágios, que possuía um númerode contatos de acordo com a quantidade deventiladores exitentes.Entretanto este sistema reagia com muita rapideze foi necessário utilizar temporizadores pararetardar o liga desliga dos ventiladores.

O terceiro método é o atual controlador porestágios, EKC-331 da Danfoss.

2. Com uma válvula principal ICS pilotada através de válvula piloto de pressão constante CVP (HP) montada na tubulação entre o condensador e o recipiente de líquido, e uma outra válvula principa ICS agora pilotada através de um piloto de pressão diferencial CVPP (HP) montada numa tubulaçao de bypass entre a linha de descarga do compressor e o recipiente. Este sistema é utilizado principalmente em refrigeração comercial.

Este método de controle do ventilador docondensador tem sido utilizado por muitos anos,porém o objetivo principal foi a redução do nívelde ruído por motivos de preservação do meioambiente.

Atualmente, este tipo de instalação é muito maiscomum, e pode ser utilizado o conversor defreqüência AKD da Danfoss.



Exemplo de Aplicação 3.1.1:Controle gradual dos ventiladores como controladorpor estágios EKC 331

➀ Controlador por estágios

➁ Transmissor de pressão




O EKC 331 ➀ é um controlador de quatro estágioscom até quatro saídas a relé. Ele controla aativação dos ventiladores de acordo com o sinalde pressão de condensação do transmissor depressão AKS 33 ➁ ou AKS 32R. Com base nocontrole da zona neutra o EKC 331 ➀ é capaz decontrolar a capacidade de condensação de modoque a pressão de condensação seja mantidaacima do nível mínimo exigido.

Para obter mais informações sobre o controle dezona neutra, consulte a seção 2.1.

A linha de by-pass onde a SVA ➄ está instalada éum tubo de equalização que ajuda equilibrar apressão no recipiente de líquido com a pressãode entrada do condensador de modo que olíquido refrigerante no condensador possa serdrenado para este recipiente.

Em algumas instalações, o EKC 3311 é utilizado.Neste caso, o sinal de entrada pode ser de umsensor de temperatura PT 1000, por exemplo, OAKS 21. O sensor de temperatura é normalmenteinstalado na saída do condensador.

Observação! A solução com o EKC 331T + o sensor de temperatura PT1000 não é tão precisa quanto a solução com o EKC 331 + transmissor de pressão porque a temperatura do ponto de saída do condensador pode não refletir totalmente a pressão de condensação real, devido ao subresfriamento do líquido ou à presença de gases não condensáveis no sistema de refrigeração. Se o subresfriamento for demasiado baixo, pode ocorrer gás instantâneo quando os ventiladores ligarem.

Dados técnicos

� AKS 33

� EKC 331

Da linha de descarga Condensador

Para os dispositivosde expansão

SFA SFA

LLG

SVA

SNV

Recibidor

SNVDSV

� SVA� SVA

� SVA


Transmissor de pressão - AKS 33 Transmisor de presión - AKS 32R



Pressão máxima de trabalho [bar] Até 55 >33



Sinal nominal de saída 4 to 20 mA 10 a 90% do fornecimento de V

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)



Exemplo de aplicação 3.1.2:Controle de velocidade dosventiladores de condensadoresresfriados a ar

� SVA

� SVA

� AKS 33

� SVA

� AKD

Dalinha dedescarga

Condensador

SFV SFV

Para o dispositivode expansão

Recipiente de líquido

DSV

SNV

LLG

SVADanfossTapp_0141_0811-2006

➀ Conversor de freqüência

➁ Transdutor de pressão

Controle por conversor de freqüência oferece as seguintes vantagens:

Economia de energia

Melhor controle e qualidade do produto

Redução do nível de ruido do compressor

Vida longa ao compressor

Instalação simples

Controle completo e programação amigável

Dados técnicos

* Potências kW maiores mediante solicitação

Conversor de freqüência AKD2800 Conversor de freqüência AKD5000

Grau de proteção IP 20 IP 20 ou IP 54

Potência kW* 0,37kW a 18,5kW 0,75kW a 55kW

Voltagem 200-240V ou380-480V 200-240V ou 380-500V


Válvula piloto de pressão constante - CVP (HP/XP)

Material CVP (HP) Corpo: ferro fundido Base: aço inoxidávelCVP (XP) Corpo: aço Base: aço



Pressão máxima de trabalho [bar] CVP (HP): 28CVP (XP): 52

Faixa de pressão [bar] CVP (HP): –0,66 a 28CVP (XP): 25 a 52

Valor Kv [m3/h] CVP (HP): 0,4CVP (XP): 0,45

Válvula de alívio - OFV

Material Corpo: aço

Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717



DN [mm] 20/25

Faixa de pressão diferencial de abertura [bar] 2 até 8



To expansion device

Suction line

LLG

To oilcooler

SVA

Receiver

SNV

SNVDSV

Compressor

SCA

� SVA

� SVA SFA SFA

� SVA

� SVA

� NRVA

� ICS

CVP

CVPP

� ICS


Condenser

Exemplo de aplicação 3.1.3: Controle de área de condensadores resfriados

➀ Regulador de pressão


➂ Válvula de verificação



➅ Regulador da pressão diferencial

➆ Válvula de bloqueio

Refrigerante vapor a HPRefrigerante líquido a HP

Esta solução de regulação mantém a pressão do receptor em um nível suficientemente alto durante temperaturas ambientais baixas.

A válvula ➀ do servo operada pelo piloto ICS abre quando a pressão de descarga atingir a pressão estabelecida na válvula piloto CVP. A válvula ➀ do servo operada pelo piloto ICS fecha quando a pressão de descarga cair abaixo da pressão estabelecida na válvula piloto CVP.

A válvula ➅ do servo operada pelo piloto do ICS com o piloto de pressão diferencial constante

CVPP mantém pressão suficiente no receptor. Este regulador ➅ de pressão diferencial poderia também ser uma válvula de alívio OFV.

A válvula ➂ de verificação NRVA garante a pressão de condensador aumentada por meio do backup do líquido dentro do condensador. Isto requer um receptor suficientemente grande. A válvula de verificação NRVA também evita que o fluxo do líquido do receptor retorne para o condensador, quando o último estiver mais frio durante os períodos de desligamento do compressor.

Dados Técnicos

* Condições: R717, Tliq=30°C, Pdisch.=12bar, ΔP=0.2bar, Tdisch.=80°C, Te=-10°C

Válvula de servo operada pelo piloto - ICS

Material Corpo: aço de temp. baixa

Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns, incl. R717 e R744

Faixa da temp.do meio [°C] –60 a 120

Pressão máx. de trabalho [bar] 52

DN [mm] 20 a 80

Capacidade nominal* [kW] Na linha de descarga: 20,9 a 864Na linha do líquido HP 178 a 7325

Válvula piloto da pressão diferencial -CVPP (HP)

Material Corpo: aço inoxidável

Refrigerantes Todos os refrigerantes não inflamáveis comuns incl. R717

Faixa da temp.do meio [°C] –50 a 120

Pressão máx. de trabalho [bar] CVPP(HP): 28

Faixa de regulação [bar] 0 a 7, ou 4 a 22, consultar instrução

Valor de Kv m3/h 0.4



Dados técnicos(Continuação)

Válvula piloto de pressão constante - CVP (HP/XP)

Material CVP (HP) Corpo: ferro fundido Base: aço inoxidávelCVP (XP) Corpo: aço Base: aço



Pressão máxima de trabalho [bar] CVP (HP): 28CVP (XP): 52

Faixa de pressão [bar] CVP (HP): –0,66 a 28CVP (XP): 25 a 52

Valor Kv [m3/h] CVP (HP): 0,4CVP (XP): 0,45

Válvula de alívio - OFV





DN [mm] 20/25

Faixa de pressão diferencial de abertura [bar] 2 até 8



3.2 Condensadoresevaporativos

O condensador evaporativo é um condensadorresfriado a ar ambiente combinado com apulverização de água através de orifícios edefletores de ar em contra-fluxo com o ar. Aágua evapora e o efeito de evaporação dospingos de água aumenta a capacidade decondensação.

Os condensadores evaporativos atuais sãoenvoltos por um carcaça de aço ou plástico comventiladores axiais ou centrífugos na parteinferior ou superior do condensador.

A superfície de troca de calor no fluxo de arúmido é composta por tubos de aço. Acima dos orifícios de pulverização de água (no ar seco) normalmente há um quente antes que este alcance o trocador de calor na região de fluxo de ar úmido. Desta forma a formação decorrente de calcificação (depósito de cálcio) na superfície

da tubulação do trocador de calor principal é bastante reduzida.

O consumo de água nste tipo de condensador ébastante inferior ao de um condensador normalresfriado a água. O controle da capacidade de umcondensador evaporativo pode ser obtido oupelo uso de ventiladores de duas velocidade ouatravés da instalação de ventiladores comvariadores de velocidade, e, em condições detemperaturas ambientes muito baixas, através dodesligamento da bomba de circulação de água.

O uso de condensadores evaporativos está limitado em áreas com umidade relativa alta. A prevenção contra danos de congelamento em locais frios (temperaturas ambientes < 0°C) deve ser efetuada removendo-se a água no condensador evaporativo.

3.2.1 - Controle de Condensadores EvaporativosO controle da pressão de condensação ou dacapacidade dos condensadores evaporativos pode ser obtido de duas formas:

1. Controladores de pressão (pressostatos) RT ou KP para o controle do ventilador e da bomba de água (conforme mencionado anteriormente).

2. Controladores de pressão de zona neutra (pressostatos) RT-L para o controle do ventilador e da bomba de água.

3. Controlador por estágios para o controle de ventiladores com duas velocidades e da bomba de água.

4. Conversores de freqüência para o controle da velocidade do ventilador e controle da bomba de água.

5. Chave de fluxo Saginomiya para alarme no caso de falha na circulação de água.



Exemplo de Aplicação 3.2.1:Controle por estágios docondensador evaporativo compressostato RT

Da linhade sucção

Compressor

SCA

SNV DSV


Para o resfriadorde óleo

LLG

SVA SNVPara os dispositivosde expansão

SFA

� SVA

SFA

� SVA

� RT 5A

Condensador

� RT 5A

� SVABombade água


➀ Controlador de pressão

➁ Controlador de pressão




Esta solução de ajuste mantém a pressão decondensação, assim como a pressão no recipiente de líquido em um nível suficientemente alto sob baixa temperatura ambiente.

Quando a pressão na entrada do condensadorcair abaixo do valor de ajuste do pressostato RT5A ➁, este desligará o ventilador para diminuira capacidade de condensação.

Em temperatura ambiente extremamente baixa,quando a pressão de condensação cair abaixodo valor de ajuste do RT 5A ➀ mesmo apóstodos os ventiladores terem sido desligados, oRT ➀ desligará a bomba de água.

Quando a bomba estiver desligada, o condensador e a tubulação de água deverãoser drenados para evitar a formação de depósito de cálcio (calcificação) e congelamento.

Dados técnicos Pressotato HP - RT 5A

Refrigerantes R717 refrigerantes fluorados

Proteçào IP 66/54


Faixa de ajuste [bar] RT 5A: 4 a 17


Pressão máxima de teste [bar] 25

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Água



Exemplo de Aplicação 3.2.2:Controle gradual do condensador evaporativo com controlador por estágios EKC 331 � EKC 331

� AKS 33

Para os dispositivos de expansão

Da linhade sucção

LLG


SVA


SNV

SNVDSV

Compressor

SCA

� SVA� SVA

SFA SFA

Condensador

� SVABombade água


➀ Controlador por estágios

➁ Transmissor de pressão




Esta solução funciona da mesma forma daquelaapresentada no exemplo 3.2.1, porém operadapor controlador por estágios EKC 331 ➀. Para obter mais informações sobre o EKC 331, consulte a página 7.

A solução da regulação de capacidade de água para condensadores evaporativos pode ser obtida utilizando um regulador de potência EKC 331 e um transmissor de pressão AKS.O controle seqüencial para a bomba d’água deve ser escolhido conforme descrito acima. Controle seqüencial significa que as etapas sempre serão ativadas e desativadas na mesma ordem.

A versão EKC 331T aceita um sinal de um sensorde temperatura PT 1000, que pode ser necessáriopara sistemas secundários.

Controle de Zona NeutraA zona neutra é estabelecida próxima ao valor de referência onde não ocorra carregamento/descarregamento. Fora da zona neutra (nas áreas hachuradas “+zone” e “- zone”) o carregamento/descarregamento ocorrerá à medida que a pressão de medição for desviando dos ajustes de zona neutra.

Se o controle ocorrer fora da área hachurada(chamada de ++zone e -zone), ocorrerãoalgumas mudanças na capacidade ativação(colocação em circuito) mais rapidamente do quese estivesse dentro da área hachurada.

Para obter mais detalhes, consulte o manual doEKC 331 (T) da Danfoss.

Dados técnicos Transmissor de pressão - AKS 33 Transmissor de pressão - AKS 32R



Pressão máxima de trabalho PB [bar] Até 55 >33



Sinal nominal de saída 4 a 20 mA 10 a 90% do fornecimento de V




3.3 Condensadores resfriados a água

O condensador resfriado a água era,originalmente, um trocador de calor casco etubos, mas hoje é mais comum o uso domoderno projeto de trocador de calor a placas(para amônia, fabricado de aço inoxidável).

Condensadores resfriados a água não sãousados com muita frequência, pois em várioslugares é proibido a utilização de grandesquantidades de água que estes tipos decondensadores consomem (controle do consumo de água e / ou alto custo da água).

Hoje em dia os condensadores resfriados a águasão comuns em sistemas compactos para

resfriamento (“chillers”), sendo a água deresfriamento proveniente de uma torre deresfriamento e recirculada. Ele também pode serutilizado como um condensador de recuperação de calor para o fornecimento de água quente.

O controle da pressão de condensação pode serobtido pelo controle da vazão de água deresfriamento efetuado através da instalação de uma válvula automática controlada pela pressão ou por uma válvula motorizada controlada por um controlador eletrônico.

Exemplo de Aplicação 3.3.1:Controle, com válvula de água,da vazão de água paracondensadores resfriados a água



➂ Válvula de água

Esta solução mantém a pressão de condensaçãoem um nível constante. A pressão de condensação do refrigerante é direcionadaatravés de um tubo capilar para a parte superiorda válvula de água WVS ➂, e ajusta a abertura daWVS de forma correspondente. A válvula deágua WVS ➂ é um regulador -P.

Dados técnicos Válvula de água -WVS

Material Corpo da válvula: ferro fundidoFole: alumínio e aço protegido contra corrosão

Refrigerantes R717, CFC, HCFC, HFC

Meio Água fresca, salmora neutra


Pressão de fechamento ajustável [bar] 2,2 a 19

Pressão máxima de trabalho do lado do refrigerante [bar] 26,4

Pressão máxima de trabalho do lado do líquido [bar] 10

DN [mm] 32 a 100


Condensador

Compressor

Saída deágua deresfriamento

Entrada deágua deresfriamento

SCA � SVA


Da linhade sucção

� SVA

SNVSFA

DSV

SFA

SNV

� WVS




Exemplo de Aplicação 3.3.2:Controle com válvula motorizada, da vazão de água para condensadores resfriados a água


Saída deágua deresfriamento

Da linhade sucção

Compressor

SNV

� VM2

Condensador


� SVA

SFA

SNV

SCA � SVA

SFA

DSV

AMV 20

� AKS 33

� Controlador


➀ Transmissor de pressão

➁ Controlador




O controlador ➁ recebe o sinal de pressão decondensação do transmissor de pressão AKS 33 ➀, e envia um sinal de modulaçãocorrespondente para o atuador AMV 20 daválvula motorizada VM 2 ➂. Desta forma, avazão da água de resfriamento é ajustada e apressão de condensação é mantida em umnível constante.

Dados técnicos

Nesta solução, o controlador pode serconfigurado para controle PI ou PID.

A VM 2 e VFG 2 são válvulas motorizadas projetadas para aquecimento urbano e tambémpodem ser utilizadas para o controle da vazão deágua em instalações de refrigeração.

Válvula motorizada - VM 2

Material Corpo de válvula: bronze vermelho

Meio Água de circulação / água emsolução de glicol em até 30%

Faixa de temperatura do meio [°C] 2 a 150


DN [mm] 15 a 50

Válvula motorizada - VFG 2

Material Corpo de válvula: Ferro fundido / ferro doce / aço fundido

Meio Circulação de água / água comsolução glicólica em até 30%

Faixa de temperatura do meio [°C] 2 a 200

Pressão máxima de trabalho [bar] 16/25/40

DN [mm] 15 a 250





Controle de Condensador Refrigerado a ArControle gradual dosventiladores com ocontrolador por estágiosEKC331 Condensador


PT

Utilizado principalmentepara refrigeração industrialem climas quentes e em umgrau bem inferior paraclimas frios.

Controle em estágios dovolume de ar ou com ocontrole da variação develocidade do ventilador;economia de energia;Sem utilização de água.

Temperatura ambiente bembaixa;O controle gradual doventilador pode emitir ruído.

Controle de velocidade deventiladores decondensadores resfriadosa ar

Codensador

PT


Aplicável a todos oscondensadores quetrabalham em velocidades reduzidas

Baixa corrente de partidaEconomia de energiaBaixo nível de ruídoVida mais longa para ocondensadorInstalação simples

Temperaturas ambientemuito baixas:

Controle de Condensador EvaporativoControle gradual docondensador evaporativocom pressostato RT

Da linhade descarga

Codensador


PS PS

Refrigeração industrial comgrande requisito de capacidade.

Grande redução de consumode água em comparaçãocom os condensadoresresfriados a água erelativamente de fácilcontrole de capacidade;Economia de energia.

Não aplicável em países comalta umidade relativa; emclimas frios devem sertomadas precauçõesespeciais para que a águanos tubos seja drenadadurante os períodos deinatividade da bomba de água.

Controle gradual do condensador evaporativocom controlador por estágios EKC 331

Da linhade descarga


Condensador

Bombad’água

PT

Refrigeração industrial comgrande requisito de capacidade.

Grande redução de consumode água em comparação com os condensadores resfriados a água e relativamente de fácil controle de capacidade;Possível de ser controladoremotamente. Economia de energia.

Não aplicável em países comalta umidade relativa; emclimas frios devem sertomadas precauções especiais para que a águanos tubos seja drenadadurante os períodos deinatividade da bomba de água.

Controle de Condensador Resfriados a ÁguaControle da vazão deágua com válvula de água

Condensador

Compressor

Entrada de água gelada

Saída deágua gelada

PCChillers, condensadores /recuperadores de calor

Fácil de controlar a capacidade

Não aplicável quando adisponibilidade de águaé um problema.

Controle da vazão de águacom válvula motorizada

Condensador

Compressor

Entrada deágua gelada

Saída deágua gelada

M

PT

PC Chillers, condensadores /recuperadores de calor

Facil de controlar acapacidade do condensadore a recuperação de calor;Possíibilidade de ser controlado remotamente.

Este tipo de instalação émais cara que uma instalaçãonormal; n Não aplicávelquando a disponibilidadede água é um problema.

3.4 Resumo


Consulte a página 104 para obter a relação das literaturas de referência em ordem alfabética.


AKD RB.8D.B

AKS 21 ED.SA0.A

AKS 32R RD.5G.J

AKS 33 RD.5G.H

AMV 20 ED.95.N

CVPP PD.HN0.A

CVP PD.HN0.A


ICS PD.HS0.A

NRVA RD.6H.A

RT 5A PD.CB0.A

SVA PD.KD0.A

VM 2 ED.97.K

WVS RD.4C.A


AKD 2800 EI.R1.H

AKD 5000 EI.R1.R

AKS 21 RI.14.D

AKS 32R PI.SB0.A

AKS 33 PI.SB0.A

AMV 20 EI.96.A

CVPP RI.4X.D

CVP RI.4X.D


ICS PI.HS0.A

NRVA RI.6H.B

RT 5A RI.5B.C

SVA PI.KD0.B

VM 2 VI.HB.C

WVS RI.4C.B

Instrução do Produto




4. Controle de Nível de Líquido

O controle do nível do líquido é um elementoimportante no projeto de sistemas derefrigeração industrial. O sistema controla ainjeção de líquido para manter um nívelconstante de líquido.

Dois mais importantes princípios distintospodem ser utilizados ao se projetar um sistemade controle de nível:

Sistema de controle de nível de líquido pelo lado de alta pressão (HP LLRS).

Sistema de controle de nível de líquido pelo lado de baixa pressão (LP LLRS).

Os sistemas de controle de nível de líquidopelo lado de alta pressão são tipicamentecaracterizados pelo seguinte:1. Foco no nível do líquido do lado de condensação do sistema.2. Carga crítica de refrigerante.3. Recipiente de líquido pequeno ou até sem recipiente.4. Aplicável principalmente a “chillers” e outros sistemas com pequenas cargas de refrigerante (por exemplo, congeladores pequenos).

Os sistemas de controle de nível de líquidopelo lado de baixa pressão são caracterizadospelo seguinte:1. Foco no nível do líquido do lado de evaporação do sistema.2. Normalmente o recipiente de líquido é grande.3. Alta (suficiente) carga de refrigerante.4. Aplicável principalmente a sistemas descentralizados.

Ambos os princípios podem ser obtidos utilizando componentes mecânicos e eletrônicos.

4.1 Sistema de Controle de Nível de Líquido Pelo Lado de AltaPressão (HP LLRS)

Ao projetar um HP LLRS, os seguintes pontosdevem ser levados em consideração:

Logo que o líquido estiver “formado” nocondensador ele será alimentado ao evaporador (lado de baixa pressão).

O líquido que sai do condensador terá pouco ounenhum sub-resfriamento. Isto é importante edeve ser considerado quando o líquido flui parao lado de baixa pressão. Se houver perda depressão na tubulação ou nos componentes,poderá ocorrer flash-gas e causar redução dacapacidade de fluxo.

A carga de refrigerante deve ser precisamentecalculada para assegurar a existência de umaquantidade de refrigerante adequado nosistema. Uma sobrecarga aumenta o risco de“transbordamento” no evaporador ou noseparador de líquido e pode causar a aspiraçãodo líquido para dentro do compressor (golpe delíquido). Se a carga no sistema for insuficiente oevaporador será prejudicado por falta dealimentação. O tamanho do vaso do lado de

baixa pressão (separador de líquido / evaporadorcasco e tubos) deve ser cuidadosamenteprojetado para acomodar o refrigerante sobtodas as condições sem causar golpe de líquido.

Devido aos motivos acima, os HP LLRS sãoespecialmente adequados para sistema quenecessitem de pouca carga de refrigerante, talcomo“chillers” ou pequenos freezers.Normalmente as unidades “chillers” não precisamde recipientes de líquido. Mesmo que umrecipientes de líquido seja necessário parainstalar os pilotos e prover refrigerante líquidoum resfriador de óleo, o recipientes poderá serpequeno. Como conseqüência do acima descrito, os LLRS de HP são especialmente apropriados para sistemas que requeiram uma carga de refrigerante pequena, p.ex., unidades de resfriamento líquido, ou congeladores pequenos. Unidades de resfriamento líquido não necessitam de receptores, no entanto, se um for necessário um receptor a fim de instalar pilotos e fornecer refrigerante para um resfriador de óleo, o receptor pode ser fisicamente pequeno.



Exemplo de aplicação 4.1.1:Solução mecânica para o controle de nível de líquido a alta pressão (HP)


➁ Filtro

➂ Válvula principal operada por piloto


➄ Válvula de bóia

➅ Válvula de bloqueio


Em grandes HP LLRS a válvula de bóia SV1 ➄ ou SV3 é utilizada como uma válvula piloto para uma válvula principal PMFH ➂. Conforme ilustrado acima, quando o nível de líquido no recipiente de líquido aumentar acima do nível ajustado, a válvula de bóia SV1 ➄ fornece um sinal para que a válvula principal PMFH abra.

A função do receptor neste caso é fornecer um sinal mais estável para facilitar o funcionamento do flutuador do SVI.

Dados técnicos

� FIA� SVA� SVA

Para oseparador


Do condensador

EVM

� PMFH

SNV

� SV1

� SVA

SNV

DSV

LLGRecipiente de líquido

� SVASVA

SFASFA

SVA

SVA

Da linha dedescarga D

anfoss

Tapp_0044_08

11-2006

PMFH 80 - 1 a 500

Material Ferro fundido nodular especial para baixa temperatura

Refrigerantes R717, HFC, HCFC e CFC

Faixa de temperatura do meio [°C] –60 a + 120



Capacidade nominal * [kW] 139-13900

* Condições: R717, +5/32°C, Tl = 28°C

* Condições: R717, +5/32°C, Tl = 28°C

Válvula de bóia - SV1 e SV3

Material Carcaça: açoTampa: Ferro fundido especial para baixa temperaturaFlutuador: aço inoxidável


Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a + 65

Faixa P [mm] 35



Valor Kv [m3/h] 0,06 para SV 10,14 para SV 3

Capacidade nominal * [kW] SV1: 25SV3: 64

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)



Exemplo de Aplicação 4.1.2:Solução mecânica para o controle de nível de líquido HP com HFI

� HFI

Para o separadorde líquido

Docompressor

Saída de água de resfriamento

Entrada de água de resfriamento

Condensador do tipo placas

Tubo de purga (opção 1)

Tubo de purga (opção 2)


➀ Válvula de bóia HP

Se o condensador for do tipo trocador de calorde placas, poderá ser utilizada a válvula debóia mecânica HFI ➀ para controlar o nível dolíquido.

A HFI é uma válvula de bóia de alta pressão deação direta; portanto não será necessárianenhuma pressão diferencial para sua ativação.

É possível que seja necessário um Waterlt para

Dados técnicos

* Condições: R717, –10/35°C

conectar uma linha de equalização pelo lado da HP ou da LP (Opção 1 ou 2), como mostrado no desenho, para remover o vapor refrigerante do compartimento do flutuador pois isto pode evitar que o líquido penetre neste compartimento e, conseqüentemente, evitar que a válvula HFI abra.

A opção 1 a solução mais simples. A opção 2 requer a instalação de uma válvula solenóide na linha de equalização.

HFI

Material Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura.

Refrigerantes R717 e outros refrigerantes não inflamáveis. Para refrigerantes com densidade maior que700 kg/m3, consulte a Danfoss.


Pressão máxima de trabalho [bar] 25 bar

Pressão máxima de teste [bar] 50 bar (sem flutuador)

Capacidade nominal * [kW] 400 a 2400

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)Água



Exemplo de Aplicação 4.1.3:Solução eletrônica para o controle de nível de líquido a alta pressão (HP)

� FIA� SVA� SVA

Para oseparador


SNV

� SVA

SNV

SFA

DSV

SFA

LLGRecipiente de líquido

� SVASVA

� EKC 347

ICAD

� ICM

SVA

SVA

� AKS 41

Do condensador

Da linha dedescarga D

anfoss

Tapp_0046_08

09-2007


➁ Filtro



➄ Controlador

➅ Transmissor de nível


➇ Válvula de bloqueio

Ao projetar uma solução LLRS eletrônica o sinalde nível do líquido pode ser fornecido por umAKS 38, que é uma chave (liga/desliga) de nívelou um AKS 41 que é um transmissor (4-20 mA) denível.

O sinal eletrônico é enviado para o controladoreletrônico EKC 347 que controla a válvula deinjeção.

A injeção do líquido pode ser controlada dediversas formas:

Por meio de uma válvula moduladora motorizada tipo ICM com um atuador ICAD.

Por meio de uma válvula de expansão pulsante tipo AKVA. A válvula AKVA deve ser utilizada somente quando a pulsação da válvula for aceitável.

Dados técnicos

* Condições: R717, Te = –10°C, Δp = 8.0 bar, ΔTsub = 4K;

Por meio de uma válvula de regulagem REG atuando como uma válvula de expansão e uma válvula solenóide EVRA para permitir o controle ON/OFF (liga/desliga).

O sistema ilustrado é um transmissor de nível AKS 41 ➅ que envia um sinal de nível para um controlador de nível de líquido EKC 347 ➄ A válvula motorizada ICM ➂ atua como uma válvula de expansão.


Material Cuerpo: Acero de baja temperatura




DN [mm] 20 a 80


Transmisor de nivel - AKS 41

Material Rosca e tubo: aço inoxidávelParte superior: alumínio fundido

Refrigerantes R717, R22, R404a, R134a, R718, R744



Faixa demedição [mm] 207 a 2927

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)



4.2 Sistema de Controle deNível de Líquido deBaixa Pressão (LP LLRS)

Cuando se diseña un LLRS LP, los siguientespuntos deben ser tomados en consideración:

Como resultado de lo antedicho, el LLRS LP esespecialmente apropiado para sistemasdescentralizados en los cuales existen muchosevaporadores y la carga del refrigerante es grande, tales como almacenes frigoríficos. Con el LLRS LP, estos sistemas podrían funcionar con seguridad aun cuando la carga del refrigerante sea imposible de ser calculada exactamente.

El recibidor debe ser suficientemente grande para acumular el refrigerante líquido que viene de los evaporadores en el momento en que el contenido de refrigerante en algunos evaporadores varía con la carga de enfriamiento, algunos evaporadores se desconectan para el servicio. o parte de los evaporadores son

drenados para descongelar. El nivel de líquido en el recipiente de baja presión (separador de líquido/ evaporador multitubular) es mantenido a un nivel constante. Esto es seguro para el sistema, ya que un nivel de líquido demasiado alto en el separador de líquido puede causar golpe deariete al compresor, y un nivel del líquido demasiado bajo podría resultar en la cavitación de las bombas de refrigerante en un sistema de circulación por bomba.

En conclusión, Los LLRS HP son convenientes para sistemas compactos tales como enfriadores; la ventaja es el costo reducido (Depósito pequeño o sin depósito). Mientras que los LLRS LP son muy convenientes para sistemas descentralizados con muchos evaporadores y tubería larga, similar a cámaras frigoríficas; la ventaja es la seguridad y fiabilidad más elevadas.

Exemplo de Aplicação 4.2.1:Solução mecânica para o controle de nível de líquido LP

� FIA� SVA

Dorecipientede líquido

AKS 38

AKS 38

SNV

SVASNV

DSV


Para a linha desucção docompressor

Do evaporador

Para o evaporador

LLG

SVA

SVA

SVA

EVM

� ICS1

SVA

SFASFASVA � SVA

� SVA

� SV4

QDVDanfossTapp_0047_0809-2007


➁ Filtro

➂ Válvula solenóide

➃ Válvula de bóia LP



As válvulas de bóia SV “monitoram” o nível do líquido em vasos de baixa pressão. Se a capacidade for pequena, as válvulas SV ➃ podem atuar diretamente como uma válvula de expansão no vaso de baixa pressão, conforme mostrado.

Dados técnicos

Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)

SV 4-6

Material Carcaça: açoTampa: Ferro fundido especial aprovado para serviço a baixa temperatura (nodular)Flutuador de aço inoxidável



Faixa P [mm] 35



Valor Kv [m3/h] 0,23 para SV 40,31 para SV 50,43 para SV 6

Capacidade nominal * [kW] SV4: 102 SV5: 138SV6: 186

* Condições: R717, +5/32°C, ΔTsub = 4K.



Exemplo de aplicação 4.2.2:Solução mecânica para o controle de nível de líquido LP

AKS 38

AKS 38

SNV

� SV4

SVASNV

DSV

Separador de LíquidoLLG

SVA

SVA

SVA

SVA

SFASFA

� SVA

� SVA

� FIA� PMFL

EVM

� SVA

SVA


� SVA


Do evaporador

Para o evaporador QDVDanfossTapp_0048_0809-2007


➁ Filtro

➂ Válvula pirncipal operada por piloto


➄ Válvula de bóia LP


➆ Válvula de bloqueioSe a capacidade for grande, a válvula de bóia SV ➄ é utilizada como uma válvula piloto para uma válvula principal PMFH. Conforme ilustrado acima, quando o nível de líquido no recipiente

Dados técnicos


PMFL 80 - 1 a 500

Material Ferro fundido nodular especial aprovado para serviço a baixa temperatura





Capacidade nominal * [kW] 139-13,900

Exemplo de aplicação 4.2.3:Solução eletrônica para ocontrole de nível de líquido LP

� AKS 38

SNV

SVA

DSV


Del evaporador

LLG

SFASFA

� ICS � FIA

EVM

� EKC 347� AKS 41

SVA

SVA

� SVA � SVA

SVA

SVA

SVA

SNV

ICAD

� ICM


Para o evaporador QDV




➁ Filtro


➃ Válvula motorizada


➅ Controlador

➆ Transmissor de nível

➇ Chave de nível O transmissor de nível AKS 41 ➆ monitora onível de líquido no separador e envia um sinalde nível para o controlador de nível de líquidoEKC 347 ➅, que envia um sinal de modulaçãopara o atuador da válvula motorizada ICM .A válvula motorizada ICM ➃. atua como umaválvula de expansão.

O controlador de nível de líquido EKC 347 ➅ também provê saídas a relé para limitessuperiores e inferiores e para nível de alarme.Entretanto recomenda-se que a chave de nívelAKS 38 ➇ seja instalada como uma chave de nívelalto.

de líquido cair abaixo do nível ajustado, a válvula de bóia SV ➄ provê um sinal para que a válvula PMFL abra.





Exemplo de Aplicação 4.2.4:Solução eletrônica para ocontrole de nível de líquido LP

AKS 38

SNV

SVA

DSV

Separador de LíquidoLLG

SFASFA

� AKVA

� FIA

� EKC 347

� AKS 41

SVA

SVA

� SVA

� SVA

SVA

SVA

SVA

SNV

Dorecipeintede líquido

Para o evaporador

Do evaporador

QDV


� EVRAT



➁ Filtro


➃ Válvula de expansão operada eletrônicamente


➅ Controlador

➆ Transmissor de nívelEsta solução é similar à solução 4.2.3. Entanto,com este exemplo, a válvula motorizada ICM ésubstituída por uma válvula de expansãopulsante AKVA. A servo válvula EVRAT ➂ é usadacomo uma válvula solenóide adicional paraassegurar 100% de fechamento (estanqueidade)durante períodos fora de ciclo de pulsação.

Dados técnicos



AKS 38

SNV

SVA

DSV

LLG

SFASFA

� AKS 41

SVA

SVA

SVA

SVA

SVA

SNV

� EKC 347

ICFS

ICM

� ICF

ICFM

ICFE

ICFF

ICFS

QDV

Separadorde Líquido


Para o evaporador

Do evaporador



➀ Estação de válvula ICF, incluindo:

Válvula de bloqueio Filtro Válvula solenóide Válvula motorizada Operador manual Válvula de bloqueio

➁ Controlador

➂ Transmissor de nível

A Danfoss pode fornecer uma solução queutilize uma válvula bem compacta ICF ➀. Até seismódulos distintos podem ser montados nomesmo corpo, com muita facilidade.

O módulo ICM atua como uma válvula deexpansão e o módulo ICFE é uma válvulasolenóide.Esta solução funciona de forma idêntica aoexemplo 4.2.3. Também existe solução alternativacom válvula ICF para a aplicação 4.2.4.

O controlador de nível de líquido EKC 347 ➅ também provê saídas a relé para limitessuperiores e inferiores e para nível de alarme.Entretanto recomenda-se que a chave de nívelAKS 38 seja instalada como uma chave de nívelalto.

AKVA

Material AKVA 10: aço inoxidávelAKVA 15: ferro fundidoAKVA 20: ferro fundido

Refrigerantes R717

Faixa de temperatura do meio [°C] AKVA 10: –50 a +60AKVA 15/20: –40 a +60


DN [mm] 10 a 50Capacidade nominal* [kW] 4 a 3150

M






� AKS 38

SNV

SVA

DSV

LLG

SFASFA

SVA

SVA

SVA

SVA

SVA

SNV

� REG

� SVA � SVA� EVRA+FA

AKS 38


AKS 38

Separadorde Líquido


Para o evaporador

Do evaporador




➂ Válvula regulada manualmente


➄ Chave de nível

Esta solução controla a injeção de líquido utilizando o controle On/Off (liga/desliga). A chave de nível AKS 38 ➄ controla a energização da válvula solenóide EVRA ➁, de acordo com o nível de líquido no separador. A válvula deregulagem manual REG ➂ atua como uma válvula de expansão.

Dados técnicos AKS 38

Material Carcaça: ferro fundido comcromato de zinco

Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns não inflamáveis, inclusive o R717.



Faixa demedição [mm] 12,5 a 50

REG

Material Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura.




Pressão de teste [bar] Teste de resistência: 80Teste de vazamento: 40

Valor Kv [m3/h] 0,17 a 81,4 para válvulas totalmente abertas

EVRA

Refrigerantes R717, R22, R134a, R404a, R410a, R744, R502




Valor Kv [m3/h] 0,23 a 25.0

* Condições: R717, –10/+25°C, Δp = 0.15 bar




Solução Aplicação Benefícios LimitaçõesSolução mecânica paraalta pressão:SV1/3 + PMFH


Aplicável a sistemas com cargas pequenas de refrigerantes, por ex. “Chillers”

Puramente mecânico.Ampla faixa de capacidade.

Impossível de ser operadoremotamente, a distânciaentre a SV e o PMFH ficalimitada a vários metros.Um pouco lento em resposta.

Solução mecânica paralta pressão: HFI

Condensadorde placas

Aplicável a sistemas compequenas cargas refrigerantes e com condensadores tipo a placas.

Puramente mecânico.Solução simples.Especialmente adequadopara o trocador de calora placas.

Impossível utilizar oresfriamento do óleopor termosifão.

Solução eletrônica paraalta pressão:AKS 41+EKC 347 + ICM Recipiente

de líquido

M

LC

LT Aplicável a sistemas comcargas refrigerantespequenas, por ex. “Chillers”.

Flexível e compacto.Possível de ser monitorado econtrolado remotamente.Abrange uma grande faixa de capacidade.

Não aplicável arefrigerantes inflamáveis.

Solução mecânica parabaixa pressão: SV4-6 Separador

de líquido

Aplicável a sistemas pequenos

Puramente mecânico.Solução simples de baixocusto.

Capacidade limitada.

Solução mecânica parabaixa pressão:SV 4-6 + PMFL

Separadorde líquido

Especificamente aplicável asistemas descentralizados,tais como em frigoríficos.

Puramente mecânico.Ampla faixa de capacidade.

Impossível de ser operadoremotamente, a distânciaentre a SV e o PMFH ficalimitada a vários metros.Um pouco lento em resposta.

Solução eletrônica parabaixa pressão:AKS 41 + EKC 347 + ICM


M

LT

LCEspecificamente aplicável asistemas descentralizados,tais como em frigoríficos.

Flexível e compacto.Possível de ser monitoradoe controlado remotamente.Cobre uma grande faixa decapacidade.

Não aplicável a refrigerantes inflamáveis.

Solução eletrônica parabaixa pressão:AKS 41 + EKC 347 + AKVA


AKVA LC

LT


Flexível e compacto.Possível de ser monitoradoe controlado remotamente.Ampla faixa de capacidade.Mais rápido que a válvulamotorizada. Válvula seguracontra falha (NC).

Não aplicável a refrigerantes inflamáveis.Os sistemas precisamadmitir pulsações.

Solução eletrônica parabaixa pressão:AKS 41 + EKC 347 + ICF


M

LT

LCEspecificamente aplicável asistemas descentralizados,tais como em frigoríficos.

Flexível e compacto.Possível de ser monitoradoe controlado remotamente.Cobre uma grande faixa decapacidade.Fácil de instalar.

Não aplicável a refrigerantes inflamáveis.

Solução eletrônica parabaixa pressão:AKS 38 + EVRA + REG



Simples.Baixo custo.

Apenas 40 mm para o ajustede nível. Muito dependentede ajuste da válvula REG.Não aplicável a sistemascom grande flutuação decapacidade.

4.3 Resumo




AKS 38 RD.5M.A

AKS 41 PD.SC0.A

AKVA PD.VA1.B

EKC 347 RS.8A.X

EVRA(T) RD.3C.B

ICM PD.HT0.A


PMFH/L RD.2C.B

ICF PD.FT0.A

REG PD.KM0.A

SV 1-3 RD.2C.B

SV 4-6 RD.2C.B


AKS 38 RI.5M.A

AKS 41 PI.SC0.A

AKVA PI.VA1.C PI.VA1.B

EKC 347 RI.8B.Y

EVRA(T) RI.3D.A

ICM PI.HT0.A


PMFH/L RI.2C.F PI.GE0.A

ICF PI.FT0.A

REG PI.KM0.A

SV 1-3 RI.2B.F

SV 4-6 RI.2B.B

Instrução do produto




5. Controles do Evaporador

O evaporador é uma parte do sistema derefrigeração onde o calor efetivo é transferidodo meio que se deseja resfriar (por ex., ar,salmora ou produto diretamente) para orefrigerante.

Portanto, a função principal do sistema decontrole do evaporador é a de obter a temperatura desejada do meio. Além disto, osistema de controle também deve manter oevaporador sempre operando eficientemente elivre de problemas.

Especificamente, os seguintes métodos decontrole são necessários aos evaporadores:

As Seções 5.1 e 5.2 sobre sistemas de controle de suprimento líquido descrevem dois tipos distintos para fornecimento de líquido: de expansão direta (DX) e re-circulação de líquido bombeado.

Degelo (Seção 5.3 & 5.4), que é necessário para resfriadores de ar operando em temperaturas abaixo de 0°C.

Controle de sistemas com múltiplas temperaturas (Seção 5.5) para evaporadores que precisam operar sob diferentes níveis de temperatura.

Controle da temperatura do meio (Seção 5.6) quando for necessário que a temperatura do meio seja mantida em um nível constante com grande precisão.

Ao introduzir o controle de temperatura e degelo,os evaporadores de expansão direta (DX) e os decirculação de líquido bombeado serão abordadosindividualmente, pois há algumas diferenças nossistemas de controle.

5.1 Controle da Expansão Direta

Para projetar o sistema de fornecimento delíquido para evaporadores de expansão direta,os seguintes requisitos deverão ser satisfeitos:

O líquido refrigerante fornecido ao evaporador deve ser completamente evaporado. Isto é necessário para proteger o compressor contra golpe de líquido.

A temperatura “off” do meio deve ser mantida dentro da faixa desejada.

A injeção de líquido é controlada por uma válvula de expansão controlada por superaquecimento que mantém o superaquecimento na saída do evaporador dentro da faixa desejada.

Esta válvula de expansão pode ser por uma válvula de expansão termostática ou por uma válvula de expansão eletrônica.

O controle de temperatura é normalmente obtido pelo controle ON/OFF (liga/desliga) que ativa e desativa o fornecimento de líquido para oevaporador de acordo com a temperatura domeio.



Exemplo de Aplicação 5.1.1:Evaporador DX, expansãotermostática


� FA + � EVRA

� TEA

� SVA� SVA

� SVA

Para a linha de sucção

� Evaporador

� AKS 21

� EKC 202


➀ Entrada de líquido na válvula de bloqueio

➁ Filtro


➃ Válvula de expansão termostática

➄ Entrada da válvula de bloqueio do evaporador

➅ Válvula de bloqueio na linha de sucção

➆ Evaporador

➇ Termostato digital

➈ Sensor de temperatura

Exemplo de aplicação 5.1.1 mostra umainstalação típica para um evaporador DX semdegelo por gás quente.

A injeção de líquido é controlada por umaválvula de expansão termostática TEA ➃ quemantém o superaquecimento do refrigerante nasaída do evaporador em um nível constante. ATEA é projetada para amoníaco. A Danfosstambém fornece válvulas de expansãotermostática para refrigerantes fluorados.

A temperatura do meio é controlada pelotermostato digital EKC 202 ➇, que controla aatuação ON/OFF (liga/desliga) da válvulasolenóide EVRA ➂ de acordo com o sinal detemperatura do meio do sensor de temperaturaPT 1000 AKS 21 ➈.

Dados técnicos

Esta solução também pode ser aplicada aosevaporadores DX com degelo natural ou elétrico.

O degelo natural é obtido pela parada do fluxo de refrigerante para o evaporador, mantendo oventilador operando. O degelo elétrico é obtidointerrompendo o fluxo do refrigerante para oevaporador e parando o ventilador e ao mesmotempo que é ligada a restência elétrico dentro dobloco aletado do evaporador.

Controlador do Evaporador EKC 202O termostato digital controlará todas as funçõesdo evaporador, inclusive o termostato, ventilador,degelo e alarmes.Para obter mais detalhes, consulte o manual doEKC 202 da Danfoss.

Válvula de expansão termostática - TEA

Refrigerantes R717

Faixa de temperatura de evaporação [°C] -50 a 30

Temperatura máxima do bulbo [bar] [°C] 100



* Condições: –15°C/+32°C, ΔTsub = 4°C

Válvula solenóide - EVRA(T)

Refrigerantes R717, R22, R134a, R404a, R410a, R744, R502




Valor Kv [m3/h] 0,23 a 25,0

* Condições: R717, –10/+25°C, Δp = 0.15 bar

Filtro - FA

Refrigerantes Amoníaco e refrigerantes fluorados



DN [mm] 15/20

Inserto do filtro Entrelaçamento de aço inoxidável 150μ

Valor Kv [m3/h] 3,3/7,0

Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)



Exemplo de Aplicação 5.1.2:Evaporador DX, expansãoeletrônica

Do recipeintede líquido

� SVA� SVA

� SVAPara a linhade sucção

� ICM

ICAD

� AKS 21

� FA + � EVRA

� Evaporador

� EKC 315A

AKS 33

AKS 21


O exemplo de aplicação 5.1.2 mostra umainstalação típica para um evaporador DXcontrolado eletrônicamente e sem degelo porgás quente. A injeção de líquido é controlada pela válvulamotorizada ICM ➃ controlada pelo controladorde evaporador tipo 315. O controlador EKC 315 ➇ medirá o superaquecimento por meio dotransmissor de pressão AKS 33 e de umsensor de temperatura AKS 21 ➈ na saída doevaporador, controlando a abertura da ICM paramanter o superaquecimento em um nível ideal.

Ao mesmo tempo o controlador EKC 315 operacomo um termostato digital que controlará aatuação ON/OFF (liga/desliga) da válvulasolenóide EVRA ➂ dependendo do sinal detemperatura do meio do sensor de temperaturaAKS 21 .

Dados técnicos

Em comparação com a solução 5.1.1, esta soluçãooperará o evaporador sob um superaquecimentootimizado, constantemente adaptando o grau deabertura da válvula de injeção para assegurar amáxima capacidade e eficiência. A área de trocado evaporador será totalmente utilizada. Alémdisto, esta solução oferece uma alta precisão nocontrole da temperatura do meio.

Controlador do Evaporador EKC 315O controlador digital controlará todas as funçõesdo evaporador, inclusive o termostato, expansão e alarmes.

Para obter mais detalhes, consulte o manual doEKC 315 da Danfoss.

* Condições: R717, Te = –10°C, Δp = 8.0 bar, ΔTsub = 4K;


Material Carcaça: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura




DN [mm] 20 a 65


Transmissor de pressão - AKS 33

Refrigerantes Todos os refrigerantes

Faixa de operação [bar] 1 até 34

Pressão máxima de trabalho [bar] Até 55


Faixa de temperatura compensada [°C] LP: –30 a +40 HP: 0 a +80

Sinal nominal de saída 4 a 20 mA

➀ Entrada de líquido na válvula de bloqueio

➁ Filtro


➃ Válvula de expansão eletrônica

➄ Válvula de bloqueio na entrada do evaporador

➅ Válvula de bloqueio da linha de sucção

➆ Evaporador

➇ Controlador

➈ Sensor de temperatura

Transmissor de pressão

Sensor de temperatura




Exemplo de aplicação 5.1.3:Evaporador DX, ExpansãoEletrônica com solução deControle ICF

Do recipientede líquido � ICF

� SVA


� AKS 33

� AKS 21

� AKS 21

� Evaporador

� EKC 315A

ICFS

ICFS

ICM

ICFF

ICFE

ICFM



Válvula de bloqueio na entrada de líquido Filtro Válvula solenóide Operador manual Válvula de expansão ICM operada eletrônicamente Entrada da válvula de bloqueio do evaporador

➁ Válvula de bloqueio na linha de sucção

➂ Evaporador

➃ Controlador

➄ Sensor de temperatura

➅ Transmissor de pressão

➆ Sensor de temperatura

O exemplo de aplicação 5.1.3 mostra a novasolução de controle com a ICF para um evaporador DX controlado eletronicamente semdegelo por gás quente, similar ao exemplo 5.1.2.

A ICF acomodará até seis módulos distintosmontados no mesmo corpo, oferecendo umasolução de controle compacta e de fácilinstalação.

A injeção de líquido é controlada por umaválvula motorizada ICM que é controlada porum controlador de evaporador tipo EKC 315 ➃. O controlador EKC 315 medirá o superaquecimento por meio do transmissor de pressão AKS 33 ➅ e o sensor de temperatura AKS 21 ➄ na saída do evaporador e controlará a abertura da válvula ICM para manter o superaquecimento em um nível ideal.

Ao mesmo tempo, o controlador EKC 315 operacomo um termostato digital que controlará aatuação ON/OFF (liga/desliga) da válvulasolenóide ICFE dependendo do sinal detemperatura do meio do sensor de temperaturaAKS 21 ➆.

De forma similar ao exemplo 5.1.1, esta soluçãooperará o evaporador sob um superaquecimentootimizado, constantemente adaptando o grau deabertura da válvula de injeção para assegurar amáxima capacidade e eficiência. A área de trocado evaporador será totalmente utilizada. Alémdisto, esta solução oferece uma alta precisão nocontrole da temperatura do meio.

Controlador do Evaporador EKC 315O controlador digital controlará todas as funçõesdo evaporador, inclusive o termostato, expansão e alarmes.


M




5.2 Controle da Recirculaçãodo Líquido Bombeado

Quando comparado a sistemas DX com amônia, o controle de sistemas de circulação da bomba de amônia torna-se mais simples uma vez que um separador de bomba bem dimensionado protege os compressores contra o choque hidráulico.

O separador da bomba garante que somente o vapor refrigerante “seco” retorne para os compressores.

O controle do evaporador também é simplificado, pois requer-se apenas um controle liga/desliga básico do líquido para os evaporadores.

Exemplo de Aplicação 5.2.:Evaporador de recirculaçãopor líquido bombeado,sem degelo por gás quente.

Do Separadorde Líquido

� FA + � EVRA

� REG� SVA � SVA � SVAPara oSeparadorde Líquido� Evaporador

� EKC 202 � AKS 21DanfossTapp_0065_0811-2006

➀ Válvula de bloqueio na entrada de líquido

➁ Filtro


➃ Válvula de expansão manual

➄ Válvula de bloqueio na entrada do evaporador

➅ Válvula de bloqueio na linha de sucção

➆ Evaporador

➇ Termostato digital

➈ Sensor de temperaturaO exemplo de aplicação 5.2.1 mostra umainstalação típica para evaporadores de recirculação por líquido bombeado sem degelo por gás quente, podendo ser aplicável também aevaporadores de re-circulação por líquidobombeado com degelo natural ou elétrico.

A temperatura do meio é mantida no níveldesejado pelo termostato digital EKC 202 ➇, quecontrola a atuação ON/OFF (liga/desliga) daválvula solenóide EVRA ➂ dde acordo com o sinalde temperatura do meio do sensor detemperatura PT 1000 AKS 21 ➈.

A quantidade de líquido injetado no evaporador é controlada pela abertura da válvula de regulagem manual REG ➃.

É importante ajustar esta válvula de regulagem no grau correto de abertura. Um grau de abertura muito alto levará a uma operação freqüente da válvula solenóide com um conseqüente desgaste. Um grau de abertura muito baixo prejudicará o evaporador por falta de alimentação de líquido refrigerante.

Controlador do Evaporador EKC 202O termostato digital controlará todas as funçõesdo evaporador, inclusive o termostato,ventilador, descongelamento e alarmes.


Dados técnicos Válvula reguladora - REG

Material Aço especial aprovado para serviço a temperatura.





Valor Kv [m3/h] 0,17 a 81,4 para válvulas totalmente abertas

Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante líquido abaixa pressão (LP)



Exemplo de Aplicação 5.2.2:Evaporador de circulação porlíquido bombeado, solução decontrole ICF, sem d scongelamento por gás quente.

DoSeparadorde Líquido

� SVA

Para oSeparadorde Líquido� ICF

� Evaporador

ICFS

ICFS

ICFR

ICFF

ICFE

ICFM

� EKC 202 � AKS 21DanfossTapp_0066_0811-2006


Válvula de bloqueio na entrada de líquido Filtro Válvula solenóide Válvula de expansão manual Entrada da válvula de bloqueio do evaporador

➁ Válvula de bloqueio na linha de sucção

➂ Evaporador

➃ Termostato digital

➄ Sensor de temperatura

O exemplo de aplicação 5.2.2 pode ser incluído na solução de controle com ICF com operação idêntica ao exemplo 5.2.1, podendo ser aplicável também a evaporadores de re-circulação por líquido bombeado com degelo natural ou elétrico. A ICF acomodará até seis módulos distintos montados no mesmo corpo, oferecendo uma solução de controle compacta e de fácil instalação.

A temperatura do meio é mantida no nível desejado pelo termostato digital EKC 202 ➃, que controla a atuação ON/OFF (liga/desliga) da válvula solenóide ICFE na ICF de acordo com o sinal de temperatura do meio do sensor de temperatura PT 1000 AKS 21 ➄.

A quantidade de líquido injetado no evaporador é controlada pela abertura da válvula reguladora

manual ICFR. É importante ajustar esta válvula reguladora no grau correto de abertura. Um grau de abertura muito alto levará a uma operação freqüente da válvula solenóide com um conseqüente desgaste. Um grau de abertura muito baixo prejudicará o evaporador por faltade alimentação de líquido refrigerante.

Controlador do Evaporador EKC 202O termostato digital controlará todas as funções do evaporador, inclusive o termostato, ventilador,descongelamento e alarmes.

Para obter mais detalhes, consulte o manual do EKC 202 da Danfoss.

5.3 Degelo a Gás Quente paraResfriadores a Ar DX

Em aplicações onde o resfriador a ar opera sobtemperaturas de evaporação abaixo de 0°C, o gelo se formará na superfície de troca de calor, com suaespessura aumentando com o tempo. O acúmulo degelo leva a uma queda de desempenho do evaporador mediante a redução do coeficiente de transferência de calor e bloqueio da circulação de ar ao mesmo tempo. Portanto, estes resfriadores a ar devem ser descongelados periodicamente para manter seus desempenhos em um nível desejado.

Os diferentes tipos de degelo comumente utilizados na refrigeração industrial são os seguintes:

Degelo naturalDegelo elétricoDegelo por gás quente

O degelo natural é obtido pela interrupção do fluxo de refrigerante para o evaporador, mantendo o ventilador operando. Isto pode apenas ser utilizado para temperaturas ambientes acima de 0°C. O tempo resultante do degelo é longo.

O degelo elétrico é obtido interrompendo o ventilador e o fluxo do refrigerante para o evaporador e ao mesmo tempo ligando um aquecedor elétrico dentro do bloco aletado do evaporador. Com uma função de timer e/ou termostato de término de degelo, o degelo pode serterminado quando a superfície de troca de calor estiver completamente livre de gelo. Enquanto esta solução é de fácil instalação e de baixo investimento inicial, os custos operacionais (eletricidade) sãoconsideravelmente mais altos que os de outras soluções.

Para os sistemas de degelo por gás quente, o gás quente será injetado no evaporador para descongelar a superfície. Esta solução requer mais controles automáticos que outros sistemas, porém oferece o menor custo operacional com o passar do tempo. Um efeito positivo da injeção de gás quente no evaporador é a remoção e retorno do óleo. Para assegurar uma capacidade suficiente de gás quente, esta solução deve ser utilizada somente em sistemas de refrigeração com três ou mais evaporadores. Somente um terço da capacidade total do evaporador pode estar sob degelode cada vez.

Mistura de líquido/ vapor refrigeranteRefrigerante líquidoa baixa pressão (LP)



Exemplo de aplicação 5.3.1:Evaporador OX, com sistema dedescongelamento por gás quente

Para ocondensador

Compressor

Para outrosevaporadores

EVMCVPP

Para orecipiente de líquido

Controlador

De outrosevaporadores

EVMDorecipiente delíquido

Evaporador

� SVA

� GPLX

SCA

16

ICS17

18

� AKVA

� SVA � SVA� FIA

�SVA

14

SVA

EVM

� SVA FIA

ICS 12

NRVA

15

13

AKS 21

19

AKS 21

20

AKS 21

NRVA

� EVRAT


O exemplo da aplicação ilustrado acima é o deum sistema com evaporador DX com degelo porgás quente. Apesar deste método de degelo nãoser comum, ele ainda é menos utilizado parasistemas de evaporador DX de amoníaco e maisaplicável a sistemas fluorados.

Ciclo de RefrigeraçãoA servo válvula ICS ➂ na linha de líquido émantida aberta por sua válvula solenóide pilotoEVM. A injeção de líquido é controlada por umaválvula de expansão eletrônica AKVA ➃.

A válvula solenóide GPLX ➆ na linha de sucçãoé mantida aberta, e a válvula solenóide dedegelo ICS é mantida fechada por sua válvulasolenóide piloto EVM. A válvula de retençãoNRVA impede a formação de gelo na bandejade drenagem.

A servo válvula ICS é mantida aberta por suaválvula solenóide piloto EVM.

Ciclo de DegeloApós o início do ciclo de degelo, a válvula solenóide de fornecimento de líquido ICS ➂ é fechada. O ventilador é mantido funcionando por 120 a 600 segundos, dependendo do tamanho do evaporador para bombear o líquido do evaporador.

Os ventiladores são parados e a GPLX fechada.Leva 45 a 700 segundos para que a válvulasolenóide operada por gás GPLX ➆ feche,dependendo do tamanho da válvula, volume derefrigerante e temperatura de evaporação. Umatraso adicional de 10 a 20 segundos seránecessário para que o líquido no evaporador seestabilize na parte inferior sem bolhas de vapor.A servo válvula ICS é então aberta por suaválvula solenóide piloto EVM e fornece gásquente para o evaporador.

Durante o ciclo de degelo, a válvula solenóidepiloto EVM da servo válvula ICS fecha de modoque a ICS seja controlada pela CVPP piloto depressão diferencial.

ICS há a geração de uma pressão diferencial Dpentre a pressão do gás quente e a pressão dorecipiente de líquido. Esta queda de pressãoassegura que o líquido que está condensadodurante o degelo seja forçado para fora para alinha de líquido através da válvula NRVA .

Quando a temperatura no evaporador (medidapela AKS21 ) alcança o valor de ajuste, odegelo é finalizado, a válvula solenóide EVM daICS é fechada, a válvula solenóide EVM da ICS é aberta e a válvula solenóide GPLX ➆ é aberta.

Devido à alta pressão diferencial entre oevaporador e a linha de sucção, é necessárioutilizar uma válvula solenóide de dois estágios talcomo a Danfoss GPLX ou PMLX. A GPLX/PMLXterá capacidade para apenas 10 % sob altapressão diferencial, permitindo que a pressãoseja equalizada antes da abertura total paraassegurar uma operação suave e evitar golpes delíquido na linha de sucção.

Após a GPLX estar totalmente aberta, a ICS ➂ abrirá para reiniciar o ciclo de refrigeração. O ventilador entra em operação após um retardo para congelar as gotículas de líquido que permaneceram na superfície do evaporador.

Linha do líquido


➁ Filtro


➃Válvula de expansão

➄Válvula de bloqueio na entrada do evaporador

Linha de sucção

➅Válvula de bloqueio na entrada do evaporador

➆Válvula solenóide de dois estágios

➇Válvula de bloqueio na linha de sucção

Linha de gás quente

➈ Válvula de bloqueio

Filtro

Válvula solenóide

Válvula de bloqueio

Válvula de retenção

Linha de descarga

Válvula de bloqueio conjugada com retenção na linha de descarga

Regulador de pressão diferencial

Controlador

Sensores de temperatura




Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)



Dados técnicos

* Condições: R717, Tliq = 30°C, Pdisch. = 12bar, ΔP = 0.2bar, Tdisch. = 80°C, Te = –10°C, Índice de Recirculação = 4

Válvula servoaccionada piloto - ICS

Material Carcaça: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura




DN [mm] 20 a 80

Capacidade nominal* [kW] Na linha de gás quente: 20,9 a 864Na Linha de Líquido sem troca de fase: 55 a 2248

Válvula solenóide de dois estágios operada por gás - GPLX

Válvula solenóide de dois estágios operada por gás - PMLX

Material Carcaça: Aço especial aprovado para serviço abaixa temperatura

Carcaça: Ferro fundido especial aprovadopara serviço a baixa temperatura

Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns não inflamáveis, inclusive R717.

Todos os refrigerantes comuns nãoinflamáveis, inclusive R717.

Faixa de temperatura do meio [°C] –60 a 150 –60 a 120

Pressão máxima de trabalho [bar] 40 28

DN [mm] 80 a 150 32 a 150

Capacidade nominal* [kW] Em linha de sucção seca: 442 a 1910Em linha de sucção úmida: 279 a 1205

Em linha de sucção seca: 76 a 1299Em linha de sucção úmida: 48 a 820

* Condições: R717, ΔP = 0.05 bar, Te = –10°C, Tliq = 30°C, Índice de Recirculação = 4

Válvula de retenção - NRVA





DN [mm] 15 a 65

Capacidade nominal* [kW] Na Linha de Líquido sem troca de fase: 160,7 a 2411

* Condições: R717, ΔP = 0.2 bar, Te = –10°C, Índice de Recirculação = 4

Filtro - FIA





DN [mm] 15 a 200

Inserto do filtro Entrelaçamento de aço inoxidável 100/150/250/500μ



Exemplo de Aplicação 5.3.2:Evaporador DX, com sistemade degelo por gás quente esolução de controle com ICF

Para ocondensador

Para orecipientede líquido CVPP

EVM

Compressor

� SCA

� ICS

� SVA

� GPLX

De outrosevaporadores

Controlador

� SVA

EKC 315A

AKS 2112

AKS 3316

Para outrosevaporadores

� NRVADo recipientede líquido

� ICFICFS

ICFS

ICFF

ICFE

ICFS

ICM

ICFE

� ICF

�NRVA

ICFF ICFSICFM

Evaporador

AKS 2113

AKS 2114

AKS 2115


➀ Linha de líquido ICF, com

Válvula de bloqueio na entrada de líquido Filtro Válvula solenóide Operador manual Válvula de expansão ICM Válvula de bloqueio na entrada do evaporador

➁ Válvula de bloqueio na saída do evaporador

➂ Válvula solenóide de dois estágios

➃Válvula de bloqueio na linha de sucção

➄Linha de gás quente ICF, com:

Válvula de bloqueio Filtro Válvula solenóide Válvula de bloqueio

➅Válvula de retenção

➆Válvula de retenção

➇Válvula de bloqueio conjugada com retenção na linha de descarga

➈Regulador de pressão diferencial

Controlador

Controlador de superaquecimento




Sensores de temperatura Transmissor de pressão

O exemplo de aplicação 5.3.2 mostra umainstalação para evaporadores DX com degelo porgás quente utilizando a nova solução de controleICF.

A ICF acomodará até seis módulos distintosmontados no mesmo corpo, oferecendo umasolução de controle compacta e de fácilinstalação.

Ciclo de RefrigeraçãoA válvula solenóide ICFE na ICF ➀ na linha delíquido é mantida aberta. A injeção de líquido écontrolada por uma válvula motorizada ICM naICF ➀.

A servo válvula GPLX ➂ na linha de sucção émantida aberta, e a válvula solenóide dedescongelamento ICFE na ICF ➄ sé mantidafechada.

A servo válvula ICS ➈ é mantida aberta por suaválvula solenóide piloto EVM.

Ciclo de DegeloApós o início do ciclo de degelo, a válvulasolenóide de fornecimento de líquido ICFE naICF ➀ é fechada. O ventilador é mantidofuncionando por 120 a 600 segundos, dependendo do tamanho do evaporador parabombear o líquido do evaporador.

Os ventiladores são parados e a GPLX fechada.Leva 45 a 700 segundos para que a válvulasolenóide operada por gás GPLX ➂ feche,dependendo do tamanho da válvula, volume derefrigerante e temperatura de evaporação. Umatraso adicional de 10 a 20 segundos seránecessário para que o líquido no evaporador seestabilize na parte inferior sem bolhas de vapor.A válvula solenóide ICFE na ICF ➄ é então abertae fornece gás quente ao evaporador.

Durante o ciclo de degelo, a válvula solenóidepiloto EVM da servo válvula ICS ➈ fecha de modoque a ICS ➈ seja controlada pela CVPP piloto depressão diferencial. A ICS ➈ então gerará umapressão diferencial delta-P entre a pressão do gásquente e a pressão do recipiente de líquido.

Esta queda de pressão assegura que o líquidoque está condensado durante o degelo sejaforçado para fora para a linha de líquido atravésda válvula NRVA ➆.

Quando a temperatura no evaporador (medidapela AKS 21 ) alcançar o valor de ajuste, odegelo terminará, a válvula solenóide ECFE naICF ➄ é fechada, a válvula solenóide piloto EVMda ICS ➈ é aberta e a válvula solenóide GPLX é aberta.

Devido à alta pressão diferencial entre oevaporador e a linha de sucção, é necessárioutilizar uma válvula solenóide de duasvelocidades tal como a Danfoss GPLX ➂ ouPMLX. A GPLX ➂/PMLX terão uma capacidadede apenas 10% sob alta pressão diferencial,permitindo que a pressão seja equalizada antesda abertura total para assegurar uma operaçãosuave e evitar golpes de líquido na linha desucção.

Após a GPLX ➂ estar totalmente aberta, a válvulasolenóide de fornecimento de líquido ICFE naICF ➀ abrirá para reiniciar o ciclo de refrigeração.O ventilador entra em operação após um atrasopara congelar as gotículas de líquido quepermaneceram na superfície do evaporador.

M

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)



Exemplo de Aplicação 5.4.1:Evaporador de circulação porlíquido bombeado, com sistemade degelo por gás quente


Para o Separadorde Líquido

Da linha de descarga

� SVA

� SVA

� FIA� REG� ICS

EVM

� NRVA

� SVA

� SVA

� GPLX

NRVA14

OFV15

Controlador16

Evaporador

AKS 2117

AKS 2118

AKS 2119

EVM

SVAFIA

ICS12 SVA13


Linha do líquido


➁ Filtro


➃Válvula de retenção

➄Válvula de expansão manual

➅Válvula de bloqueio na entrada do evaporador

Linha de Sucção

➆Válvula de bloqueio na saída do evaporador

➇Válvula solenóide de dois estágios

➈Válvula de bloqueio na linha de sucção

Linha de gás quente


Filtro

Válvula solenóide



Linha de alívio da pressãodo degelo

Válvula de alívio

Controles

Controlador

Sensores de temperatura Sensores de temperatura Sensores de temperatura

5.4 Degelo a Gás Quente paraResfriadores a Ar comRecirculação por LíquidoBombeado

O exemplo de aplicação 5.4.1 mostra umainstalação típica para um evaporador comrecirculação por líquido bombeado com degelopor gás quente.

Ciclo de RefrigeraçãoA válvula solenóide ICS ➂ na linha de líquido émantida aberta. A injeção de líquido écontrolada pela válvula reguladora manualREG ➄.

A válvula solenóide GPLX ➇ na linha de sucçãoé mantida aberta e a válvula solenóide de degeloICS é mantida fechada.

Ciclo de DegeloApós a iniciação do ciclo de degelo, a válvulasolenóide de fornecimento de líquido ICS ➂ éfechada. O ventilador é mantido funcionandopor 120 a 600 segundos, dependendo dotamanho do evaporador para bombear o líquidodo evaporador.

Os ventiladores são parados e a GPLX fechada.Leva 45 a 700 segundos para que a válvulasolenóide operada por gás GPLX ➇ feche,dependendo do tamanho da válvula, volume derefrigerante e temperatura de evaporação. Umatraso adicional de 10 a 20 segundos será necessário para que o líquido no evaporador se

estabilize na parte inferior sem bolhas de vapor.A válvula solenóide ICS é então aberta efornece gás quente ao evaporador.

Durante o ciclo de degelo, a válvula de alívio depressão OFV abre automaticamente deacordo com a pressão diferencial. A válvula dealívio de pressão permite que o gás quentecondensado do evaporador seja liberado paradentro da linha de sucção úmida. A OFV tambémpoderia ser substituída por um regulador depressão ICS+CVP dependendo da capacidade oupor uma válvula de bóia de alta pressão SV1/3que apenas drena o líquido para o lado de baixapressão.

Quando a temperatura no evaporador (medidapela AKS 21 ) alcança o valor de ajuste, odegelo está terminado, a válvula solenóideICS é fechada, e a válvula solenóide GPLX ➇ éaberta.

Após a GPLX estar totalmente aberta, a válvulasolenóide de fornecimento de líquido ICS ➂ abrirá para reiniciar o ciclo de refrigeração. Oventilador entra em operação após um atrasopara congelar as gotículas de líquido que permaneceram na superfície do evaporador.

Dados técnicos Válvula alívio de pressão - OFV





DN [mm] 20/25

Faixa de pressão diferencial de abertura [bar] 2 a 8

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante líquido abaixa pressão (LP)



Exemplo de aplicação 5.4.2:Evaporador com recirculaçãopor bomba, com sistema dedegelo por gás quente utilizando estação de válvula ICF e válvula de bóia SV 1/3

Do Separador de Líquido

� SVA

Para oSeparadorde Líquido

Evaporador

Da linha de descarga� ICF

� ICF

� GPLX

� Controlador

� AKS 21

� SV 1

�NRVA

AKS 21

AKS 21

� SVA

ICFS

ICFS

ICFE

ICFF

ICFS ICFR

ICFSICFF ICFC

ICFE


➀ Linha do líquido ICF, com

Válvula de bloqueio na entrada de líquido Filtro Válvula solenóide Válvula de retenção Válvula de expansão manual Válvula de bloqueio na entrada do evaporador

➁ Válvula de bloqueio na saída do evaporador

➂ Válvula solenóide de dois estágios

➃Válvula de bloqueio na linha de sucção

➄Linha de gás quente ICF com:

Válvula de bloqueio Filtro Válvula solenóide Válvula de bloqueio

➅Válvula de retenção

➆Válvula de bóia

➇Controlador

➈Sensores de temperatura



O exemplo de aplicação 5.4.2 mostra umainstalação para evaporadores com recirculaçãode líquido com degelo por gás quente utilizandoa nova solução de controle ICF e a válvula deflutuador SV 1/3.

A ICF acomodará até seis módulos distintos montados no mesmo corpo, oferecendo uma solução de controle compacta e de fácil instalação.

Ciclo de RefrigeraçãoA válvula solenóide ICFE na ICF ➀ na linha delíquido é mantida aberta. A injeção de líquido écontrolada pela válvula reguladora manual ICFRna ICF ➀.

A válvula solenóide GPLX ➂ na linha de sucção émantida aberta e a válvula solenóide dedescongelamento ICFE na ICF ➄ é mantidafechada.

Ciclo de DegeloApós a iniciação do ciclo de degelo, é fechado ofornecimento de líquido pelo módulo solenóideICFE da válvula ICF ➀. O ventilador é mantidofuncionando por 120 a 600 segundos,dependendo do tamanho do evaporador parabombear o líquido do evaporador.

Os ventiladores são parados e a GPLX fechada.Leva 45 a 700 segundos para que a válvulasolenóide operada por gás GPLX ➂ feche,dependendo do tamanho da válvula, volume derefrigerante e temperatura de evaporação.Um atraso adicional de 10 a 20 segundos será

necessário para que o líquido no evaporador seestabilize na parte inferior sem bolhas de vapor.A válvula solenóide ICFE na ICF ➄ é então aberta e fornece gás quente ao evaporador.

Durante o ciclo de degelo, o gás quentecondensado do evaporador é injetado para olado de baixa pressão. A injeção é controlada pelaválvula de bóia de alta pressão SV 1 ou 3 ➆ comuso de um kit interno especial. Em comparaçãocom a válvula de alívio OFV na solução 5.4.1, estaválvula de bóia controla o alívio de acordo com onível do líquido na câmara de flutuação.

O uso de uma válvula de flutuador assegura que o gás quente não deixe o evaporador até que ele condense como líquido, resultando em um aumento da eficiência global. Além disso, a válvula de flutuador é especificamente projetada para o controle de modulação fornecendo uma solução de controle muito estável.

Quando a temperatura no evaporador (medidapela AKS 21 ) alcança o valor de ajuste, odegelo está terminado, a válvula solenóide ICFEna ICF ➄ é fechada e, após algum atraso, aválvula solenóide GPLX ➂ é aberta.

Após a GPLX estar totalmente aberta, a válvulasolenóide de fornecimento de líquido ICFE naICF ➀ abrirá para iniciar o ciclo de refrigeração.O ventilador entra em operação após um atrasopara congelar as gotículas de líquido quepermaneceram na superfície do evaporador.

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante líquido abaixa pressão (LP)



5.5 Sistemas commúltiplastemperaturas

Na indústria de processos, é muito comum utilizar um evaporador para diferentes ajustes detemperatura.

Quando for necessária a operação de um evaporador em duas pressões distintas e fixas de evaporação, isso pode ser obtido utilizando uma servo válvula ICS com dois pilotos de pressão constante.

Exemplo de Aplicação 5.5.1:Controle da pressão deevaporação, comutação entreduas pressões


FA+EVRA

REG SVASVA

SVA

Evaporador

� ICS

� P:CVP

� S1:EVM

� S2:CVP

Para o Separador de Líquido


O exemplo de aplicação 5.5.1 mostra umasolução para controlar duas pressões deevaporação em evaporadores. Esta solução podeser utilizada para evaporadores DX ou de recirculação por líquido bombeado com qualquertipo de sistema de degelo.

A servo válvula operada ICS é equipada comuma válvula solenóide piloto EVM (NC) na portaS1 e dois pilotos de pressão constante CVP nasportas S2 e P, respectivamente.

A CVP na porta S2 é ajustada para a pressão deoperação mais baixa e a CVP na Porta P éajustada para a pressão de operação mais alta.

Quando a válvula solenóide na porta S1 forenergizada, a pressão do evaporador seguirá oajuste da válvula piloto CVP na porta S1. Quandoa válvula solenóide for desenergizada, a pressãodo evaporador seguirá o ajuste da válvula pilotoCVP na porta P.

Exemplo: I II

Temperatura do ar de saída +3°C +8°C

Temperatura de evaporação –2°C +2°C

Mudança de temperatura 5K 6K

Bomba Refrigerante R22 R22

Pressão de evaporação 3,6 bar 4,4 bar

S2: A CVP é pré-ajustada em 3,6 bar, eP: A CVP é pré-ajustada em 4,4 bar.I: A válvula piloto EVM abre. Desta forma, a pressão de evaporação é controlada pela S2: CVP.II: A válvula piloto EVM fecha. Portanto, a pressão de evaporação é controlada por P: CVP.

➀ Válvula reguladora de pressão

➁ Válvula piloto reguladora de pressão

➂ Válvula piloto reguladora de pressão

➃ Válvula solenóide piloto




5.6 Controle da Temperaturado Meio

As soluções são fornecidas para quando houverrequisitos rigorosos sobre controle preciso detemperatura com relação à refrigeração. Por ex.:

Câmara frigorífica para frutas e produtos alimentícios.

Locais de trabalho da indústria alimentícia

Processo de refrigeração de líquidos

Exemplo de Aplicação 5.6.1:Controle da temperatura domeio utilizando a válvulaoperada por piloto ICS

�ICS

� S1:CVQ

�S2:CVP

�P:A+B

SVA

Evaporador

� AKS 21

� EKC 361


� FA+EVRA

SVA REG SVA



O exemplo de aplicação 5.6.1 mostra uma solução para o controle preciso da temperatura do meio. Além disto, há a necessidade de proteger o evaporador contra uma pressão muito baixa para evitar o congelamento dos produtos na aplicação.

Esta solução pode ser utilizada para evaporadores DX ou de re-circulação por líquido bombeado com qualquer tipo de sistema de degelo.

A válvula de controle tipo ICS 3 com CVQ na porta S2, controlada pelo controlador de temperatura de meio EKC 361 e CVP na porta S1. A porta P é isolada mediante a utilização de um bujão cego A+B.

A CVP é ajustada de acordo com a pressão maisbaixa permitida para a aplicação.

O controlador de temperatura de meio EKC 361controlará a temperatura na aplicação no níveldesejado, controlando a abertura da válvulapiloto CVQ, portanto, controlando a pressão deevaporação para que corresponda à temperaturae carga de refrigeração necessária.

Esta solução controlará a temperatura com umaprecisão de +/- 0,25°C. Se a temperatura cairabaixo desta faixa, o controlador EKC poderáfechar a válvula solenóide na linha do líquido.

O controlador de temperatura de meio EKC 361controlará todas as funções do evaporador,inclusive o termostato e alarmes.

Para obter mais detalhes, consulte o manual doEKC 361 do controlador.

➀ Válvula reguladora de pressão

➁ Válvula piloto reguladora de pressão

➂ Válvula piloto eletrônica

➃ Bujão cego

➄ Controlador

➅ Válvula solenóide com filtro

➆ Sensor de temperatura




Exemplo de Aplicação 5.6.2:Controle da temperatura do meio utilizando uma válvula operada por ação direta


�ICM

� EKC 361

SVA

AKS 21

Evaporador


SVAREGSVA

� FA+EVRA


O exemplo de aplicação 5.6.2 mostra umasolução para o controle preciso da temperaturado meio sem controle de início/parada deoperação.

Este sistema pode ser utilizado paraevaporadores DX ou de recirculação por líquidobombeado com qualquer tipo de sistema dedegelo.

Foi selecionado o tipo de válvula motorizadaICM controlada pelo controlador detemperatura de meio EKC 361.

O controlador de temperatura de meio EKC 361controlará a temperatura na aplicação no níveldesejado, controlando o grau de abertura daválvula motorizada ICM, portanto, controlando apressão de evaporação para que corresponda àtemperatura e carga de refrigeração necessária.

Esta solução controlará a temperatura do meiocom uma precisão de +/- 0,25°C. Se a temperatura cair abaixo desta faixa, o controladorEKC poderá fechar a válvula solenóide na linha dolíquido.

O controlador de temperatura de meio EKC 361controlará todas as funções do evaporador,inclusive o termostato e alarmes.

Para obter mais detalhes, consulte o manual docontrolador EKC 361.

➀ Regulador de pressão (válvula motorizada)

➁ Controlador

➂ Válvula solenóide com filtro





Controle da Expansão DiretaEvaporador DX. Controle deexpansão termostática comTEA, EVRA e EKC 202

Evaporador

TC

Todos os sistemas DX. Instalação simples semseparador e sistemade bomba.

Capacidade e eficiênciainferior as dos sistemasrecirculados; solução nãoadequada para refrigerantesinflamáveis.

Evaporador DX, controle deexpansão eletrônica comICM/ICF, EVRA e KC 315A

M

Evaporador

Todos os sistemas DX. Superaquecimentootimizado; resposta rápida;possível controle remoto;ampla faixa de capacidade.

Flutuações e grande cargade refrigerante.

Controle da Circulação do Líquido BombeadoEvaporador de recirculaçãode líquido bombeado,controle de expansão comREG, EVRA e EKC 202.

Evaporador

Sistemas de re-circulaçãopor bomba.

Evaporador de altacapacidade e eficiente

Fluctuaciones y alta carga derefrigerante

Controle de Descongelamento por Gás Quente - Refrigeradores a Ar DX

Evaporador DX, com degelopor gás quente

EVM

Evaporador

GPLX

TC

EVM

CVPP

ICS

Todos os sistemas DX. Degelo rápido; o gás quenteé capaz de carrear o óleodeixado no evaporador debaixa temperatura.

Inadequado para sistemascom menos de 3evaporadores.

Controle de Descongelamento de Gás - Resfriadores a Ar de Circulação por Líquido BombeadoEvaporador de recirculaçãopor líquido bombeado, comsistema de degelo porgás quente

Evaporador

OFV

EVM

GPLX

Todos os sistemasrecirculados por bomba.

Degelo rápido; o gás quenteé capaz de carrear o óleo oevaporador de baixatemperatura.

Inadequado para sistemascom menos de 3 evaporadores.

Evaporador de recirculaçãopor líquido bombeado, comsistema de descongelamentopor gás quente controladopor SV1/3

Evaporador

EVM

GPLX

Todos os sistemasrecirculados por bomba.

Degelo rápido; o gás quenteé capaz de carrear o óleodeixado no evaporador debaixa temperatura; a válvulade bóia é eficiente e estávelno ajuste do fluxo degás quente.

Inadequado para sistemascom menos de 3 evaporadores.

Sistemas commúltiplas temperaturasControle Multitemperaturacom ICS e CVP

ICS

CVP

EVM

Evaporator

CVP

PC

PC

Evaporadores que precisamoperar sob diferentes níveisde temperatura.

O evaporador é capaz decomutar entre 2 diferentesníveis de temperatura.

Queda de pressão nalinha de sucção.

Controle da Temperatura do Meio

Controle da temperatura domeio com ICS, CVQ e CVP

Evaporador

CVP

ICS

CVQ

EKC 361

E PC

Controle da temperatura bem preciso, aliado com proteção de pressão mínima(Congelamento).

A CVQ controlaráprecisamente a temperatura;a CVP é capaz de manter apressão acima do nívelmínimo necessário.

Queda de pressão nalinha de sucção.

Controle da temperatura domeio com válvula motorizada ICM

Evaporador

M

ICM

EKC 361 Controle da temperaturabem preciso.

A ICM controlará atemperatura de forma bemprecisa ajustando ograu de abertura.

A capacidade máxima éde ICM 65.

5.7 Resumo






AKS 21 ED.SA0.A

AKS 32R RD.5G.J

AKS 33 RD.5G.H

AKVA PD.VA1.B

CVP PD.HN0.A

CVQ PD.HN0.A

EVM PD.HN0.A

EKC 202 RS.8D.Z

EKC 315A RS.8C.S

EKC 361 RS.8A.E

EVRA(T) RD.3C.B

FA PD.FM0.A


FIA PD.FN0.A

GPLX PD.BO0.A

ICF PD.FT0.A

ICM PD.HT0.A

ICS PD.HS0.A

NRVA RD.6H.A

OFV PD.HQ0.A

PMLX PD.BR0.A

REG PD.KM0.A

SV 1-3 RD.2C.B

SVA PD.KD0.A

TEA RD.1E.A


AKS 21 RI.14.D

AKS 32R PI.SB0.A

AKS 33 PI.SB0.A

AKVA PI.VA1.C PI.VA1.B

CVP RI.4X.D

CVQ PI.VH1.A

EVM RI.3X.J

EKC 202 RI.8J.V

EKC 315A RI.8G.T

EKC 361 RI.8B.F

EVRA(T) RI.3D.A

FA RI.6C.A


FIA PI.FN0.A

GPLX RI.7C.A

ICF PI.FT0.A

ICM PI.HT0.A

ICS PI.HS0.A

NRVA RI.6H.B

OFV PI.HX0.B

PMLX RI.3F.D RI.3F.C

REG PI.KM0.A

SV 1-3 RI.2B.F

SVA PI.KD0.B

TEA PI.AJ0.A





6. Sistemas de óleo Geralmente os compressores para refrigeraçãoindustrial são lubrificados com óleo, que éforçado pela bomba de óleo ou pelas diferençasde pressão entre os lados de alta e baixa pressãopara as partes móveis dos compressores(mancais, rotores, paredes dos cilindros, etc.).Para garantir uma operação confiável e eficientedo compressor os seguintes parâmetros de óleodevem ser controlados:

Temperatura do óleo. A temperatura do óleo deve ser mantida dentro dos limites especificados pelo fabricante. O óleo deve ter a viscosidade correta e a temperatura deve ser mantida abaixo do ponto de ignição.

Pressão do óleo. A diferença de pressão do óleo deve ser mantida acima do nível mínimo aceitável.

Geralmente há alguns componentes eequipamentos de suporte dentro do sistema

de refrigeração para a limpeza do óleo,separação do óleo do refrigerante, retorno doóleo do lado de baixa pressão, equalização donível de óleo em sistemas com compressoresoperados por diversos pistões e pontos dedrenagem de óleo. A maioria destes itens éfornecida pelo fabricante do compressor.

O projeto do sistema de óleo de uma instalaçãode refrigeração industrial depende do tipo decompressor (parafuso ou alternativos) e dorefrigerante (amônia ou HFC/HCFC ou C02).Normalmente o tipo de óleo não miscível éutilizado para a amônia e miscível pararefrigerantes fluorados. Como os sistemas de óleosão muito relacionados com compressor, algunsdos pontos mencionados acima foram descritosem controles de compressor (seção 2) e sistemasde segurança (seção 7).

6.1 Refrigeração de óleo

Os compressores de refrigeração (inclusive todosos compressores parafuso e alguns compressoresalternativos) geralmente necessitam derefrigeração do óleo. Temperaturas de descargamuito altas podem destruir o óleo, o que podecausar danos ao compressor. É também degrande importância que o óleo tenha aviscosidade correta, o que depende em grandeparte do nível da temperatura. Não basta apenasmanter a temperatura abaixo do limite crítico, énecessário controlá-la. Normalmente, atemperatura do óleo é especificada pelo fabricante do compressor.

Há alguns diferentes tipos de sistemas deresfriamento de óleo utilizados em refrigeração.Os tipos mais comuns são:

resfriamento a água

resfriamento a ar

resfriamento por termosifão

O óleo também pode ser resfriado pela injeção do líquido refrigerante diretamente na portaintermediária do compressor. Para compressoresalternativos é muito comum não ter nenhumsistema de refrigeração do óleo, já que atemperatura é menos crítica do que paracompressores parafusos, sendo então o óleoresfriado no cárter.



Exemplo de aplicação 6.1.1:Resfriamento de óleo comágua

Resfriador de óleo Saída de água de resfriamento

� WVTS

Entrada de águade resfriamento

Saída do óleoquente

� SVA

SNV

Entrada do óleo quente

� SVA


➀ Válvula de água



Estes tipos de sistemas são normalmenteutilizados em instalações onde é possível obterágua a baixo custo. Caso contrário, seránecessário instalar uma torre de resfriamentopara resfriar a água. Os resfriadores de óleorefrigerado por água são muito comuns para arefrigeração de instalações no mar.

O fluxo de água é controlado pela válvula deágua tipo WVTS ➀, que controla o fluxo deágua de acordo com a temperatura do óleo.

Dados técnicos

Óleo

Entre em contato com sua empresa local devendas da Danfoss para verificar a disponibilidade de componentes a seremutilizados com água marinha como o meio derefrigeração.

Válvula de água - WVT5

Material Corpo da válvula: ferro fundido



Faixa de temperatura de operação [°C]

Bulbo: 0 a 90Líquido: -25 a 90

DN [mm] 32 a 100

Valor máx. de Kv [m3/h] 12,5 a 125

Válvula de água - AVTA



Faixa de temperatura de operação [°C]

Bulbo: 0 a 90Líquido: -25 a 130

DN [mm] 10 a 25

Valor máx. de Kv [m3/h] 1,4 a 5.5

Água



Exemplo de Aplicação 6.1.2:Resfriamento do óleo por termosifão


SVA

Compressor

RT 1A RT 5A

SCA

Separador de óleo


SFA SFA

LLG

� SVA SNV


SNV DSV

SVA

SVA

SVA

Condensador

� SVA

� ORV

Resfriador de óleo

SNV

� REG*

� MLI

� FIA

� MLI


➀ Válvula reguladora de óleo

➁ Filtro

➂ Visor do nível de óleo


➄ Válvula reguladora de pressão manual

➅ Indicador Visual


Estes tipos de sistemas são muito convenientes jáque o óleo é resfriado dentro do sistema. Bastasuperdimensionar o condensador para suportar aquantidade de aquecimento recebida doresfriador de óleo. Ao contrário, o resfriamentode óleo por termosifão requer uma tubulaçãoadicional no local e às vezes é necessáriotambém instalar um vaso de suprimentoadicional (em casos onde o recipiente de líquidoestiver colocado muito baixo ou não estiverinstalado).

O refrigerante líquido de alta pressão flui dorecipiente de líquido devido à força da gravidadepara o resfriador de óleo onde se evapora erefrigera o óleo. O vapor refrigerante volta para orecipiente ou, em certos casos, para a entrada docondensador. É crítico que a queda de pressão naalimentação e na tubulação de retorno sejamínima.

Dados técnicos

Caso contrário, o refrigerante não retornará doresfriador de óleo e o sistema não funcionará.Somente um número mínimo de válvulas debloqueio SVA deve ser instalada. Não sãopermitidas válvulas solenóides dependentes depressão. Na tubulação de retorno recomenda-se ainstalação de um visor de nível de óleo MLI ➅.

A temperatura do óleo é mantida no nível corretopela válvula de três vias ORV ➀. ORV mantém atemperatura do óleo dentro dos limites definidospelo elemento termostático. Se a temperatura doóleo aumentar muito então todo o óleo retornarápara o resfriador de óleo. Se a temperatura doóleo estiver muito baixa, então todo o óleo serádesviado do resfriador a óleo.

* A válvula de regulagem REG pode ser útil no caso de resfriador de óleo muito Superdimensionado.

Válvula de regulagem de óleo– ORV

Material Corpo da válvula: Aço resistente a baixa temperatura

Meio Todos os óleos de refrigeração comum e refrigerantes comuns, inclusive o R717


Faixa de temperatura [°C] Operação contínua: -10 a 85Operação curta: -10 a 120

DN [mm] 25 a 80

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)Óleo



Exemplo de Aplicação 6.1.3:Resfriamento do óleo comar

SVA

RT 1A RT 5ASCA

� ORV

� MLI

� FIA

Para ocondensador



Compressor

Separador de óleo

Resfriador de óleo

➀ Válvula reguladora de óleo

➁ Filtro


É bastante comum utilizar resfriadores de óleo resfriados a ar em unidades compressoras com pacotes de refrigeração de compressor parafuso semi-hermético.

A temperatura do óleo é controlada pela válvulade regulagem de óleo ORV ➀.

Neste caso, a ORV divide o fluxo proveniente doseparador de óleo e executa o controle de acordocom a temperatura de descarga do óleo.




6.2 Controle de PressãoDiferencial do Óleo

Durante a operação normal do compressor derefrigeração, o óleo é circulado pela bomba deóleo e/ou pressão diferencial entre os lados deHP e LP. O estágio mais crítico é durante apartida.

É de vital importância ter uma formação depressão de óleo rápida, caso contrário ocompressor pode ser danificado.

Há duas formas básicas de formar rapidamentepressão diferencial de óleo no compressor derefrigeração. Primeiro é a de utilizar uma bomba

Exemplo de Aplicação 6.2.1:Controle da pressão diferencialde óleo comICS e CVPP

SVA

RT 1A RT 5ASCA

Do resfriador de óleo

Para o resfriador de óleo

CVPP

� ICS

Para ocondensador


Compressor

Separador de óleo


Nesta aplicação, deve-se utilizar uma servoválvula operada ICS ➀ completa com pilotodiferencial CVPP. A linha piloto da válvula CVPP éconectada à linha de sucção antes do compressor. A ICS ➀ é fechada no momento dapartida do compressor.

Como a tubulação entre o compressor e aválvula é muito pequena, a pressão de descargaaumenta rapidamente. É necessário muitopouco tempo para que a válvula abra totalmentee o compressor funcione sob condições normais.

A maior vantagem desta solução é a suaflexibilidade, já que a pressão diferencial podeser reajustada no local e a ICS também podeexercer outras funções utilizando outros pilotos.

de óleo externa e a segunda de instalar umaválvula de controle na linha de descarga docompressor após o separador de óleo.

No último método é necessário verificar se ofabricante do compressor permite algunssegundos de operação a seco. Normalmente istoé possível para compressores parafuso comrolamentos esféricos, mas impossível paraaqueles com rolamentos deslizantes.

➀ Regulador de pressão diferencial

Dados técnicos Servo válvula operada por piloto - IC5

Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura




DN [mm] 20 a 80

Capacidade nominal* [kW] 20,9 a 864

* Condições: R717, linha de gás quente, Tliq = 30°C, Pdisch. = 12bar, ΔP = 0,2bar, Tdisch. = 80°C, Te = –10°C

Piloto de pressão diferencial - CVP (HP)




Pressão máxima de trabalho [bar] CVPP(HP): 28

Faixa de ajuste [bar] 0 a 7, ou 4 a 22




Exemplo de Aplicação 6.2.2:Controle de Pressão Diferencialdo Óleo com KDC

SVA

RT 1A RT 5A

� KDC

� Válvula de retenção




Para ocondensador


Compressor

Separador de óleo

O princípio de operação para este exemplo é omesmo que para o exemplo 6.2.1. A válvula multifunçào KDC ➀ abre até a diferença de pressão entre o separador de óleo e a linha de sucção exceder o valor de ajuste e ao mesmo tempo quando a pressão no separador de óleo for maior que a pressão de condensação.

A válvula KDC ➀ tem algumas vantagens, poispode também operar como uma válvula deretenção (não pode ser aberta pela contrapressão) e provê uma pequena perda de pressão quando aberta.

No entanto, a KDC ➀ también tiene algunaslimitaciones. também tem suas limitações. A válvula não é ajustável e há um número limitado de ajustes de pressão diferencial disponível, sendo necessário ter a válvula de retenção ➁ na linha de sucção.

Se esta válvula de retenção não estiver presente,poderá haver grande vazão no contra-fluxo,proveniente do separador de óleo, através docompressor. Não é tampouco permitido ter umaválvula de retenção entre o compressor e oseparador de óleo; caso contrário, poderá levar.


➁ Válvula de retenção (normalmente instalados no compressor)

Dados técnicos

* Condições: R717, +35°C/–15°C, ΔP = 0,05bar

Válvula multifunção - KDC

Material Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura




DN [mm] 65 a 200





Exemplo de Aplicação 6.2.3:Controle de Pressão Diferencial do Óleo comKDC e pilotos EVM

SVA

RT 1A RT 5A� KDC

CVHCVH

� EVM (NC) � EVM (NO)




Para ocondensador


Compressor

Separador de óleo

Quando não houver possibilidade de instalação da válvula de retenção na linha de sucção ou houver uma válvula de retenção entre o compressor e o separador de óleo, é possível utilizar a KDC ➀ equipada com válvulas piloto EVM.

Estes pilotos EVM são instalados em linhas externas utilizando corpos CVH, conforme ilustrados. Durante a partida do compressor o sistema funciona como no exemplo anterior (6.2.2).

Quando o compressor parar, a EVM NC ➁ deverá ser fechada e a EVM NO ➂ aberta. Isto equaliza a pressão sobre a mola da KDC, fechando a válvula.

Observe a direção de instalação das válvulas pilotos CVH e EVM.

➀ Válvula de compressor multi-função

➁ Válvula solenóide piloto (normalmente fechada)

➂ Válvula solenóide piloto (normalmente aberta)




6.3 Sistemas de recuperaçãode óleo

Os compressores dentro de sistemas de refrigeração industrial a amônia geralmente são os únicos componentes que requerem lubrificação a óleo. Portanto, a função do separador do óleo do compressor é evitar que qualquer porção do óleo lubrificante passe para o sistema de refrigeração.

No entanto, o óleo pode passar através do separador de óleo para o sistema de refrigeração e freqüentemente ser coletado no lado da pressão baixa, em separadores e evaporadores de líquido, diminuindo a sua eficiência.

Se houver óleo em demasia passando do compressor para o sistema, o óleo no compressor será reduzido e há, então, um risco do óleo nível

Exemplo de Aplicação 6.3.1:Drenagem de óleo desistemas comamônia

AKS 38

SNV

DSV

Separador de líquido


Doevaporador

LLG

SFASFADorecipientede líquido

SVA

SVA

SVASVA

AKS 38

SVASVASNV

� SVA � QDVPara a bomba de refrigerante

Recipiente de óleo

� SVA

� BSV� SVA

Entrada de gás quente� REG

SVA

AKS 41


Em sistemas de amônia é utilizado óleo nãomiscível. Como o óleo é mais pesado que oamônia líquido, ele permanece na parte inferiordo separador de líquido e é incapaz de retornarao compressor através da linha de sucção.

Portanto, o óleo em sistemas de amônia énormalmente drenado do separador de líquidopara o recipiente de óleo. O óleo é separado daamônia muito facilmente.

Quando drenar o óleo, feche a válvula de parada ➀ e ➁ abra a linha de gás quente, permitindoque o gás quente aumente a pressão e aqueça oóleo frio.

Então drene o óleo utilizando uma válvula dedrenagem de óleo de fechamento rápido QDV ➃, que pode ser fechada rapidamente após aevacuação do óleo e quando a amônia começar asair.

A válvula de saída SVA ➂ entre o QDV e o recipiente deve ser instalada. Esta válvula é aberta antes da evacuação do óleo e fechada emseguida.

Deve ser tomada toda precaução necessáriadurante a drenagem do óleo da amônia.

caindo abaixo do limite mínimo especificado pelo fabricante do compressor. Os sistemas de retorno de óleo são primariamente utilizados com refrigerantes que podem ser misturados com o óleo, p.ex., sistemas HFC/HCFC. Os sistemas de retorno de óleo podem, portanto, ter duas funções:

Remover o óleo do lado da pressão baixa

Alimentar o óleo de volta para o compressor.

Entretanto, é extremamente importante estar ciente de que qualquer óleo removido do lado da pressão baixa do sistema resfriado a amônia é impróprio para uso posterior no compressor e deve ser removido do sistema de refrigeração e descartado.




➃ Válvula de drenagem com fechamento rápido

➄ Válvula reguladora

➅ Válvula de alívio de segurança

Dados técnicos Válvula de drenagemde óleo de fechamento rápido - QDV


Refrigerantes Comumente utilizado como R717, aplicável a todos os refrigerantes comuns não inflamáveis.



DN [mm] 15

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)Óleo



Exemplo de Aplicação 6.3.2:Drenagem de óleo de sistemascomamônia

Do evaporador

SVA

RT 1A

SVA

� SVA

Para oSeparadorde óleo

� SVA

�EVRA+FA

SNV

DSV

SFASFA


AKS 41

SVA

SVA

ICMSVA

EVM

ICS FIA SVA

AKS 38

SVA

Separador de líquidoLLG

SNV

AKS 38

� MLI

� HE

SVA

Para a bombarefrigerante

� SVA

� REG

� REG

�EVRA+FA

SVA


Em sistemas fluorados, o óleo miscível é utilizado predominantemente. Em sistemas utilizando boas práticas de tubulação (declives, loops de óleo, etc.), não é necessário recuperar o óleo, pois ele retorna com o vapor refrigerante.

Entretanto, em instalações de baixas temperaturas o óleo pode permanecer nos vasos de baixa pressão. O óleo é mais leve que o comumente utilizado refrigerante fluorado, desta forma é impossível drená-lo de forma simples como nos sistemas de amônia.

O óleo permanece na parte superior do refrigerante e o nível varia juntamente com o nível do refrigerante.

Neste sistema, o refrigerante move de um separador de líquido para o trocador de calor ➃, por gravidade.

O refrigerante de baixa pressão é aquecido pelolíquido refrigerante de alta pressão e se evapora.

O vapor refrigerante misturado com o óleoretorna para a linha de sucção. O refrigerante doseparador de líquido é tirado a partir do nível detrabalho.

A válvula e regulagem REG ➄ é ajustada de talforma a não haver nenhum vestígio do líquidorefrigerante no visor de nível MLI ➄. O trocador de calor da Danfoss tipo HE poderá ser utilizado para recuperar o óleo.

O refrigerante também pode ser tirado das linhasde descarga com bomba. Neste caso, realmentenão importa se o refrigerante é tirado do nível detrabalho ou não.




➃ Trocador de calor

➄ Visor do nível de óleo



➇ Válvula solenóide

➈ Válvula de regulagem manual


Dados técnicos Trocador de calor - HE

Refrigerantes Todos os refrigerantes fluorados


Pressão máxima de trabalho [bar] HE0,5:, 1,0, 1.5,4,0: 28HE8,0: 21,5

DN [mm] Linha do líquido: 6 a 16Linha de Sucção: 12 a 42

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)




Sistemas de Refrigeração a ÓleoRefrigeração por água,válvula de água WVTS

Entrada de óleo quente


Saída de água de resfriamentoResfriador de óleo

Saída de óleo quente

WVTS

TC

Instalações no mar, instalações com disponibilidade de água a baixo custo.

Simples e eficaz. Pode ser de alto custo, requer uma tubulação individual de água.

Resfriamento por termosifão, ORV

Resfriador de óleo

Separad

ord

e óleo

Compressor


Condensador

TC

Todos os tipos de instalações de refrigeração.

O óleo é resfriado porrefrigerante sem perdada eficiência da instalação.

Isto requer tubulação extra e um receptor de líquido HP instalado na altura definida.

Resfriamento a ar, ORV Compressor

Separadorde óleo

TC

Resfriador de óleo

Sistemas de refrigeraçãocomercial para serviçospesados com unidadesde alimentação.

Simples, sem a necessidade de tubulação adicional ou de água.

Possibilidade da ocorrência de grandes flutuações natemperatura do óleo emdiferentes estações climáticas; o resfriador a ar pode ser muito grande para instalações de grande porte.

Controle de Pressão Diferencial do ÓleoICS + CVPP

Compressor

Separador

de óleo



PDC

Compressores helicoidais(devem ser confirmadospelo fabricante do compressor).

Flexível, possibilidades de diferentes ajustes

Necessita da instalação de uma válvula de retenção.

KDC PDC

Compressor

Separador

de óleo



Não requer válvula de verificação de descarga, queda de pressão menor que a solução ICS.

É necessário instalar umaválvula de retenção nalinha de sucção, sem apossibilidade de mudança do ajuste.

KDC+EVM NC NO

PDC

Compressor

Separador

de óleo



Tal conforme descrito anteriormente, mas é necessária a instalação de uma válvula de retenção na linha de sucção.

Há a necessidade de umatubulação externa, sem apossibilidade de mudança do ajuste.

Sistemas de Recuperação de ÓleoRecuperação de óleo desistemas de amonía, QDV

Recipiente de óleo

Para os vasosde baixa pressão

QDV


Todas as instalações comamonía.

Simples e seguro. Necessita de operação manual.

Recuperação de óleo desistemas fluorinados, HE


Compressor Sistemas fluorinados de baixa temperatura.

Não necessita de operação manual.

O ajuste pode ser complicado.

6.4 Resumo






BSV RD.7F.B

CVPP PD.HN0.A

EVM PD.HN0.A

FIA PD.FN0.A

HE RD.6K.A

ICS PD.HS0.A

KDC PD.FQ0.A


MLI PD.GH0.A

ORV PD.HP0.A

QDV PD.KL0.A

REG PD.KM0.A

SVA PD.KD0.A

WVTS RD.4C.A


BSV RI.7F.A

CVPP RI.4X.D

EVM RI.3X.J

FIA PI.FN0.A

HE RI.6K.A

ICS PI.HS0.A

KDC PI.FQ0.A


ORV RI.7J.A

QDV PI.KL0.A

REG PI.KM0.A

SVA PI.KD0.B

WVTS RI.4D.A





7. Sistemas de segurança Todos os sistemas de refrigeração industrial sãoprojetados com diferentes sistemas desegurança para protegê-los contra condiçõesinseguras, tal como pressão excessiva. Todapossibilidade de pressão interna excessiva deveser evitada ou aliviada com um risco mínimopara pessoas, propriedades e o meio-ambiente.

Os requisitos sobre sistemas de segurança sãorigorosamente controlados por autoridades,sendo, portanto, sempre necessário verificar asexigências da legislação local do país emquestão.

O dispositivo de alívio de pressão, por exemplo, válvulas de alívio de pressão, sãoprojetados para aliviarem automaticamente apressão excessiva para uma pressão que nãoexceda o limite màximo permissível e retornarem à condição normal de operação ajustada tão logo a pressão tenha caído abaixo desta pressão permissível.

O dispositivo limitador de temperatura ousomente limitador de temperatura é umdispositivo de atuação por temperaturaprojetado para evitar temperaturas inseguras,de modo que o sistema possa ser parado parcialou completamente em caso de defeito ou maufuncionamento.

O limitador de pressão é umdispositivo queprotege contra alta ou baixa pressão comreinicialização automática.

Corte de pressão por segurançaChaves de segurança são projetados paralimitarem a pressão com reinicialização manual.

O corte de nível de líquido, é um dispositivoatuado por nível de líquido projetado para evitarníveis de líquidos inseguros.

O detector de refrigerante é um dispositivosensor que responde a uma concentração préestabelecida do gás refrigerante no meioambiente. A Danfoss produz detectores derefrigerantes de tipo GD. Consulte o guia deaplicação específico para obter mais informações.

7.1 Dispositivos de Alíviode Pressão

As válvulas de segurança são instaladas paraevitar que a pressão no sistema suba acima dapressão máxima permitida com relação aqualquer componente e ao sistema como umtodo. Caso ocorra pressão excessiva, as válvulasde segurança aliviam o refrigerante do sistemade refrigeração.

Os parâmetros principais para as válvulas desegurança são a pressão de alívio e a pressão dereinicialização (retorno `à condição de ajuste

original). Normalmente, a pressão de alívio nãodeve exceder mais que 10% a pressão de ajuste.Além disto, se a válvula não conseguir à retornaràs condições originais de ajuste ou se o retornofor à uma pressão muito mais baxo do que aoriginal, poderá haver uma perda significativa derefrigerante no sistema.



Exemplo de Aplicação 7.1.1:Válvula de Segurança SFA + DSV

Para o separador de líquidoPara o resfriador de óleo

Docondensador

Da linha dedescarga

SNV

SVA

SNV

� SFA

� DSV

� SFA

LLG


SVASVA

SVA

SVA

� MLI

NENHUMOPERADORDEVE TRABALHAR NA ÁREA DEDESCARGA DOTUBO DE ALÍVIODE PRESSÃO

AKS 38

NÍVEL DOÓLEO


Os dispositivos de alívio de pressão devem serinstalados em todos os vasos do sistema e noscompressores.

Geralmente são utilizadas válvulas de alívio depressão (SFA) dependentes de contrapressão. Asválvulas de segurança devem ser instaladas comuma válvula de 3 vias DSV ➀, para permitir amanutenção de uma válvula enquanto a outraestiver em operação.

Os dispositivos de alívio de pressão devem sermontados próximos à parte do sistema que elesestiverem protegendo. Para verificar se a válvulaestá descarregando para a atmosfera, pode serinstalado após a válvula um coletor “tubo-U”cheio de óleo e com um visor de nível MLI ➃.

Observe o seguinte: Alguns países não permitema instalação de um coletor “U”.

O tubo de saída da válvula de segurança deve serprojetado de tal forma que as pessoas não corramriscos na eventualidade do refrigerante seraliviado.

A queda de pressão no tubo de saída para asválvulas de segurança é importante para a funçãodas válvulas. É aconselhável verificar as normaspertinentes às recomendações sobre comodimensionar estes tubos.

➀ Válvula de bloqueio dupla e de 3 vias

➁ Válvula de alívio de segurança

➂ Válvula de alívio de segurança

➃ Visor do nível de óleo

Dados técnicos Válvula de alívio de Segurança – SFA

Material Corpo: Aço especial aprovado para a operação a baixa temperatura.

Refrigerantes R717, HFC, HCFC e outros refrigerantes (dependendo da compatibilidade com o material de vedação)


Pressão de teste [bar] Teste de resistência 43Teste de vazamento: 25

Pressão de ajuste [bar] 10 a 40

Válvula de bloqueio de 3 vias – DSV 1/2

Material Corpo: Aço especial aprovado para operação a baixa temperatura.




Valor de Kv [m3/h] DSV1: 17,5DSV2: 30




Exemplo de Aplicação 7.1.2:Válvulas de segurança interna- BSV e POV.

Para ocondensador

SVA

EVRAT+FA

SVA

Compressor

SCA

Doevaporador

� BSV� POV

� SFA

� SFA

� MLI

NENHUM OPERADOR DEVETRABALHAR NA ÁREA DEDESCARGA DO TUBO DE ALÍVIO DE PRESSÃO

Separador de óleo

� DSV


Para aliviar o refrigerante do lado de alta pressão para o lado de baixa pressão somente válvulas de alívio independentes de contrapressão (BSV/ POV) devem ser utilizadas.

A BSV ➁ pode atuar como uma válvula de alíviode ação direta com baixa capacidade ou comouma válvula piloto para a válvula principalPOV ➀. Quando a pressão de descarga excedera pressão de ajuste, a BSV abrirá a POV paraaliviar o vapor de alta pressão para o lado debaixa pressão.

As válvulas de alívio independentes de contrapressão são instaladas sem a válvula de

bloqueio de 3 vias. Caso seja necessário substituir ou reajustar as válvulas, o compressor deverá ser desligado. Se for montada uma válvula de bloqueio na linhade descarga que vem do separador de óleo, seránecessário proteger o separador de óleo e ocompressor contra pressão excessiva causadapelo aquecimento externo ou aquecimento decompressão.

Esta proteção poderá ser obtida com a válvula desegurança padrão SFA ➄ combinada com umaválvula bloqueio de 3 vias DSV ➂.

➀ Válvula de segurança interna operada por piloto

➁ Válvula de segurança interna

➂ Válvula de bloqueio dupla e de 3 vias

➃ Visor no nível de óleo

➄ Válvula de alívio de segurança

Dados técnicos Válvula de alívio de segurança - BSV

Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura.


Faixa de temperatura domeio [°C] –30 a 100, como uma válvula de alívio de segurança externa–50 a 100, como uma válvula piloto para a POV


Pressão de teste [bar] Teste de resistência 43Teste de vazamento: 25

Válvula de segurança interna operada por piloto - POV



Faixa de temperatura domeio [°C] –50 a 150 como uma válvula piloto para a POV



DN [mm] 40/50/80




Exemplo de Aplicação 7.2.1:Desligamento (parada) porPressão / Temperaturapara compressores

Compressor

Para o Separador de Óleo

DoSeparador/evaporador


SVA

FIA

� RT 1A

� RT 5A

�MP 55A

�RT 107


Para proteger o compressor contra excessivaspressão e temperatura de descarga ou depressão de sucção muito baixa, devem serutilizados os pressostatos e termostatos KP/RT.O RT1 A ➀ é um pressostato para baixa pressão e o RT 5A ➃ é um pressostato de alta pressão e o RT 107 ➂ é um termostato.

O valor da pressão de ajuste para os pressostatos de alta pressão deve ser inferior à pressão ajustada para as válvulas de segurança do lado de alta pressão. O ajuste do pressostato de baixa pressão é especificado pelo fabricante do compressor.

Para compressores alternativos, o pressostato depressão diferencial de óleo MP 54/55 ➁ éutilizado para parar o compressor em caso depressão do óleo muito baixa.

O pressostato diferencial de óleo cortará ofuncionamento do compressor se ele não atingiruma pressão diferencial suficiente durante apartida e após um período definido de tempo(0-120 s).

➀ Parada por baixa pressão

➁ Parada por baixa pressão diferencial

➂ Parada por alta temperatura

➃ Parada por alta pressão

Dados técnicos

7.2 Dispositivos de Limite dePressão e Temperatura

Termostato - RT

Refrigerantes R717 refrigerantes fluorados

Proteção IP 66/54

Temperatura máxima do bulbo [°C] 65 a 300


Faixa de ajuste [°C] -60 a 150

Diferencial Δt [°C] 1,0 a 25,0

Controle de Pressão Diferencial - MP S4/55/55A

Refrigerantes MP 54/55: Refrigerantes fluoradosMP 55A: R717

Proteção IP 20

Faixa de ajuste ΔP [bar] MP 54: 0.65/0.9MP 55/55A: 0,3 a 4,5



Faixa de operação do lado de LP (baixa pressão)[bar]

–1 a 12




Exemplo de aplicação 7.3:1:Controles de nível baixo / altopara separador de líquido

SNV

SVA

DSV



Doevaporador

Para o evaporador

LLG

SFASFA


AKS 41

SVA

SVA

SVA

SVA

SVA

SVA

SNV

� AKS 38

� AKS 38


Os vasos do lado de alta pressão e baixa pressãopossuem diferentes dispositivos para controle donível de líquido.

Os recipientes de líquido (de alta pressão) sóprecisam ter uma chave de nível baixo (AKS 38)para assegurar um nível mínimo de refrigerantepara alimentar os dispositivos de expansão.

O visor de nível LLG para a monitoração visual donível de líquido também pode ser instalado.

Os vasos de baixa pressão normalmentepossuem ambos os controles, ou seja, para nívelalto e baixo. A chave de nível baixo é instalada

para assegurar a existência de uma pressãohidrostática suficiente do refrigerante para evitara cavitação das bombas.

A chave de nível alto é instalada para proteger ocompressor contra golpe de líquido.

Um visor de nível de líquido LLG deve serinstalado para a indicação visual de nível.

Os indicadores do nível de líquido LLG para vasos de baixa pressão podem necessitar a instalação de um visor tornando possível observar o nível, embora possa haver certa quantidade de gelo no indicador de nível de líquido.

➀ Chave de nível alto

➁ Chave de nível baixo

Dados técnicos

7.3 Dispositivos de Nível de Líquido

Chave de nível - AKS 38

Material Carcaça: ferro fundido com cromato de zinco




Faixa de medição [mm] 12,5 a 50

Visor no nível - LLG


Faixa de temperatura do meio [°C] –10 a 100 ou –50 a 30


Comprimento [mm] 185 a 1550

Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)



Solução Aplicação

Válvulas de SegurançaVálvulas de segurança SFA + válvula de 3 vias DSV


Proteção de vasos, compressores e trocadores de calor contra pressão excessiva.

Válvula de segurança interna BSV + válvula de segurança interna pilotada POV

Proteção de compressores e bombas contra pressão excessiva.

Controles de Corte de PressãoPressostato de corte RT

PZHPZLPDZ

TZH

Proteção de compressores contra pressão de descarga muito alta e pressão de sucção muito baixa.

Pressostato de corte para pressão diferencial - MP 55

Proteção de compressores alternativos contra pressão de óleo muito baixa.

Termostato - RT Proteção de compressores contra temperatura de descarga muito alta.

Dispositivos de Nível de LíquidoChave de nível de líquido AKS 38

LI LS

LS


Proteção do sistema contra nível de refrigerante muito alto / baixo nos vasos.

Visor de Nível de Líquido LLG Monitoração visual do nível de líquido refrigerante nos vasos.

7.4 Resumo





AKS 38 RD.5M.A

BSV RD.7F.B

DSV PD.IE0.A

LLG PD.GG0.A

MLI PD.GH0.A

MP 55 A RD.5C.B


POV PD.ID0.A

RT 1A PD.CB0.A

RT 107 RD.5E.A

RT 5A PD.CB0.A

SFA PD.IF0.A

Folheto / Manual Técnico Instrução do produtoTipo N° da Literatura

AKS 38 RI.5M.A

BSV RI.7F.A

DSV PI.IE0.A / RI.7D.A

LLG RI.6D.D

MP 55 A RI.5C.E


POV PI.ID0.A

RT 1A RI.5B.C

RT 5A RI.5B.C

SFA RI.7F.F



Fig. 8.2 Curva típica Q-H para bombas

8. Controles da Bombado Refrigerante

Geralmente os sistemas de refrigeração industrialpossuem recirculação por bomba do líquidorefrigerante. Há algumas vantagens de recirculação por bomba em comparação com os sistemas tipo DX:

As bombas possibilitam uma distribuição eficiente de líquido refrigerante aos evaporadores e o retorno da mistura vapor-líquido para o separador de líquido;

É possível diminuir o superaquecimento a quase 0 K, portanto, aumentando a eficiência dos evaporadores sem o risco de golpes de líquido no compressor.

Ao instalar a bomba, deve ser tomado cuidado para impedir a cavitação. A cavitação poderá ocorrer somente se a pressão do líquido refrigerante na entrada da bomba for inferior à pressão de saturação correspondente à temperatura do líquido neste ponto.

Portanto, a altura do líquido H acima da bomba deve ser pelo menos capaz de compensar a perda de pressão por atrito ΔHf através dos tubos e válvulas, perda na entrada do tubo ΔHd, e a aceleração do líquido para o rotor da bomba ΔHp (Net Positive Suction Head, ou NPSH da bomba), conforme mostrado na Fig. 8.1.

Bomba dorefrigerante


H-∆Hf- ∆H

d>NPSH

H


Fig. 8.1 Instalação da bomba

Refrigerante líquido a baixa pressão (LP)

Para manter a bomba de refrigerante com umaoperação sem problemas, a vazão através da bomba deve ser mantida dentro da faixa permissível de operação, Fig. 8.2.

Se o fluxo for demasiado lento, o calor do motor pode evaporar algum refrigerante e resultar no funcionamento a seco ou cavitação da bomba.

Quando a vazão for muito alta, a NPSH característica da bomba se deteriora ao ponto de fazer com que a altura manométrica de sucção positiva disponível fique muito baixa para impedir a cavitação.

Portanto, os sistemas devem ser projetados para que a bomba de refrigerante mantenha a vazão dentro da faixa de operação.

H

Q 0

Q Mín. Q Máx.

Faixa de operação permissível

H1

NPSH

Q - H

H2

Danfoss

Tapp_0108_08

09-2007

8.1 Proteção para Bomba comControle de PressãoDiferencial

As bombas são facilmente danificadas por cavitação. Para evitar a cavitação é importante manter uma altura manométrica de sucção para a bomba. Para obter uma altura manométrica suficiente, deve-se instalar uma chave de nível baixo AKS 38 no separador de líquido.

No entanto, mesmo com uma chave de nível baixo instalado no separador de líquido, mantido acima do mínimo nível aceitável, a cavitação ainda poderá ocorrer.

Por exemplo, operações incorretas nosevaporadores podem causar um aumento davazão pela bomba, a chave de nível baixo podefalhar, e o filtro antes da bomba pode estarbloqueado, etc.

Todas estas condições podem levar à cavitação.Portanto, é necessário desligar a bomba para finsde proteção quando a pressão diferencial cairabaixo de H da Fig. 8.2 (equivalente a Qmáx).



Exemplo de Aplicação 8.1.1:Proteção da Bomba comPressostato Diferencial RT260A

SVA

�RT 260A�

RT 260A

� SVA

Bombarefrigerante


REG

� FIASVA

� SVA

SNV

LLG

SVA� FIA

SVA

� SVA

AKS 38

AKS 38

Para a linha de sucção docompressor SFA

SVA

SFA

DSV

SVA

SNV

AKS 41

Para o evaporador

REG

SVA

DoevaporadorSVA

SVA Do recipientede líquido

� NRVA

BSV

BSV

� NRVA

QDV


Os controles de pressão diferencial (pressostatosdifererenciais) são utilizados para a proteção contra baixa pressão diferencial. Os RT 260A ➂ e ➇ são fornecidos sem temporizador e causam o desligamento momentâneo de cada uma das bombas quando a pressão diferencial cai abaixo do ajuste desses pressostatos.

Os filtros FIA ➁ e ➆ são instalados na linha da bomba para remover partículas e proteger as válvulas de controle automático e as bombas contra danos, bloqueios, desgaste e quebra em geral. O filtro pode ser instalado na linha desucção ou linha de descarga da bomba.

Se o filtro for instalado na linha de sucção antesda bomba, o mesmo protegerá principalmente abomba contra partículas. Isto é especificamenteimportante durante a limpeza inicial ecomissionamento.

Já que a queda de pressão pode levar à cavitação,recomenda-se instalar uma malha 500µ. Malhasmais finas podem ser utilizadas durante a limpeza,mas certifique-se de levar em consideração aqueda de pressão ao projetar a tubulação.Adicionalmente, será necessário substituir a malhaapós um certo período de tempo..

Se o filtro for instalado na linha de descarga, aqueda de pressão não será crucial e nesse casopoderá ser utilizado um filtro 150-200µ. Éimportante observar que nesta instalação, aspartículas podem ainda entrar na bomba antes deserem removidas dos sistemas.

As válvulas de retenção NRVA ➃ e ➈ ssãoinstaladas nas linhas de descarga das bombaspara proteger as bombas contra contra-fluxo(pressão) durante inatividade.


➁ Filtro

➂ Pressostato diferencial

➃ Válvula de retenção



➆ Filtro

➇ Pressostato diferencial

➈ Válvula de retenção


Dados técnicos Pressostato Diferencial - RT 260A/252A/265A/260AL

Refrigerantes R717 refrigerantes fluorinados

Alojamento IP 66/54


Faixa de ajuste [bar] 0,1 a 11

Pressão máxima de trabalho [bar] 22/42




Exemplo de Aplicação 8.2.1:Controle da Vazão deBy-Pass da Bomba com REG

� REG

� SVA

SNV

LLG

SVA

SVA

AKS 38

AKS 38

SFA

SVA

SFA

DSV

SVASNV

AKS 41

� REG

� SVA

SVA

SVA

� BSV

� BSV

SVA SVA

FIAFIA

RT 260A

RT 260A

NRVANRVA

SVA

SVA

QDVBombarefrigerante


Para a linha de sucção docompressor

Para o evaporador

Doevaporador



A linha de by-pass é projetada com a válvula reguladora REG para cada bomba.A válvula de segurança interna BSV é projetada para causar um alívio da pressão excessiva de forma segura. Por exemplo, quando as válvulas

de bloqueio estiverem fechadas, o líquidorefrigerante confinado nos tubos pode seraquecido e atingir a pressões excessivamentealtas.

➀ Válvula de regulagem manual




➄ Válvula de alívio de segurança interna

➅ Válvula de alívio de segurança interna

Dados técnicos

8.2 Controle da Vazão deBy-Pass da Bomba

O modo mais comum de manter o fluxo através da bomba acima do valor mínimo permissível (Q min na Fig. 8.2) é o de projetar um sistema de by-pass para a bomba.

A linha de by-pass pode ser projetada com a válvula de regulagem REG, válvula de alívio de

pressão diferencial OFV ou mesmo com apenas um orifício.

Mesmo se o fornecimento do líquido a todos osevaporadores no sistema for interrompido, a linha de by-pass ainda poderá manter a vazão mínima através da bomba.

Válvula de regulagem- REG

Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura.Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns não inflamáveis, inclusive o R717.Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a +150Pressão máxima de trabalho [bar] 40 Pressão de teste [bar] Teste de resistência 80

Teste de vazamento: 40Valor de Kv [m3/h] 0,17 a 81,4 para válvulas totalmente abertas

Válvula de alívio de segurança - BSV

Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura..Refrigerantes R717, HFC, HCFC e outros refrigerantes (dependendo da compatibilidade com o material de vedação)Faixa de temperatura do meio [°C] –30 a 100, como uma válvula de alívio de segurança externa

–50 a 100 como uma válvula piloto para a POVPressão de ajuste [bar] 10 a 25Pressão de teste [bar] Teste de resistência: 43

Teste de vazamento: 25




Exemplo de Aplicação 8.3.1:Controle da pressão diferencialda bomba comICS e CVPP

SVA

SFA SFA

DSV

SVA

SNV

AKS 41

SVASVA

SNV

LLG

SVA

SVA

AKS 38

AKS 38

SVA SVA

FIAFIA

� ICS

� SVA

� SVA

CVPP

BSV

BSV

RT 260A RT 260A

NRVANRVA

SVASVA

QDVBombarefrigerante


Para a linha de sucção docompressor

Para o evaporador

Do evaporador

Do recipiente de líquido



➁ Regulador de pressão diferencial


Dados técnicos

8.3 Controle da Pressão da Bomba

É de grande importância para alguns tipos desistemas de recirculação por bomba que apressão diferencial possa ser mantida constante através da válvula de regulagem manual na entrada do evaporador.

Utilizando uma servo válvula controlada porpiloto ICS e uma válvula piloto CVPP é possívelmanter uma pressão diferencial constante

Servo válvula operada por piloto - ICS

Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura




DN [mm] 20 a 80

Válvula piloto de pressão constante - CVPP




Pressão máxima de trabalho [bar] CVPP(HP): 28CVPP(LP): 17

Faixa de ajuste [bar] 0 a 7, ou 4 a 22

Valor de Kv [m3/h] 0,4





Proteção da Bomba comControle de Pressão DiferencialProteção da Bomba compressostato diferencialRT260A


Aplicável a todos os sistemas de recirculação por bomba.

Simples.Efetivo na proteção dabomba contra pressãodiferencial baixa (correspondente a uma vazão alta).

Não aplicável a refrigerantesinflamáveis.

Filtro e Válvula de RetençãoFiltro FIA e válvula deretenção NRVA na linhade bomba



Simples.Efetivo na proteção da bomba contra contrapressão e partículas.

O filtro na linha de sucçãopode levar à cavitaçãoquando bloqueado.O filtro na linha de descarga ainda permite que as partículas entrem na bomba.

Controle da Vazão de By-Pass da BombaControle da vazão deby-pass com REG eproteção com válvula dealívio de segurança BSV



Simples.Solução efetiva econfiável para manter avazão mínima da bomba.A válvula de segurança écapaz de efetivamenteevitar pressão excessiva.

Parte da potência da bomba perdida.

Controle da Pressão da BombaControle da pressão dabomba com ICS e CVPP

PC


Aplicável a todos os sistemas de recirculação por bomba que requerem uma pressão diferencial constante por todas as válvulas de regulagem antes dos evaporadores.

Mantém uma pressãodiferencial constante eum índice de recirculação para os evaporadores.

Parte da potência da bomba perdida.

8.4 Resumo




BSV RD.7F.B

CVPP PD.HN0.A

FIA PD.FN0.A

ICS PD.HS0.A


NRVA RD.6H.A

REG PD.KM0.A

RT 260A PD.CB0.A

SVA PD.KD0.A


BSV RI.7F.A

CVPP RI.4X.D

FIA PI.FN0.A

ICS PI.HS0.A


NRVA RI.6H.B

REG PI.KM0.A

RT 260A RI.5B.B

SVA PI.KD0.B

Instruções do produto




9. Outros

Água, ácidos e partículas aparecem naturalmente nos sistemas de refrigeração com fluorados. A água pode entrar no sistema devido à instalação, manutenção, vazamentos, etc; já os ácidos são gerados pela decomposição de refrigerantes e óleos; e as partículas normalmente vêem dos resíduos de solda, reação entre os refrigerantes e óleo, etc.

Forma-se ácido em conseqüência da avaria do refrigerante e do óleo.

Partículas normalmente resultam do resíduo da soldagem e do ponto de solda, a reação entre o refrigerante e o óleo, etc.

A não manutenção dos conteúdos de ácidos,água e partículas dentro dos limites aceitáveisencurtará significativamente a vida útil do sistema de refrigeração, podendo até mesmoqueimar o compressor.

Muita umidade nos sistemas com temperaturasde evaporação abaixo de 0ºC pode formar geloque, por sua vez, pode bloquear as válvulas decontrole, válvulas solenóides, filtros, etc. Aspartículas aumentam o desgaste e maufuncionamento do compressor e válvulas, gerando ainda a possibilidade de criar umbloqueio. Os ácidos não são corrosivos se nãohouver água. Porém, em solução ácida, osácidos podem corroer a tubulação e recobrir assuperfícies quentes dos mancais do compressor.

Este recobrimento se acumula nas superfíciesquentes dos mancais, inclusive da bomba deóleo, eixo de manivelas, barras de came, anéisde pistão, hastes de válvulas de sucção edescarga, etc. Este recobrimento faz com que osmancais funcionem mais quentes, pois as folgasde lubrificação nos mancais vão reduzindo àmedida que o recobrimento vai aumentando.

O resfriamento dos mancais é reduzido devido àmenor quantidade de circulação de óleo atravésdas folgas do mancal. Isto faz com que estescomponentes fiquem cada vez mais quentes. Asplacas de válvulas começam a vazar por causarem o efeito de superaquecimento de descarga mais alto. Como os problemas aumentam progressivamente, a falha do compressor torna-se eminente.

Os filtros secadores são projetados para impedirtodas as circunstâncias acima. Os filtros secadoresexercem duas funções: função de secagem efiltragem.

A função de secagem constitui a proteçãoquímica e inclui a absorção de água e ácidos. Oobjetivo é o de impedir a corrosão da superfíciemetálica, decomposição do óleo e refrigerante eevitar a queima de motores.

A função do filtro constitui a proteção física einclui a retenção de partículas e impurezas dequalquer tipo. Isto minimiza o desgaste e maufuncionamento do compressor, protegendo-ocontra danos e prolongando significativamentesua vida útil.

9.1 Filtros Secadores paraSistemas Fluorados



Exemplo de Aplicação 9.1.1:Filtros secadores para sistemas fluorados

Compressor

Separador

de óleo

Condensador


EvaporadorTE

� DCR

� SVA

SVA�

SGRI

� DCR

� SVA

SVA�

SGRI

SNV

SNV

� DCR

� SVA

SVA�

SGRI

SNV

12


Para sistemas fluorados, os filtros secadores sãonormalmente instalados na linha de líquido antesda válvula de expansão. Nesta linha, há apenasum fluxo de líquido puro através do filtro secador(diferentemente do bifásico após a válvula deexpansão).

A queda de pressão pelo filtro secador é pequenae a queda de pressão nesta linha exerce poucainfluência no desempenho do sistema. Ainstalação do filtro secador também podeimpedir a formação de gelo na válvula deexpansão.

Em instalações industriais, a capacidade de filtrosecador não é normalmente suficiente para secartodo o sistema, portanto diversos filtrossecadores poderiam ser instalados em paralelo.

O DCR é um filtro secador com núcleos sólidosintercambiáveis. Há três tipos de núcleos sólidos:DM, DC e DA.

DM - 100% do núcleo sólido com peneira molecular adequado para os refrigerantes HFC e CO2;

DC - 80% do núcleo sólido com peneira molecular e 20% com alumina ativada, adequado para refrigerantes CFC e HCFC e compatível com os refrigerantes HFC;

Dados técnicos

DA - 30% do núcleo sólido com peneira molecular e 70% com alumina ativada, adequada para limpeza após queima do compressor e compatível com os refrigerantes CFC / HCFC / HFC.

Além dos núcleos sólidos normais mencionadosacima, a Danfoss também fornece outros núcleossólidos customizados. A Danfoss também fornecefiltros secadores com núcleos sólidos fixos. Paraobter mais informações consulte o catálogo doproduto ou entre em contato com as empresas de vendas locais.

O visor com indicador para HCFC/CFC, tipo SGRI éinstalado após o filtro secador para indicar oconteúdo de água após a secagem. Visores comindicador para outros tipos de refrigerantestambém podem ser disponibilizados. Para obtermais informações, consulte o catálogo deprodutos da Danfoss.

Filtro secador – DCR

Refrigerantes CFC/HFC/HCFC/R744

Material Carcaça: aço

Pressão máxima de trabalho [bar] HP: 46

Faixa da temperatura de operação [°C] –40 a 70

Núcleos sólidos DM/DC/DA

➀ Filtro Secador

➁ Filtro Secador

➂ Filtro Secador

➃Válvula de bloqueio

➄Válvula de bloqueio

➅Válvula de bloqueio

➆Visor do nível de óleo

➇Visor do nível de óleo

➈Visor do nível de óleo




Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)



Em muitos aspectos o CO2 é um refrigerante bemmais complicado, mas oferece alguns recursosexclusivos em comparação com os refrigerantescomuns. Uma das vantagens é a solubilidade deágua em CO2. Conforme mostrado na figuraabaixo, há pouca diferença entre a solubilidadeem ambas as fases, ou seja, de líquido e vapor doR134a. No entanto, com o CO2 esta diferença ébem significativa.

O que ocorre com o sistema com fluoradotambém ocorrerá com os sistemas de CO2

quando água, ácidos e partículas estiverempresentes no sistema, por ex., bloqueio porpartículas e corrosão por ácidos.

Além disto, a solubilidade exclusiva do CO2

aumentará o risco de congelamento em sistemasde CO2.

No evaporador, quando o CO2 líquido evaporar, asolubilidade da água no refrigerante diminuirásignificativamente, especialmente quando a taxade recirculação estiver próximo a um. Isto gera orisco de aparecimento de água livre. Se istoocorrer e a temperatura estiver abaixo de 0ºC, aágua livre congelará e os cristais de gelo poderãobloquear as válvulas de controle, válvulassolenóides, filtros e outros equipamentos.

A instalação de filtros secadores é ainda ométodo mais eficiente para evitar o congelamento mencionado acima, bloqueios ereações químicas. O filtro secador de tipo zeolite,comumente utilizado em sistemas fluorados, semostrou comprovadamente efetivo para ossistemas de CO2. Para instalar os filtros secadoresem um sistema de CO2, a solubilidade exclusivada água também deve ser levada emconsideração.

9.2 Filtros Secadores emSistemas com CO2

Solubilidade da água em CO 2

1

10

100

1000

-50 -30 -10 10

Líquido

Vapor

Solu

bili

dade

máx

ima

[pp

m]

(mg/

kg)

[°C]

R134a




Exemplo de Aplicação 9.2.1:Filtro secadores em sistemasde circulação por líquidobombeado de CO2 Compressor

Separadorde óleo

Condensador


Evaporador

� SVA� SVA

�SGRN

Entrada de NH3

Saída de NH3

Válvula deexpansão


� DCRSNV


Para instalar um filtro secador em um sistema de CO2, os seguintes critérios devem ser considerados:

Umidade Relativa Conforme mostrado na figura abaixo, quando o RH estiver muito baixo, a capacidade do filtro secador diminuirá rapidamente.

Queda de Pressão A queda de pressão por todo o filtro secador deve ser pequena. O desempenho do sistema não deve ser sensível a esta queda de pressão.

Fluxo emduas fases O fluxo de duas fases através do filtro secador deve ser evitado por expor o sistema a um risco de congelamento e bloqueio devido às características exclusivas da solubilidade da água.

Em sistemas de recirculação por CO2 bombeado,recomenda-se que os filtros secadores sejaminstalados nas linhas de líquido antes dosevaporadores. Nestas linhas, o RH é alto, não háfluxo de duas fases e não é sensível à queda depressão.

A instalação em outras posições não érecomendada pelos seguintes motivos:1. No laço (loop) do compressor condensador válvula expansão o RH é baixo. No separador de líquido, há mais de 90% de água na fase líquida devido à solubilidade bem menor do vapor de CO2 em comparação com o líquido. Portanto, pouca água é levada para o loop do compressor pelo vapor de sucção. Se forem instalados filtros secadores neste laço, o secador terá muito pouca capacidade.2. Na linha de sucção úmida há um risco de “congelamento” devido às duas fases de fluxo mencionadas.3. Na linha de líquido, antes das bombas do refrigerante, a queda de pressão aumenta o risco de cavitação para as bombas.

Se a capacidade de um filtro secador não forsuficiente, diversos filtros secadores poderiam serinstalados em paralelo.

Umidade relativa - RH [%]

Capacidade relativa do secadorPeneira Moleculares

Capa

cida

de re

lativ

a [%

]

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100DanfossTapp_0119_0811-2006


➁ Filtro secador



Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP))Óleo



Exemplo de Aplicação 9.2.2:Filtros secadores em sistemas de CO2 DX

Compressor

Separador de líquido Condensador


EvaporadorTE

� DCR

� SVA

�SGRI

� DCR

� SVA

�SGRI

SNV

SNV

� DCR

� SVA

�SGRI

SNV

Entrada de NH3

Saída de NH3

SVA

SVA

SVA12


Em um sistema de CO2 DX, a concentração deágua é a mesma por todo o sistema de modoque o nível de RH corresponde somente àsolubilidade da água do refrigerante.

Apesar disto, o RH na linha de líquido antes daválvula de expansão é relativamente pequenodevido à alta solubilidade da água na altatemperatura do CO2 líquido. Recomenda-se,ainda, que os filtro secadores sejam instaladosnesta linha (na mesma posição que em sistemafluorado) pelos seguintes motivos:

1. Na linha de sucção e de descarga, é sensível à queda de pressão e ainda ocorre o alto risco de congelamento na linha de sucção. Não se recomenda a instalação dos filtros secadores neste local, apesar dos RHs serem altos.2. Na linha de líquido, após a válvula de expansão, a instalação do secador de filtro também deverá ser evitada devido ao fluxo de duas fases.

➀ Filtro secador

➁ Filtro secador

➂ Filtro secador


➄Válvula de bloqueio

➅Válvula de bloqueio

➆Visor do nível de óleo

➇Visor do nível de óleo

➈Visor do nível de óleo




Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)Óleo



O problema de água no amoníaco é exclusivoquando comparado com sistemas fluorinados ede CO2:

A estrutura molecular da amônia é similar à daágua, ambas pequenas e polares, conseqüentemente, a água e a amônia sãocompletamente solúveis.

Devido à similaridade molecular entre a água e aamônia, não foi desenvolvido um filtro secadoreficiente para a amônia. Além disto, devido à altasolubilidade da água na amônia, a água livre édifícil de ser extraída da solução.

Água e amônia coexistirão e atuarão como umtipo de refrigerante zeotrópico, cujo relacionamento P-T saturado não é mais omesmo que o da amônia anidro.

Estes são fatores que contribuem para que ossistemas de amônia sejam raramente projetadoscomo sistemas DX: por um lado, a amônia líquidaé difícil de se evaporar completamente quandopresente em água, o que leva a golpes de líquido;por outro lado, como pode uma válvula deexpansão termostática funcionar corretamentequando existe a alteração do relacionamento P-Tsaturado?

Sistemas de circulação por líquido bombeadopodem satisfatoriamente evitar o potencial dedanos de água aos compressores. Com apenasvapor entrando na linha de sucção, o golpe delíquido é evitado; e contanto que não haja muitaágua no líquido, o vapor praticamente nãoconterá nenhuma água (…..o máximo recomendado de 0,3%), o que pode efetivamente evitar a poluição do óleo pela água.

Ao mesmo tempo em que os sistemas decirculação por líquido bombeado efetivamenteevitam danos aos compressores, eles tambémmantém as outras penalidades da águadespercebidas:

COP do sistema é reduzido Quando houver conteúdo de água, o relacionamento P-T saturado do refrigerante será diferente da amônia pura. Especificamente, o refrigerante evaporará a uma temperatura mais alta por uma dada pressão. Isto diminuirá a capacidade de refrigeração do sistema e aumentará o consumo de energia.

Corrosão A amônia torna-se corrosiva com a presença de água e começa a corroer a tubulação, válvulas, vasos, etc.

Problemas do compressor Se a água atingir o compressor, por exemplo, devido a separadores de líquido ineficientes, ela também levará a problemas de corrosão e óleo aos compressores.

Portanto, para manter o sistema de modoeficiente e sem problemas, recomenda-sedetectar a água regularmente e empregar algummétodo de remoção de água quando o conteúdode água estiver acima do nível aceitável.

Basicamente, existem três formas de lidar com acontaminação de água:

Trocar a carga Isto é adequado para sistemas com cargas pequenas (por ex., resfriadores com evaporadores de placas) e deve atender a legislação local.

Purga de alguns evaporadores Isto é adequado para alguns sistemas operados por gravidade sem degelo por gás quente. Nestes sistemas, a água permanece no líquido quando a amônia se evapora, e se acumula nos evaporadores.

Retificador de água Parte da amônia contaminada é drenada para o retificador onde é aquecida, com a amônia evaporando e a água drenada. Este sistema é a única forma de remoção de água para os sistemas de re-circulação por líquido bombeado.

Para obter mais informações sobre a contaminação e remoção de água nos sistemasde refrigeração de amônia, consulte o boletim108 IIAR.

É necessário mencionar que há um ladodesfavorável com relação ao conteúdo muitobaixo de água - a possibilidade de um tipoespecial de corrosão do aço. No entanto, não éprovável que ocorra em uma instalação real.

9.3 Remoção de Águapara Sistema de Amônia



Exemplo de Aplicação 9.3.1:Retificador de água aquecidopor gás quente controladopor válvulas de bóia

� SV4

� SV1

SVA

SVA

SVA

SVA

SVA

SVA

SVA

� EVRA+FA

� EVRA

� EVRA+FA� REG

�BSV

� QDV

Entradade amôniacontaminada


Entradade gásquente

Para o separador de líquido

Visor comindicador

Visor comindicador

� SVA


Procedimentos para a remoção da água:

1. Energize a válvula solenóide EVRA ➀ e ➂. A amônia contaminada é drenada para o vaso de retificação. A válvula de bóia SV4 ➁ fechará quando o nível do líquido no vaso alcançar o nível de ajuste.

2. Energize a válvula solenóide EVRA ➃. O gás quente é alimentado à serpentina dentro do vaso e começa a aquecer a amônia contaminada. A amônia começa a se evaporar e a água permanece no líquido. A válvula de bóia SV1/3 ➅ completa com um kit especial interno (mostrado em linhas pontilhadas) controla a vazão de gás quente de acordo com a carga de aquecimento e mantém a temperatura de aquecimento na temperatura de condensação do gás quente. Quando a amônia se evapora no vaso e o nível de líquido cai, a válvula de bóia SV4 ➁ abre e drena mais amônia contaminada para dentro do vaso.

➀ Válvula solenóide

➁ Válvula de bóia de baixa pressão


➃ Válvula solenóide

➄ Válvula de regulagem manual

➅ Válvula de bóia de alta pressão

➆ Válvula de alívio de segurança interna

➇ Válvula de drenagem rápida

➈ Válvula de bloqueio

3. Quando o retificador estiver concluído, os níveis dos vasos e da serpentina se estabilizarão e as válvulas de bóia ➁ e ➅ fecharão. Desenergize a válvula solenóide ➀ e ➃, então abra a válvula SVA e drene a válvula QDV ➇ e drene a água remanescente do vaso.

4. Feche a válvula de drenagem QDV ➇ e pare a válvula SVA ➈. Então desenergize a válvula solenóide ➂ para parar o processo de remoção de água, ou, se necessário, repita a etapa 1 para continuar o processo.

Para considerações de segurança, a válvula de alívio de segurança BSV ➆ eé instalada no vaso para evitar o acúmulo de pressão excessiva.

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP))Óleo



Exemplo de Aplicação 9.3.2:Retificador de água aquecidopor gás quente equipado comválvula de bóia e válvula de esfera

SVA

SVA

� Válvula de

esfera

� EVRA

QDV



� NRVA

� REG

Para o resfriador intermediário de líquido/separador

SVA� ICS

CVP

�REG BSV

� SV1

SVA SVA

SVA�

EVRA+FA

� REG


Entrada de gásquente

Visor comindicador

Visor comindicador

SVA


Este é um processo de remoção de águamanual.

Etapas para a remoção da água:1. Energize a válvula solenóide EVRA ➃e então abra a válvula de esfera ➀. A amônia contaminada do lado de baixa pressão é drenada para dentro do retificador. Quando a amônia no vaso alcançar o nível necessário (monitore através dos visores de nível), feche a válvula de esfera ➀ e desenergize a válvula solenóide EVRA ➃.

2. Energize a válvula solenóide EVRA ➆. O gás quente é alimentado para a serpentina dentro do vaso e começa a aquecer a amônia contaminada, com a amônia evaporando e a água permanecendo no líquido. A válvula de bóiar ➈ com um kit especial interno (mostrado em linhas pontilhadas) controla a vazão de gás quente de acordo com a carga de aquecimento e mantém a temperatura de aquecimento na temperatura de condensação do gás quente..

➀ Válvula de esfera

➁ Válvula de retenção

➂ Válvula de regulagem


➄ Válvula de regulagem

➅ Válvula reguladora de pressão

➆ Válvula solenóide

➇ Válvula de regulageml

➈ Válvula de bóia de alta pressão

Válvula de alívio de segurança interna

Válvula de drenagem rápida Válvula de bloqueio

3. Quando a ebulição no vaso parar (monitorar através dos vidros do visor), desenergizar a válvula solenóide EVRA ➆, abrir a válvula de bloqueio SVA . Utilizar a válvula de drenagem QDV para drenar a mistura de água/amônia do vaso.

Durante a destilação, é importante manter apressão e temperatura adequada no vaso. Atemperatura não deve ser muito alta, casocontrário a água se evaporará. Adicionalmente, atemperatura não deve ser muito baixa, casocontrário muita amônia permanecerá no vasocomo líquido e será desperdiçada na drenagem.Isto é garantido pela servo válvula ICS ➅ com aválvula piloto de pressão constante CVP, quemantém a pressão no vaso em um nível ideal.

Para considerações de segurança, a válvula dealívio de segurança BSV é instalada no vasopara evitar o acúmulo de pressão excessiva.

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP))Óleo



Exemplo de Aplicação 9.3.3:Retificador de água aquecidopor água quente

SVA

SVA

SVA

SVA

� BSV

SVA QDVSaída de água

quente

SVA

CVP

� EVRA



� NRVA

� REG

Para o resfriador intermediário/separador de líquido

� ICS

�REG

�EVRA+FA

� REG

Entradade águaquente

Visor comindicador

Visor comindicador �

Válvula de esfera


➀ Válvula de esfera

➁ Válvula de retenção




➅ Válvula reguladora de pressão

➆ Válvula solenóide

➇ Válvula de regulagem manual

➈ Válvula de alívio de segurança interna

Válvula de drenagem rápida Válvula de bloqueio Este é um processo de remoção de água manual,

sendo a água quente a fonte de aquecimento.Água quente fornecida via recuperador de calor.

Etapas para a remoção da água:1. Energize a válvula solenóide EVRA ➃, e então abra a válvula de esfera ➀ A amônia contaminada do lado de baixa pressão é drenada para dentro do retificador. Quando a amônia no vaso alcançar o nível necessário (monitore através dos visores de nível), feche a válvula de esfera ➀ e desenergize a válvula solenóide EVRA ➃.

2. Abra a válvula solenóide EVRA ➆. O gás quente é alimentado para a serpentina dentro do vaso e começa a aquecer a amônia contaminada, com a amônia evaporando e a água permanecendo no líquido.

3. Quando a ebulição no vaso parar (monitorar através dos vidros do visor), desenergizar a válvula solenóide EVRA➆, abrir a válvula de bloqueio . Utilizar a válvula de drenagem QDV ➉ para drenar a água do vaso.

Durante a destilação, é importante manter apressão e temperatura adequada no vaso. Atemperatura não deve ser muito alta, casocontrário a água se evaporará. Adicionalmente, atemperatura não deve ser muito baixa, casocontrário muita amônia permanecerá no vasocomo líquido e será desperdiçado na drenagem.Isto é garantido pela servo válvula ICS ➅ com aválvula piloto de pressão constante CVP, quemantém a pressão no vaso em um nível ideal.

Para considerações de segurança, a válvula dealívio de segurança BSV ➈ é instalada no vasopara evitar o acúmulo de pressão excessiva.

Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP))ÓleoÁgua



Presença de Gases Não CondensáveisOs gases não condensáveis estão presentes nossistemas de refrigeração no início do processo deinstalação com tubos e acessórios preenchidos com ar. Portanto, se um bom processo de vácuo não forempregado, o ar pode permanecer dentro do sistema.

Adicionalmente, o ar pode entrar no sistema devido ao vazamento do sistema quando o sistema for aberto para manutenção, penetração através doscomponentes do sistema, vazamentos em conexõessoldadas onde a pressão do amoníaco é mais baixa que a pressão atmosférica (abaixo de -34°C da temperatura de evaporação), quando da adição de óleo, etc.

Além disto, as impurezas no refrigerante e/oudecomposição do refrigerante ou do óleo delubrificação devido a altas temperaturas de descargapode gerar gases não condensáveis (por ex., a amônia se decompõe em nitrogênio e hidrogênio).

Localização e DetecçãoOs gases não condensáveis ficam concentrados no lado de alta pressão do sistema de refrigeração,principalmente nos pontos mais frios e menos agitados do condensador.

Uma forma simples de verificar a presença de gases não condensáveis no sistema é a de comparar a diferença de pressão entre a pressão de condensação efetiva, lida no manômetro do receptor, e a pressão saturada correspondente à temperatura medida na saída do condensador.

Por exemplo, se for medido 30°C na saída docondensador em um sistema de amônia, a temperatura saturada correspondente será de 10,7 bar g e, se a leitura do manômetro for 11,7 bar g, então haverá a diferença de 1 bar e isto é devido à presença de gases não condensáveis.

Problemas geradosO ar tende a formar um filme sobre os tubos docondensador, isolando a superfície de troca de calor dorefrigerante no condensador. O resultado é umaredução da capacidade do condensador, levando a umaumento na pressão de condensação. A eficiência daenergia declinará, e, dependendo da pressão decondensação, o potencial dos problemas relacionadoscom óleo aumentará.

A capacidade reduzida no condensador realmenteocorre, mas é muito difícil de ser determinada. Osfabricantes de purgadores de ar disponibilizaram alguns dados que indicam uma redução de capacidade de 9-10% para cada bar de aumento de

pressão de condensação. Se for necessário um cálculo mais preciso, a ASH RAE fornecerá algumas diretrizes sobre como estimar o valor, assim como alguns exemplos de pesquisa executadas com os resultados obtidos. (Sistemas de HVAC (Hidráulica, Ventilação e ArCondicionado) e Equipamentos Manuais, Gases nãoCondensáveis).

Outros fabricantes estimam os riscos e os custosassociados com o lado do compressor. À medida que apressão de condensação e a temperatura de descargaaumentam, existirão riscos mais altos aos mancaisdevido a problemas com óleo, assim como umaumento do custo operacional do compressor. Aestimativa de custo é relacionada com o tipo docompressor e tamanho da instalação.

De uma forma geral, a presença de gases nãocondensáveis é indesejável e inevitável e oequipamento de purga é normalmente utilizado.

Sistemas de purga de arO ar ou gases não condensáveis podem ser purgadospara fora do sistema manualmente. Isto é executadopelo pessoal da manutenção e pode levar a perdasexcessivas de refrigerante.

Outra forma de purga é chamada de purga refrigerada: os gases provenientes dos pontos de amostragem são resfriados dentro de uma câmara com uma serpentina de resfriamento para condensar o refrigerante e retorná-lo para o sistema. Os gases então deixados na câmara devem ser purgados para a atmosfera. A idéia de resfriamento e de condensação é a de reduzir a quantidade de refrigerante liberado para a atmosfera.

O refrigerante utilizado para a serpentina deresfriamento pode ser o mesmo usado na instalação de refrigeração ou pode ser também outro refrigerante.

A determinação do local do ponto de purga é muitodifícil e depende do tipo de sistema e condensadorexistente na instalação. Alguns exemplos de pontos de purga podem ser encontrados abaixo: Na figura, as setas nas serpentinas do condensador e os vasosrepresentam as velocidades do fluxo. O comprimento da seta diminui à medida que a velocidade reduz.

Os locais onde ocorrem acúmulo maior de ar sãorepresentados pelos pontos pretos. Estes locais comalto conteúdo de ar são pontos de onde devem serfeitas as purgas de ar.

9.4 Sistemas de purga de ar

� Recipiente de líquido

� Condensador evaporativo

� Condensador casco e tubos horizontal

�Condensador

casco etubos verticalDanfoss

Tapp_0124_0811-2006



Exemplo de Aplicação 9.4.1:Sistema de purga de arautomático utilizando orefrigerante da instalação

� SV1

SVASVA

SVA

SVA

SVA

SVA

SVASVA

� FA+EVRA � EVRAT+FA

� FA+EVRAT

REGREG

REG

� RT 280A

�EVRA

Condensador


Da bombade refriger-ante

Para o separador de líquido

Tanque de água

Da linha dedescarga


➀ Válvula solenóide



➃ Válvula de bóia

➄ Pressostato

➅ Válvula solenóide

Etapas para a purga de ar:1. Energize a válvula solenóide EVRA ➀, cde modo que o refrigerante líquido de baixa pressão entre na serpentina e resfrie o refrigerante contido no vaso.

2. Energize a válvula solenóide EVRAT ➁ ou ➂. O gás refrigerante com ar acumulado é puxado para dentro do vaso, dentro do qual o vapor refrigerante condensa e o ar se eleva para a parte superior do vaso. A válvula de bóia SV1 ➃ drena o líquido refrigerante condensado automaticamente.

3. Com o ar que se acumula na parte superior do vaso, a pressão total dentro do vaso aumenta quando comparada com a pressão saturada do líquido refrigerante. Quando esta pressão alcança o ajuste, o pressostato RT 280A ➄, abre a válvula solenóide EVRA ➅ e purga algum ar do vaso.

Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Mistura de líquido/vaporrefrigeranteRefrigerante líquido abaixa pressão (LP))Ar



O calor gerado decorrente do superaquecimentoe/ou condensação no condensador pode serrecuperado se houver necessidade de algum tipo de aquecimento na instalação. Esse calor pode ser usado para o aquecimento de ar em escritórios ou oficinas, aquecimento de água para lavagem ou processamento, pré-aquecimento da água de alimentação de caldeira, etc.

Para que a recuperação de calor seja uma soluçãoeconômica, é importante assegurar que o calorgerado e as necessidades de aquecimento seequiparem em termos de disponibilidade, nível de temperatura e fluxo de aquecimento. Por exemplo, para a produção de água quente, ou seja, quando for necessário aquecimento a alta temperatura, poderá ser utilizado o calor proveniente do superaquecimento; para o aquecimento de escritórios, normalmente poderá ser considerada a utilização total do calor gerado pelo condensador.

Um sistema de controle bem projetado é crucialpara uma operação sem problemas e eficiente desistemas de refrigeração com recuperação de calor.

O objetivo do controle é o de coordenar arecuperação de calor com a refrigeração:1. A função básica da refrigeração deverá ser assegurada independente do fato da recuperação de calor estar ou não em operação. A pressão de condensação não deve se elevar em excesso quando a recuperação de calor cessar. Além disto, para sistemas DX, a pressão de condensação não deve ser muito baixa (veja a seção 3).2. Os requisitos para a recuperação de calor, por ex., a temperatura e fluxo de calor, devem ser atendidos. 3. Funcionamento sem problemas do e de acordo com a necessidade do controle ON/ OFF (liga / desliga) da malha de recuperação de calor.

A recuperação de calor necessita de um projetobem sofisticado que pode variar de instalação para instalação. A seguir são mostrados algunsexemplos:

9.5 Sistemas de Recuperaçãode Calor

Exemplo de Aplicação 9.5.1:Controle para disposição emsérie do trocador de calor para arecuperação de calor docondensador

Condensador Para o recipientede líquido

SVA

Entrada da água

SVASVA

SVA

SVASaída da água

Da linhade descarga

� EVRAT+FACondensador derecuperação de calor

Para alinha desucção

SVA

� REG

� ICS

� ICS

EVM

CVP

� NRVA

Danfoss

Tapp_0126_08

09-2007

➀ Regulador de pressão


➂ Válvula de retenção



Este sistema de recuperação de calor é aplicável para ar e para água.

Ciclo de refrigeração sem recuperação de calorO gás quente da linha de descarga é direcionadodiretamente para o condensador principal através da válvula servo operada por piloto ICS ➀ com o piloto de pressão constante CVP (HP). A válvula de retenção NRVA ➂ impede que o fluxo retorne para o condensador de recuperação de calor. Ciclo de recuperação de calor A válvula servo operada por piloto ICS ➁ écontrolada pelo liga / desliga da válvula pilotosolenóide EVM, através de um temporizador,termostato, etc. O gás quente entra no

condensador de recuperação. A ICS ➀ normalmente fechará devido ao aumentoda capacidade de condensação e redução dapressão de descarga. Se a pressão de descargaaumentar, o piloto de pressão constante CVP (HP)abrirá a servo-válvula ICS ➀ de modo que parte do gás quente possa fluir em direção ao condensador principal.

No verão, o condensador de recuperação de calorpermanece inativo por extensos períodos de tempo. Para evitar o risco de acúmulo do líquido neste condensador, uma válvula solenóide EVRA ➃ e uma válvula de regulagem REG ➄ asseguram a evaporação periódica de qualquer condensado que possa vir a se formar no mesmo.

Refrigerante vapor a altapressão (HP)Refrigerante líquido a alta pressão (HP)Refrigerante vapor a baixa pressão (LP)Água



Exemplo de Aplicação 9.5.2:Controle para disposição emsérie do trocador de calor paraa recuperação de calor docondensador


SVA

Entrada da água� RT 107

SVASVA

SVA

SVASaída da água

� ICS

� NRVA

Da linhade descarga

Condensador derecuperação de calor

EVMCVPP

Danfoss

Tapp_0127_08

09-2007


➁ Termostato


Este sistema de recuperação de calor é aplicável ainstalações que possuem sistema de refrigeraçãocentral com diversos compressores.

Contanto que somente uma pequena proporção da capacidade do compressor seja utilizada, todo o gás de descarga passará através do condensador de recuperação e então para o condensador principal.

Quanto mais alta for a capacidade utilizada docompressor maior será a perda de pressão nocondensador de recuperação.Quando esta perda de pressão exceder o ajuste do

piloto de pressão diferencial CVPP (HP), a servoválvula ICS ➀ abrirá parcialmente e a pressãoexcessiva do gás será aliviada diretamente emdireção ao condensador principal.

Quando a temperatura desejada da água ou do artiver sido alcançada por meio do condensador derecuperação de calor, o termostato RT 107 ➁ ativará o piloto EVM do tipo ON/OFF (liga / desliga) e a servo-válvula ICS ➀ abrirá totalmente.

Exemplo de Aplicação 9.5.3:Controle para disposição emparalelo do trocador de calorpara a recuperação de calordo condensador

SVASVASVA

SVA

SVA

EVMCVP


Entrada da água

� RT 107

Saída da água

� ICS

� NRVA

Da linhadedescarga

Condensador derecuperação de calor

Para o recipientede líquido

Danfoss

Tapp_0128_08

09-2007

➀ Regulador de pressão e válvula solenóide

➁ Termostato


Este sistema de recuperação de calor é aplicável ainstalações que possuem sistema de refrigeraçãocentral com diversos compressores, com uso docalor recuperado, por ex., para o aquecimentocentral de água.

Sob operação normal, a servo-válvula operada porpiloto ICS ➀ é mantida aberta pelo operaçãoON/OFF (liga / desliga) da válvula piloto solenóideEVM, ativada por um controle externo conectadoao termostato RT 107.

No inverno, quando a demanda de aquecimentonecessita do calor recuperado, a válvula pilotosolenóide EVM fecha, o que, por sua vez faz comque a servo-válvula ICS ➀ feche também. Se apressão de condensação exceder o ajuste do pilotode pressão constante CVP (HP), a servo válvula ICSabrirá e a pressão excessiva do gás será aliviadadiretamente em direção ao condensador principal.

A válvula de retenção NRVA impede que orefrigerante retorne para o condensador derecuperação de calor.

Refrigerante vapor a altapressão (HP)Refrigerante líquido a alta pressão (HP)Água

Refrigerante vapor a altapressão (HP)Refrigerante líquido a alta pressão (HP)Água






BSV RD.7F.B

CVP PD.HN0.A

DCR PD.EJ0.A

EVM PD.HN0.A

EVRA(T) RD.3C.B

ICS PD.HS0.A

NRVA RD.6H.A


REG PD.KM0.A

RT 107 RD.5E.A

SGR PD.EK0.A

SNV PD.KB0.A

SVA PD.KD0.A

SV 1-3 RD.2C.B

SV 4-6 RD.2C.B


BSV RI.7F.A

CVP RI.4X.D

DCR PI.EJ0.B

EVM RI.3X.J

EVRA(T) RI.3D.A

ICS PI.HS0.A

NRVA RI.6H.B


REG PI.KM0.A

SGR PI.EK0.A

SNV PI.KB0.A

SVA PI.KD0.B

SV 1-3 RI.2B.F

SV 4-6 RI.2B.B

Instrução do Produto




10. Apêndice

Os sistemas de refrigeração são basicamentecaracterizados pelo ciclo de refrigeração e pelaforma em que fornecem refrigerante para oevaporador. Pelo ciclo de refrigerante, ossistemas de refrigeração industrial sãocategorizados em três tipos:

Sistema de simples estágio Este é o ciclo mais básico compressão-condensação-expansão-evaporação. Sistema de dois estágios Neste tipo de sistema, a compressão é tratada em dois estágios, tipicamente por dois compressores. Utiliza-se freqüentemente resfriamento intermediário para otimizar o desempenho do sistema.

Sistema em cascata Este sistema é na verdade dois ciclos básicos emcascata. O evaporador no ciclo de altatemperatura atua como o condensador do ciclo de baixa temperatura.

Pela forma de fornecimento de refrigerante paraos evaporadores, os sistemas podem sercategorizados em dois tipos básicos:

Sistema de expansão direta A mistura do líquido / vapor do refrigerante apósa expansão é diretamente alimentada aosevaporadores.

Sistema por recirculaçãoA mistura do líquido / vapor do refrigerante apósa expansão é separada em um separador delíquido e somente o líquido é alimentado aosevaporadores. A circulação do líquido pode serpor gravidade ou bombeamento.

Estes tipos de sistemas de refrigeração serãoilustrados por alguns exemplos:

10.1 Sistemas Típicos deRefrigeração



Sistema de simples estágiocomexpansão direta (DX)

➀ Zona de controle do compressor

➁ Zona de controle de óleo

➂ Zona de controle do condensador

➃ Zona de controle do evaporador

O sistema de refrigeração de simples estágio comexpansão direta é o sistema de refrigeração maisbásico, que é muito popular para ar condicionadoe pequenos sistemas de refrigeração, Fig. 10.1. Ociclo de refrigeração é: o refrigerante vapor a baixapressão é comprimido pelo compressor edirecionado ao condensador onde o vapor a altapressão condensa transformando-se em líquidopressurizado. O líquido a alta pressão então seexpande através da válvula de expansãotérmostática para o evaporador onde o líquido abaixa pressão se evapora e gera o vapor a baixapressão e será aspirado para o compressornovamente.

O separador de óleo e o recipiente de líquido nãoparticipam diretamente do ciclo de refrigeração,mas são importantes para o controle:O separador de óleo separa e coleta o óleo dorefrigerante e então envia o óleo de volta para ocompressor. Este laço (loop) de óleo é importantepara assegurar um funcionamento seguro eeficiente do compressor, por ex., boa lubrificação econtrole do óleo (seção 6) são essenciais paramanter a temperatura e pressão do óleo em níveisaceitáveis.

O recipiente de líquido é capaz de absorver /liberar refrigerante quando os conteúdos dorefrigerante em diferentes componentes variamcom a carga ou quando alguns componentesestiverem desligados para manutenção. Orecipiente de líquido também mantém umfornecimento de líquido refrigerante sob pressãoconstante para a válvula de expansão.

A válvula de expansão termostática é controladapelo superaquecimento. Esta válvula é de grandeimportância para as funções do evaporador ecompressor:

Mantendo um superaquecimento na saída do evaporador, a válvula de expansão termostática fornece a vazão exata de líquido refrigerante para o evaporador, de acordo com a carga. Uma certa quantidade de superaquecimento é capaz de assegurar que somente vapores entrem na sucção do compressor. Gotículas de líquido na sucção causarão golpes de líquido, o que equivale às batidas de um motor.

Observe que a válvula de expansão termostática só é capaz de manter um superaquecimentoconstante, ao invés de uma temperatura de

evaporação constante. Especificamente, se nãoocorrer nenhum outro controle, a temperatura deevaporação subirá com o aumento de carga e cairácom a diminuição de carga. Já que umatemperatura de evaporação constante é o objetivoda refrigeração, alguns outros controles tambémsão necessários, por ex., o controle do compressor e do evaporador. O controle do compressor podeajustá-lo à capacidade de refrigeração do sistema e o controle do evaporador pode assegurar umavazão adequada de refrigerante para o evaporador. Detalhes destes dois tipos de controle foram apresentados na Seção 2 e Seção 5,respectivamente.

Teoricamente, quanto mais baixa for a temperatura de condensação, mais alta será a eficiência de refrigeração. Porém em um sistema de expansão direta, se a pressão no recipiente de líquido for muita baixa, a diferença de pressão pela válvula de expansão será muito baixa para fornecer uma vazão suficiente de refrigerante. Portanto, controles devem ser projetados para impedir uma pressão de condensação muito baixa, quando existe a possibilidade de muita variação da capacidade de condensação em um sistema de expansão direta. Isto foi discutido nos Controles do Condensador (Seção 3).

A maior desvantagem da expansão direta é a baixaeficiência. Considerando que um superaquecimento deva ser mantido:

Parte da área de transferência de calor no evaporador é ocupada pelo vapor e a eficiência de transferência de calor é mais baixa.O compressor consome mais energia para comprimir o vapor superaquecido do que o vapor saturado.

Esta desvantagem torna-se especialmente críticaem uma instalação de refrigeração de baixatemperatura ou em uma instalação de refrigeraçãode grandes proporções. Para economizar energia,sistemas de refrigeração com recirculação porbomba ou por recirculação natural são projetados.

Fig. 10.1 Sistema de Refrigeração de Simples Estágio com Expansão Direta

TC

Compressor

Separador de óleo

Condensador


EvaporadorVálvula deexpansãotermostática

1 2 3

4 Danfoss

Tapp_0129_08

11-2006

Refrigerante vapor a altapressão (HP)Refrigerante líquido a alta pressão (HP)Mistura de líquido/vaporrefrigeranteRefrigerante vapor a baixa pressão (LP)Óleo



Sistema de simples estágiocomrecirculação derefrigerante por bomba

➀ Zona de controle do compressor

➁ Zona de controle de óleo

➂ Zona de controle do condensador

➃ Zona de controle de nível de líquido

➄ Zona de controle do evaporador

O circuito para um sistema de refrigeração de um único estágio, como mostrado na figura 10.2, tem muita semelhança com o sistema DX, mostrado na figura 10.1. A principal diferença é que neste sistema o vapor refrigerante, que entra na sucção do compressor, é vapor saturado em vez de vapor superaquecido. Isto é causado pela instalação de um separador de líquido entre o evaporador e o compressor. No separador de líquido, o líquido da mistura líquido/vapor vem, em parte, do evaporador e, em parte, da válvula de expansão 1. Somente o vapor saturado passará para a sucção do compressor enquanto que apenas o líquido é alimentado pelas bombas de refrigerante para o evaporador.

Como o vapor de sucção não está superaquecido, a temperatura de evaporação será menor que em um sistema DX. Devido à temperatura de evaporação mais baixa, o compressor funcionará mais eficientemente. O evaporador fornecerá mais capacidade à medida que a sua superfície for utilizada totalmente para resfriar e não parcialmente para superaquecer o refrigerante. Desse modo, um sistema de circulação é mais eficiente que um sistema DX correspondente.

A linha entre o ponto de entrada do condensador e o receptor é destinada à equalização da pressão, para garantir que o líquido de condensação do condensador possa fluir para o receptor sem problemas.

Em sistemas de circulação por bomba é importante manter a bomba funcionando, ou seja, que a operação da bomba não seja acidentalmente interrompida. Portanto, o controle da bomba é importante para assegurar que a bomba tenha a diferença de pressão correta, que um suprimento de líquido constante seja garantido e que a condição da bomba não seja comprometida. Este assunto é discutido na Seção 7.

Em sistemas de circulação não há superaquecimento que possa ser usado como uma variável de controle para uma operação com válvula de expansão controlada termostaticamente.

A Válvula de Expansão 1 normalmente é controlada pelo nível no separador de líquido ou, algumas vezes, pelo nível no receptor/condensador. Isto também é denominado de controle pelo nível de líquido, que é discutido na Seção 4.

Se os evaporadores forem originários de um projeto com aletas e tubos e utilizados com ar e se a temperatura de evaporação estiver abaixo de 0 °C, uma camada de geada/gelo forma-se na superfície do evaporador, que se origina da água/umidade presentes no ar. Esta camada deve ser removida, pois, caso contrário, ela restringirá o fluxo de ar do evaporador e reduzirá a capacidade do evaporador.

Os métodos possíveis para degelo incluem gás quente, aquecimento elétrico, ar e água. Na figura 10.2 é utilizado o gás quente para degelo. Parte do gás quente do compressor é encaminhada ao evaporador para degelo.

O gás quente aquece o evaporador e funde a camada de gelo no evaporador e, simultaneamente, o gás quente condensa e converte-se em um líquido em alta pressão. Ao utilizar uma válvula de alívio, este líquido de alta pressão pode retornar ao separador de líquido no tubo de sucção.O degelo a gás quente somente pode ser utilizado em sistemas que contêm no mínimo três evaporadores paralelos.

Durante o degelo, no mínimo dois dos evaporadores (por capacidade) devem estar resfriando e um máximo de um evaporador deve estar degelando – caso contrário não haverá gás quente suficiente para o processo de degelo.

O método para chavear entre ciclos de refrigeração e de degelo é discutido na seção sobre controle do evaporador (Seção 5).

Fig. 10.2 Sistema de Refrigeração de Simples Estágio com Re-Circulação por Bomba e Degelo com Gás Quente

Compressor

Separadorde óleo

Condensador


Evaporador

1 2 3

Válvula deexpansão 1

Refrigerador de óleo

Bomba derefrigerante

Válvula deExpansión 2

54



Refrigerante vapor a altapressão (HP)Refrigerante líquido a alta pressão (HP)Mistura de líquido/vaporrefrigeranteRefrigerante vapor a baixa pressão (LP)Refrigerante líquido a baixa pressão (LP)Óleo



Sistema de dois estágios Um sistema de dois estágios típico é mostrado na fig. 10.3. Parte do líquido refrigerante dorecipiente de líquido primeiro se expande empressão intermediária e se evapora para resfriar aoutra parte do líquido refrigerante no resfriadorintermediário.

O vapor na pressão intermediária é entãodirecionado para a linha de descarga de estágio de baixa pressão, resfria o vapor de descarga deestágio de baixa pressão e entra no compressor de estágio de alta pressão.

A energia utilizada para comprimir esta parte dovapor da pressão de sucção para a pressãointermediária é economizada e a temperatura dedescarga do compressor de estágio de altapressão é mais baixa.

Desta forma, o sistema de dois estágios éespecialmente adequado para um sistema derefrigeração de baixa temperatura, para altaeficiência e baixa temperatura de descarga.

O resfriador intermediário também pode fornecerrefrigerante para os evaporadores de temperatura intermediária. Na Fig. 10.3, o refrigerante de fornecimento intermediário para o evaporador de placa através de re-circulação por gravidade.

Em comparação com a recirculação por bomba, arecirculação por gravidade é acionada pelo efeitotermosifônico no evaporador, ao invés da bomba.A re-circulação natural é mais simples e maisconfiável (quanto à falha da bomba), mas atransferência de calor geralmente não é tão boaquanto à da circulação por bomba.

O sistema de dois estágios pode ser teoricamenteefetivo. No entanto, é difícil encontrar um tipo derefrigerante que seja adequado tanto para atemperatura baixa quanto para a alta em sistemas de refrigeração de baixa temperatura.

Em temperaturas altas, a pressão do refrigeranteserá muita alta demandando requisitos rigorososdo compressor. Sob baixas temperaturas, a pressão do refrigerante pode ser o vácuo, o que leva a mais vazamentos de ar para dentro do sistema (o ar no sistema reduzirá a transferência de calor do condensador, veja a Seção 9.4). Portanto, o sistema em cascata pode ser uma melhor opção para sistemas de baixa refrigeração.

Fig. 10.3 Sistema de Refrigeração de Dois Estágios


Evaporador Separador de líquido

Válvula de expansão

Refrigeradorde aceite


Evaporador

Resfriadorintermediário

Válvula de expansão

Separador de óleo

Condensador

Separador de óleo

Booster/compressor de estágio baixo

Compressor de estágio alto


Refrigerante vapor a altapressão (HP)Refrigerante líquido a alta pressão (HP)Mistura de líquido/vaporrefrigeranteRefrigerante vapor a baixa pressão (LP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)Refrigerante líquido apressão intermediáriaRefrigerante vapor apressão intermediáriaOutros meios (óleo, água,etc.)



Sistema em cascata O sistema em cascata consiste em doiscircuitos de refrigeração independentes,conforme mostrado na Fig. 10.4. Ocondensador num sistema em cascatainterconecta os dois circuitos atuando comocondensador do circuito de alta temperatura eevaporador do circuito de baixa temperatura.

O refrigerante utilizado para os dois circuitospode ser diferente e otimizado para cada

circuito. Por exemplo, o refrigerante pode serNH3 para o circuito de alta temperatura e CO2

para o circuito de baixa temperatura.

Este sistema de CO2 /NH3 precisa de menos cargade amônia e é comprovadamente mais eficientepara refrigeração de baixa temperatura do queum sistema similar de dois estágios.

Fig. 10.4 Sistema de Refrigeração em Cascata

Condensador

EvaporadorSeparador de líquido


Condensadorem cascata

Compressor

Separador de óleo


Bomba de refrigerante

Compressor

Resfriador a óleo


Separador de óleo





Refrigerante vapor a altapressão (HP)Refrigerante líquido a alta pressão (HP)Mistura de líquido/vaporrefrigeranteRefrigerante vapor a baixa pressão (LP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)Outros meios (óleo,água, etc.)



Este documento irá pormenorizar a teoriarealmente básica dos controles do tipoLIGA/DESLIGA e de modulação, proporcionandouma compreensão básica da teoria de controle edos termos técnicos que são utilizados, sem

exigir necessariamente formação ou grauacadêmico teórico em matéria de engenharia decontrole. Adicionalmente, serão oferecidasalgumas sugestões práticas.

10.2 Controles ON/OFF (liga/desliga) e modulantes

Abreviações e definições P Proporcional

I Integração

D Derivativo

PB Faixa proporcional (%) de um controlador de P, PI ou PID. Valor porcentual em que o PV terá que ser alterado, para que a ação do controlador (y) passe de 0 para 100%

Kp Fator de amplificação em um controlador P, PI ou PID.

Ti Tempo de integração [s] em um controlador PI ou PID

Td Tempo diferencial [s] em um controlador PID

PID Um controlador típico que inclui as funções P, I e D.

SP Ponto de ajuste (set point)

PV Variável do processo (o parâmetro controlado: temperatura, pressão, nível do líquido, etc.)

Variação (x) Diferença entre SP e PV

y Saída calculada de um controlador.

Tempo Se a medição física da PV for assim montada, o sinal será sempre retardado,Morto comparativamente a uma medição da PV instalada mais perto do ponto onde a mesma ocorre.

Referências [1] Reguleringsteknik, Thomas Heilmann / L Alfred Hansen



10.2.1 Controle ON/OFF (liga/desliga)

Em alguns casos, o dispositivo de controle podeser integrado no controle do tipo ON/OFF. Emassim sendo, o dispositivo regulador (válvula,termostato etc.) só poderá ter duas posições,como totalmente aberto ou fechado ou contatosfechados (ON)/abertos (OFF). Este princípio decontrole é conhecido como ON/OFF.

Historicamente falando, os controlesON/OFFsempre foram amplamente utilizados emrefrigeração, principalmente em refrigeradoresequipados com termostatos.

No entanto, os princípios ON/OFF tambémpodem ser utilizados em sistemas avançadosonde os princípios do PID são utilizados.

Por exemplo, uma válvula do tipo ON/OFF (podeser a válvula Danfoss tipo AKV / A) utilizada paracontrolar o superaquecimento com parâmetrosPID disponíveis no controlador eletrônicodedicado (Danfoss tipo EKC 315 A).

Um controlador ON/OFF responderá apenasdentro de certos limites determinados, como por

exemplo, Máx. e Min.. Fora desses limites, osvalores do controlador ON/OFF não podemexecutar nenhuma ação.

Normalmente o controle do tipo ON/OFF éutilizado devido ao:

Baixo custo, sistema menos complicado, sem malha (loop) de feedback.

É aceitávelumacerta variação da PV, durante o intervalodeoperaçãododispositivoON/OFF.

O processo tem uma capacidade tão grande que a operação ON/OFF não tem qualquer influêncianaPV.

Em sistemas com tempo morto, o controle ON/OFF pode ser vantajoso.

Em sistemas ON/OFF haverá um feedback, talcomo para sistemas do tipo modulante, mas, acaracterística dos sistemas ON/OFF é que a PVvaria e o sistema não é capaz de eliminarnenhum desvio (offset).

Um exemplo de controle ON/OFFSe houver necessidade de controlar os níveis máximo e mínimo de um líquido, poderá ser utilizado um dispositivo LIGA/DESLIGA comoo Danfoss AKS 38. O AKS 38 é um comutador acionado por flutuador (bóia), capaz de controlar válvulas solenóide LIGA/DESLIGA.

AKS 38Separador de Líquido


EVRA+FA


Refrigerante líquido a alta pressão (HP)Refrigerante vapor a baixa pressão (LP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)



10.2.2 Controle modulante

A principal diferença entre os controles demodulação e os controles do tipo ON/OFF é queos sistemas de modulação reagemcontinuamente durante a variação da PV.

Além disso, é normal que os controladoreseletrônicos ofereçam a possibilidade de fácil

modificação dos parâmetros de controle como P,I e D. Essa possibilidade lhes confere um elevadograu de flexibilidade, o que, vale repetir, éextremamente útil, uma vez que o controladorpode assim ser regulado em função de diversasaplicações.

Um exemplo de controle modulante

Separador de LíquidoDo recipientede líquido

AKS41

EKC 347: Controlador comparâmetros paraserem inseridos:SPPID

PV medida

ICM


Princípios básicos de P, I e DNa maioria dos controles comuns existe a possibilidade de ajustar os parâmetros de controle em P. PI ou PID

Em um controlador P é possível ajustar: PB ou Kp;

Em um controlador PI é possível ajustar: PB ou Kp e Ti;

Em um controlador PID é possível ajustar: PB ou Kp e Ti e Td.

Controlador P

+ x ySP

PV

Controlador

-

Danfoss

Tapp_0135_08

11-2006

Na prática, os controladores de P são projetadosde forma que, quando SP = PV, o controladorofereça um rendimento correspondente à carganormal do sistema.

Normalmente isto significa que a saída será 50 %da saída máxima. Por exemplo, uma válvulamotorizada, funcionará com o passar do tempoem grau de abertura 50 % de modo a manter SP.

Em todo controlador existe um componente P.Em um controlador P há uma relação linear entrea entrada e saída.

KP +

-

x y % SP %

PV %

Controlador

+

50%+

Danfoss

Tapp_0136_08

11-2006

X = SP – PV → Y = Kp (PV-SP)

Y = Kp (PV – SP)+50%

Alguns controladores não utilizam Kp ao invés dePB. A relação entre PB e Kp é: PB[%] = 100/Kp

Observe que PB pode ser maior que 100%,correspondendo à Kp menor que 1..

Refrigerante líquido a alta pressão (HP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)



0 20 40 60 80

100

PV, %

y, %

25 55

(40, 50)

SP

0 50 100

Fator de Ampli�cação kp banda proporcional PB

Danfoss

Tapp_0137_08

11-2006

Controlador P (continuação)

Quando PV = SP = 40% o regulador fornecerá uma saída (y) de 50%. (Isto significa que a válvula tem um grau de abertura de 50%).

10.2.2 Controle modulante(continuação)

SP = 40%, PB = 30% (Kp = 3.33)

Se a PV aumentar para 46%, haverá um desvio entre a PV e SP de 6%. Como Kp é assumido ser 3.33, um desvio de 6 significa que a saída aumenta de 6%x3.33=20%, ou seja, se a PV subir para 46%, a saída aumentará para 50% + 20% = 70%.

O desvio de 6% é um desvio que um regulador P não pode superar. O desvio resultante provém da função básica de um regulador P.

A fim de conseguir um desvio mínimo, é importante que o dispositivo de regulação (a válvula) seja modelado de modo que a saída (y) do regulador possa controlar o processo de modo que seja igual à carga média padrão. Então o desvio será sempre tão pequeno quanto possível e, com o tempo, tenderá para zero.

Características de ajuste do controlador PP é o componente de controle primário. Namaioria dos casos, P criará um desvio permanente que pode ser significativamente pequeno, mas ao mesmo tempo inaceitavelmente grande. No entanto, o controle P é melhor que nenhum controle (sem feedback, sem malha fechada).

A alteração de PB tem dois efeitos importantes:

O PB menor (maior amplificação) causa um desvio menor, ou seja, melhor efeito contra alterações de carga, mas também acarreta uma maior tendência de flutuações.

A banda P maior (amplificação menor) causa mais desvio, mas uma menor tendência de flutuações.

PB menor significa que teoricamente o controle está se aproximando da operação ON/OFF.

O desenho abaixo é válido universalmente para amalha de controle direto P.

O desenho mostra as diferentes respostas deuma malha (loop) com PB = 33% e com PB =333% quando a malha com controle P forinfluenciada por SP ele será mudado por + 1unidade.



Controlador IA característica mais importante de um controlador I é que ele elimina o desvio e por isso é utilizado. O controlador I continua a mudar sua saída enquanto existir um desvio. No entanto, a habilidade de remover totalmente os desvios está ligada com o desvio que, na prática, esteja corretamente proporcional.

A boa propriedade do controlador I de removerdesvios tem um lado negativo também: Eleaumentará a tendência de flutuações em uma malha de controle.

Basicamente, a tendência a flutuações é maior para um controlador I que para um controlador P.

A habilidade de opor-se a mudanças de carga é mais lenta para um controlador I que para um controlador P.


Controlador PIA combinação de vantagens e desvantagens relativas ao P e I faz com que seja vantajoso combinar P e I em um controlador PI.

Em um controlador PI será possível ajustar: PB e Ti, sendo Ti normalmente registrado em segundos ou minutos.

Quando precisar inserir Ti, ele deverá ser conciliado entre estabilidade e eliminação de desvios.

Ti reduzido (maior influência de integração) significa uma eliminação de desvio mais rápida, mas também um aumento da tendência de flutuações.

Controlador DA característica mais importante de um controlador D (derivativo) é que ele pode responder às mudanças. Isto também significa que se houver um desvio constante, o controlador D não será capaz de executar qualquer ação para removê-lo. O componente D faz com que o sistema responda rapidamente àsalterações de cargas.

O efeito D melhora a estabilidade e deixa o sistema mais rápido. Este controlador não exerce nenhuma ação contra desvios, mas opera de modo a causar tendências a flutuações menores. O D responde às alterações de erro e a malha (loop) responde mais rápido às alterações de carga do que sem o D. A reação rápida às alterações significa um amortecimento de todas as flutuações.

Em controladores com a influência de D, o Td pode ser ajustado. Normalmente o Td é registrado em segundos ou minutos.

Deve-se ter o cuidado para não deixar o Td muitogrande, pois, neste caso, a influência poderá ser muito grande ao mudar, por ex. o SP. Durante a partida das instalações poderá ser vantajosamente mais simples remover a influência de D. (Td=0)

A igualdade acima significa que o controlador D nunca será utilizado sozinho. A sua utilização típica seria uma combinação PD ou PID com a habilidade de amortecer flutuações.

Controlador PIDA combinação de todos os três componentes em um controlador PID tem se tornado a utilização mais comum.

As diretrizes / propriedades gerais para umcontrolador PID são:

O PB reduzido melhora o desvio (desvio menor), mas piora a estabilidade;

O componente I elimina o desvio (offset). Um I maior (TI menor) causa uma eliminação mais rápida do desvio.

O componente I aumenta a tendência de flutuações.

O componente D amortece a tendência de flutuações e faz com que o controle seja mais rápido. Um D maior (Td maior) causa uma influência mais forte na condição acima, no entanto, até um limite específico. Um Td muito grande significa que haverá reações de grande intensidade e alterações repentinas deixando a malha de controle instável.




Curvas 1 - típicas de estado transitório de PID: Ajustes ideais de PID

Os ajustes:PB Ti Td

P 66,7 % - -

PI 100 % 60 s -

PID 41,7 % 40 s 12 s

Acima são exibidos os diferentes princípios de controle quando influenciado pela alteração SP por + 1 unidade.

Sem controlador

Os mesmos ajustes daqueles indicados acima. Exposto a uma alteração de carga igual a 1.




Curvas 2 - típicas de estado transitório de PID: Alteração de PB

O indicado acima mostra uma variação de PBcom relação ao controle PID, que quandoinfluenciado por SP será mudado para + 1unidade. De acordo com o exposto acima, fica

Os ajustes:PB Ti Td

PID-a 25,0 % 40 s 12 s

PID-b 41,7 % 40 s 12 s

PID-c 83,3 % 40 s 12 s

Curvas 3 - típicas de estado transitório de PID: Alteração de Ti

O indicado acima mostra uma variação de Ti

com relação ao controle PID, que quandoinfluenciado por SP será mudado para + 1unidade. De acordo com o exposto acima, fica

evidente que quando o PB for muito pequeno ossistemas se tornam mais instáveis (oscilatórios).Quando PB for muito grande ele se tornará muitolento.

Os ajustes:PB Ti Td

PID-a 41,7 % 20 s 12 s

PID-b 41,7 % 40 s 12 s

PID-c 41,7 % 120 s 12 s

i evidente que quando o Ti for muito pequeno ossistemas se tornam mais instáveis (oscilatórios).Quando Ti for muito grande levará muito tempopara a eliminação do último desvio.




Curvas 4 - típicas de estado transitório PID : Alteração de Ti

O indicado acima mostra uma variação de Td comrelação ao controle PID, que quando influenciadopor SP será mudado para + 1 unidade. De acordocom o exposto acima, fica evidente que quando

Os ajustes:PB Ti Td

PID-a 41,7 % 40 s 24 s

PID-b 41,7 % 40 s 12 s

PID-c 41,7 % 40 s 6 s

o Td for muito pequeno ou muito grande emcomparação com o ideal (Td =12) os sistemas setornam mais instáveis (oscilatórios).



Literatura de Referência -Ordem Alfabética

Tipo Título Folheto / ManualTécnico

Instrução doProduto

AKD Acionamento de velocidade variável RB.8D.B EI.R1.H / EI.R1.R

AKS 21 Sensor de temperatura ED.SA0.A RI.14.D

AKS 32R Transmissor de Pressão RD.5G.J PI.SB0.A

AKS 33 Transmissor de Pressão RD.5G.H PI.SB0.A

AKS 38 Chave de nível RD.5M.A RI.5M.A

AKS 41 Transmissor do Nível de Líquido PD.SC0.A PI.SC0.A

AKVA Válvula de expansão operada eletricamente PD.VA1.B PI.VA1.C / PI.VA1.B

AMV 20 Atuador controlado por três pontos ED.95.N EI.96.A

BSV Válvula de alívio de segurança RD.7F.B RI.7F.A

CVC Válvulas piloto para servo válvula principal PD.HN0.A RI.4X.L

CVP Válvulas piloto para servo válvula principal PD.HN0.A RI.4X.D

CVPP Válvulas piloto para servo válvula principal PD.HN0.A RI.4X.D

CVQ Válvulas piloto para servo válvula principal PD.HN0.A PI.VH1.A

DCR Filtro secadores PD.EJ0.A PI.EJ0.B

DSV Válvula de 3 vias para válvula de segurança) PD.IE0.A PI.IE0.A / RI.7D.A

EKC 202 Controlador para controle de temperatura RS.8D.Z RI.8J.V

EKC 315A Controlador industrial para controle de evaporador RS.8C.S RI.8G.T

EKC 331 Controlador da capacidade RS.8A.G RI.8B.E

EKC 347 Controlador de nível de líquido RS.8A.X RI.8B.Y

EKC 361 Controlador para o controle da temperatura do meio RS.8A.E RI.8B.F

EVM Válvulas piloto solenóide PD.HN0.A RI.3X.J

EVRA / EVRAT Válvula solenóide RD.3C.B RI.3D.A

FA Filtro PD.FM0.A RI.6C.A

FIA Filtro PD.FN0.A PI.FN0.A

GPLX Válvula de bloqueio acionada por gás PD.BO0.A RI.7C.A

HE Trocador de calor RD.6K.A RI.6K.A

ICF Solução de controle PD.FT0.A PI.FT0.A

ICM / ICAD Válvula motorizada PD.HT0.A PI.HT0.A

ICS Válvula servo operada PD.HS0.A PI.HS0.A

KDC Válvula de retenção para descarga do compressor PD.FQ0.A PI.FQ0.A

LLG Visor de nível de líquido PD.GG0.A RI.6D.D

MLI Visor no nível de óleo PD.GH0.A

MP 55 A Controle de pressão diferencial RD.5C.B RI.5C.E

NRVA Válvula de retenção para amônia RD.6H.A RI.6H.B

OFV Válvula de alívio PD.HQ0.A PI.HX0.B

ORV Válvula de regulagem de óleo PD.HP0.A RI.7J.A

PMFL / PMFH Válvula solenóide, ON/OFF (liga/desliga) de dois estágios RD.2C.B PI.GE0.A / RI.2C.A

PMLX Regulador de nível de líquido modulante PD.BR0.A RI.3F.D / RI.3F.C

POV Válvula de segurança interna operada por piloto PD.ID0.A PI.ID0.A

QDV Válvula de drenagem rápida de óleo PD.KL0.A PI.KL0.A

REG Válvula de regulagem manual PD.KM0.A PI.KM0.A

RT 107 Termostato de diferencial RD.5E.A

RT 1A Controle de pressão, controle de pressão diferencial PD.CB0.A RI.5B.C

RT 260A Controle de pressão, controle de pressão diferencial PD.CB0.A RI.5B.B

RT 5A Controle de pressão, controle de pressão diferencial PD.CB0.A RI.5B.C

SCA Válvula conjugada de bloqueio e de retenção PD.FL0.A PI.FL0.A

SFA Válvula de alívio de segurança PD.IF0.A RI.7F.F

SGR Visor com indicador PD.EK0.A PI.EK0.A

SNV Válvula de bloqueio do tipo agulha PD.KB0.A PI.KB0.A

SV 1-3Regulador de nível de líquido modulante

RD.2C.B RI.2B.F

SV 4-6 RD.2C.B RI.2B.B

SVA Válvula de bloqueio PD.KD0.A PI.KD0.B

TEAVálvula de expansão termostática

RD.1E.A PI.AJ0.A

TEAT RD.1F.A PI.AU0.A

VM 2 Válvula de pressão balanceada ED.97.K VI.HB.C

WVSVálvula de água

RD.4C.A RI.4C.B

WVTS RD.4C.A RI.4D.A



Notas

DKRCI.PA.000.C2.08 / 520H1874 Produced by Danfoss RA Marketing/MWA. 12-2007

A gama de produtos Danfoss para a indústria de refrigeração e ar condicionado.

A divisão Refrigeração e Ar Condicionado

da Danfoss é um fabricante global com

posição de liderança em refrigeração

comercial, industrial, de supermercados,

além de ar condicionado e soluções

climatizantes.

Nosso negócio principal concentra-se na

fabricação de produtos, componentes e

sistemas de qualidade que melhoram

desempenho e reduzem custos totais de

ciclo de vida – a chave para conseguir

economias significativas.

Controles para Refrigeração Comercial

Controles para Refrigeração Industrial

Automação Industrial

Compressores Domésticos Compressores Comerciais TermostatosSub-conjuntos

Controles & Sensores Eletrônicos

Oferecemos uma fonte única para uma das gamas mais amplas do mundo em compo-

nentes e sistemas inovadores para refrigeração e ar condicionado. Além disso apoiamos

soluções técnicas com soluções comerciais para ajudar sua companhia a reduzir custos,

simplificar processos e lograr os seus objetivos de negócios.

Danfoss A/S • www.danfoss.com

Controles Automáticos para Sistemas de Refrigeração Industrial

Documents

Transcript of Controles Automáticos para Sistemas de Refrigeração Industrial