Danfoss Refrigeração industrial Aplicações da Amônia e do CO2 Application guide [pt]
Manual de Aplicação
Refrigeração industrial
Aplicações da Amônia e do CO
2
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Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Contents
Prefácio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Página
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 .................................................................................14
2.5 Resumo ..................................................................................................15
2.6 Documentos de Referência ...............................................................................16
3. Controles do Condensador .....................................................................................17
3.1 Condensadores Resfriados a Ar............................................................................17
3.2 Condensadores Evaporativos .............................................................................22
3.3 Condensadores Resfriados a Água.........................................................................25
3.4 Resumo ..................................................................................................27
3.5 Documentos de Referência ...............................................................................27
4. Controle do Nível de Líquido ...................................................................................28
4.1 Sistema de Controle de Nível de Líquido Pelo Lado de Alta Pressão (HP LLRS)............................... 28
4.2 Sistema de Controle de Nível de Líquido pelo lado de Baixa Pressão (LP LLRS) ..............................32
4.3 Resumo ..................................................................................................36
4.4 Documentos de Referência ...............................................................................36
5. Controles do Evaporador .......................................................................................37
5.1 Controle da Expansão Direta ..............................................................................37
5.2 Controle da Circulação do Líquido Bombeado .............................................................42
5.3 Degelo a Gás Quente para Evaporadores a Ar com expansão direta.........................................45
5.4 Degelo a Gás Quente para Evaporadores a Ar com circulação do Líquido Bombeado........................51
5.5 Sistemas com múltiplas temperaturas .....................................................................54
5.6 Controle da Temperatura do Meio .........................................................................55
5.7 Resumo ..................................................................................................57
5.8 Documentos de Referência ...............................................................................58
6. Sistemas de lubrificação ........................................................................................59
6.1 Resfriamento do óleo .....................................................................................59
6.2 Controle de Pressão Diferencial do Óleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6.3 Sistemas de Recuperação de Óleo.........................................................................66
6.4 Resumo ..................................................................................................68
6.5 Documentos de Referência ...............................................................................69
7. Sistemas de segurança .........................................................................................70
7.1 Dispositivos de Alívio de Pressão ..........................................................................70
7.2 Dispositivos Limitadores de Pressão e Temperatura ........................................................74
7.3 Dispositivos de Nível de Líquido...........................................................................75
7.4 Detector de refrigerantes .................................................................................76
7.5 Resumo ..................................................................................................78
7.6 Documentos de Referência ...............................................................................78
8. Controles da Bomba do Refrigerante............................................................................79
8.1 Proteção para Bomba com Controle de Pressão Diferencial.................................................79
8.2 Controle da Vazão de desvio(By-Pass) da Bomba ...........................................................81
8.3 Controle da Pressão da Bomba ............................................................................82
8.4 Resumo ..................................................................................................83
8.5 Documentos de Referência ...............................................................................83
9. Outros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
9.1 Filtros Secadores para Sistemas Fluorados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
9.2 Remoção de Água para Sistema de Amônia................................................................86
9.3 Sistemas de purga de ar...................................................................................88
9.4 Sistemas de Recuperação de Calor ........................................................................90
9.5 Documentos de Referência ...............................................................................92
10.
Utilização do CO2 em sistemas
10.1 CO2 como um refrigerante ...............................................................................94
10.2 CO2 como um refrigerante em sistemas industriais........................................................ 95
10.3 Pressão do projeto.......................................................................................97
10.4 Segurança ..............................................................................................99
10.5 Eficiência...............................................................................................100
10.6 Óleo em sistemas com CO2..............................................................................100
10.7
Comparação das necessidades dos componentes em sistemas
10.8 Água em sistemas com CO2.............................................................................104
10.9 Removendo a água.....................................................................................107
10.10 Como a água entra no sistema de CO2?.................................................................111
10.11 Outros pontos a serem levados em consideração em sistemas de refrigeração com CO2 .................112
11. Sistemas de Refrigeração Industrial com CO2 bombeado. .....................................................115
12. Métodos de controle para Sistemas com CO2..................................................................125
13. Projeto de uma instalação subcrítica com CO2.................................................................126
13.1 Solução eletrônica para o controle do nível de líquido ...................................................126
13.2 Degelo a Gás Quente para Resfriadores a Ar com circulação por Líquido Bombeado ......................127
14. Componentes de CO2 subcríticos da Danfoss..................................................................129
15. Uma linha completa de produtos de aço inoxidável ...........................................................131
16. Apêndice ....................................................................................................133
16.1 Sistemas Típicos de Refrigeração........................................................................133
17. Controles liga/ desliga (ON/OFF) e modulantes................................................................138
17.2 Controle modulante ....................................................................................140
Documentos de Referência - Ordem Alfabética ...................................................................146
de refrigeração................................................................... 93
com CO2, amônia e R134a ....................102
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Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Prefácio
O manual de aplicação é projetado para ser usado
como um documento de referência. O manual tem
como objetivo proporcionar respostas às várias
questões relacionadas com o controle do sistema
de refrigeração industrial e em responder a estas
questões, os princípios dos diferentes métodos
de controle são introduzidos seguidos por alguns
exemplos de controle, abrangendo produtos da
Danfoss Refrigeração Industrial. A capacidade e
desempenho não estão relacionados e parâmetros
operacionais de cada aplicação devem ser
considerados propriamente antes de adotar
qualquer disposição particular.
Nem todas as válvulas são exibidas e os desenhos
de aplicação não devem ser usados para fins de
construção.
Para o projeto final da instalação será necessário
utilizar outras ferramentas, tais como o catálogo
do fabricante e o programa de cálculo (por exemplo:
o catálogo de Refrigeração Industrial da Danfoss
e o programa DIRcalc).
O DIRCalc é um programa de cálculo e seleção
de válvulas para refrigeração industrial Danfoss.
DIRcalc é fornecido sem custo.
Entre em contato com sua empresa local de vendas
da Danfoss.
Não hesite em entrar em contato com a Danfoss
se houver qualquer dúvida sobre os métodos de
controle, sobre a aplicação, ou sobre os e controles
descritos neste guia de aplicação.
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Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
10-2012
1. Introdução
Sistema de Refrigeração com Circulação por Bomba
Compressor
Separador de Óleo
Resfriador
de óleo
Evaporador
Refrigerante vapor a alta pressão(HP)
Refrigerante líquido a alta pressão(HP)
Refrigerante em mistura líquido/vapor
Danfoss
Tapp_0015_02
Condensador
Evaporativo
Reservatório
de Líquido
Válvula de
Expansão 1
Separador de líquido
Bomba de refrigerante
Refrigerante vapor a baixa pressão(LP)
Refrigerante líquido a baixa pressão(LP)
Óleo
Controle do Compressor
À
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 quente do lado HP(alta pressão)
de volta para o lado LP(baixa pressão), 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;
– Mantendo as pressões e temperaturas na
sucção e descarga do compressor dentro
da faixa de trabalho.
Controle de óleo
Á
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 de pistão);
– Temperatura: pelo desvio de um pouco de óleo
do circuito do resfriador de óleo; controle do ar
ou da água de resfriamento do resfriador de óleo;
– Nível: fazendo o retorno do óleo nos sistemas
com amônia e nos sistemas de baixa temperatura
com fluorados.
4 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
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1. Introdução
(continuação)
Controle do Condensador
Â
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
inundados em líquido refrigerante.
Controle do Nível de Líquido
Ã
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.
Controle da Bomba de Refrigerante
Ä
Por quê?
– Permitir que a bomba opere sem problemas,
mantendo a vazão dentro da faixa permissível
de operação;
– Manter constante a pressão diferencial através
da bomba em alguns sistemas.
Controle do Sistema de Evaporação
Å
Por quê?
– Primário: Manter uma temperatura 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.
Sistemas de Segurança
Æ
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 tanque de
líquido exceder o valor permissível.
;
Como?
– Projetando um circuito de desvio de modo
a vazão possa ser mantida acima do mínimo
permissível;
– Desligando a bomba se ela não conseguir atingir
pressão diferencial suficiente.
– Instalando uma válvula reguladora de pressão.
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que
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2. Controles do Compressor
2.1 Controle de Capacidade
do Compressor
O compressor é o “coração” do sistema de refrigeração.
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 do
compressor à demanda efetiva do sistema de
refrigeração, de modo que a temperatura de
Em um sistema de refrigeração o compressor
é normalmente selecionado para que seja capaz
de satisfazer a maior carga possível de resfriamento.
No entanto, durante operação normal, muitas vezes
a carga de resfriamento é inferior à carga de
resfriamento de projeto. Isto significa que é sempre
necessário controlar a capacidade do compressor
para que ela seja adequada à carga efetiva do calor
a ser removido. Há diversas formas comuns de
controlar a capacidade do compressor:
1. Controle por Estágios.
Isto significa desativar cilindros em um compressor
de vários cilindros, abrir e fechar as válvulas de
sucção de um compressor parafuso ou
parada e partida de alguns compressores em
sistema com vários compressores. Este sistema
é simples e conveniente. Além disto, a eficiência
diminui muito pouco durante o período em que
o sistema está em carga parcial. É especialmente
aplicável a sistemas com diversos compressores
alternativos com 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 gás na sucção seja
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.
fazer a
um
comprimido.
evaporação requerida possa ser mantida. Se a
capacidade do compressor for maior que a demanda,
a pressão e temperatura de evaporação serão mais
baixas que as requeridas e vice-versa.
Além disto, não se deve permitir a operação do
compressor fora de sua faixa de temperatura e
pressão aceitáveis com objetivo de se tentar
otimizar suas condições de operação.
3. Controle de velocidade variável.
Esta solução é aplicável a todos os tipos de
compressores e é eficiente. Para variar a velocidade
do compressor pode ser usado um motor elétrico
de duas velocidades ou um conversor de frequência.
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 térmica for baixa (por
exemplo, período de armazenamento). O conversor
de frequência pode variar a velocidade de rotação
continuamente para satisfazer a demanda efetiva.
O conversor de frequência observa limites para
mínima e máxima velocidade, controle de
temperatura e pressão, a proteção do motor do
compressor, assim como os limites de corrente
e torque. Conversores de frequência oferecem
baixa corrente de partida.
4. Desvio de gás quente.
Esta solução é aplicável a compressores com
capacidades 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 ajuda 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.
6 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
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10-2012
Tampa
Exemplo de aplicação 2.1.1:
Controle por estágios da
capacidade do compressor
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante vapor
a baixa pressão (LP)
Óleo
Controlador por Estágio
À
Transmissor de Pressão
Á
Do evaporador/
separador
de líquido
Compressor de pistão
A solução para o controle em estágios da capacidade
do compressor pode ser encontrada utilizando um
controlador por estágios EKC 331 À. O EKC 331
um controlador de quatro estágios com
até quatro
é
relés de saída. Ele controla o aumento/ reducao da
capacidade dos compressores, o liga/desliga dos
pistoes ou do motor eletrico do compressor de
acordo com o sinal de pressao do
pressao AKS 33 ou AKS 32R instalado
de sucção.
Com base no controle de zona neutra,
transmissor de
na tubulação
o EKC 331 é capaz de controlar, por estágios, um
sistema composto por até quatro compressores
iguais ou, alternativamente, dois compressores
controlados por capacidade (cada um deles com
uma válvula de carga).
A versão EKC 331T aceita um sinal de um sensor
de temperatura PT 1000, que pode ser necessário
para sistemas secundários.
Controle de Zona Neutra
A zona neutra é estabelecida próxima ao valor
de referência onde não ocorra carga/descarga.
Fora da zona neutra (nas áreas hachuradas “+zona”
e “- zona”) ocorrerá o aumento / redução de carga
Para o
condensador
Separador
de óleo
à medida que a pressão medida for desviando dos
valores ajustados de zona neutra(NZ).
Se o controle ocorrer fora da área hachurada
(chamada de ++zona e -zona), as mudancas na
capacidade de ativação do controlador de alguma
forma ocorrerá mais rapidamente do que se
estivesse dentro da área hachurada.
Para obter mais detalhes, consulte o manual do
EKC 331 (T) da Danfoss.
REF
Zona
Zona
Zona
Zona
Dados técnicos
Refrigerantes Todos os refrigerantes, inclusive o R717 Todos os refrigerantes, inclusive o R717
Faixa de operação [bar] –1 a 34 –1 a 34
Pressão máxima de trabalho PB [bar] 55 (dependendo da faixa de operação) 60 (dependendo da faixa de operação)
Faixa de temperatura de operação [°C] –40 a 85
Faixa de temperatura compensada [°C ] baixa pressão(LP): –30 a +40 / alta pressão(HP): 0 a +80
Sinal nominal de saída 4 a 20 mA 10 a 90% do fornecimento da tensão
Refrigerantes Todos os refrigerantes, inclusive o R717 Todos os refrigerantes, inclusive o R717
Faixa de operação [bar] 0 a 60 (dependendo da faixa) –1 a 39 (dependendo da faixa)
Pressão máxima de trabalho PB [bar] 100 (dependendo da faixa de operação) 60 (dependendo da faixa de operação)
Faixa de temperatura de operação [°C] –40 a 80 –40 a 85
Faixa de temperatura compensada [°C ] baixa pressão(LP): –30 a +40 / alta
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
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Sinal nominal de saída 4 a 20 mA 1 a 5V ou 0 a 10V
Transmissor de pressão - AKS 33 Transmissor de pressão - AKS 32R
Transmissor de pressão - AKS 3000 Transmissor de pressão - AKS 32
baixa pressão(LP): –30 a +40 / alta
pressão(HP): 0 a +80
pressão(HP): 0 a +80
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Exemplo de aplicação 2.1.2:
Controle da capacidade do
compressor por desvio de gás
quente (hot gas by-pass)
Compressor
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante líquido
a alta pressão(HP)
Refrigerante vapor
a baixa pressão (LP)
Refrigerante líquido
a baixa pressão (LP)
Óleo
Válvula de bloqueio
À
Regulador de capacidade
Á
Válvula de bloqueio
Â
Evaporador
Separador
de óleo
Do reservatório
de líquido
Para o
condensador
Dados técnicos
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 válvula servo operada
por piloto ICS Á 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
Válvula servo operada por piloto – ICS
Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717 e R744
Faixa de temperatura do meio [°C] –60 a +120
Pressão máxima de trabalho [bar] 52
DN [mm] 20 a 150
Válvula piloto - CVC baixa pressão(LP)
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns
Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a 120
Pressão máxima de trabalho [bar] Lado de alta pressão: 28
Lado de baixa pressão: 17
Faixa de pressão [bar] –0.45 a 7
Kv valor [m3/h] 0,2
Válvula piloto - CVC pressão extra alta(XP)
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns
Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a 120
Pressão máxima de trabalho [bar] Lado de alta pressão: 52
Lado de baixa pressão: 28
Faixa de pressão [bar] 4 a 28
Kv valor [m3/h] 0,2
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 valor ajustado. Desta forma, a pressão
de sucção na entrada do compressor é mantida
constante, portanto a capacidade de refrigeração
satisfaz a carga efetiva de resfriamento.
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
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Exemplo de aplicação 2.1.3:
Controle de variação da
velocidade do compressor
Danfoss
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Do evaporador/
separador de
líquido
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante vapor
a baixa pressão(LP)
Conversor de frequência
À
Controlador
Á
Transdutor de Pressão
Â
Do evaporador/
separador de
líquido
Para o separador de óleo
Para o separador de óleo
Dados técnicos
PLC/OEM
controlador
Do evaporador/
separador de
líquido
Para o separador de óleo
O controle por conversor de frequência oferece
as seguintes vantagens:
Economia de energia
Melhor controle e qualidade do produto
Redução do nível de ruído do compressor
Vida mais longa para o compressor
Instalação simples
Controle completo e programação amigável
Conversor de frequência AKD 102
Classificação em kW 1,1 kW a 45 kW 1,1 kW a 250 kW Até 1200 kW
Tensão 200-240 V 380-480 V 200-690 V
Conversor de frequência
VLT FC 102 / FC 302
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
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Danfoss
Ta
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2.2
Controle da Temperatura
de Descarga com Injeção
de Líquido
Exemplo de aplicação 2.2.1:
Controle da temperatura
de descarga com injeção de
líquido com a válvula de injeção
termostática
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante líquido
a alta pressão(HP)
Refrigerante vapor
a baixa pressão(LP)
Refrigerante líquido
a baixa pressão(LP)
Óleo
Válvula de bloqueio
À
Á Válvula solenoide
Â
Válvula de injeção
EVRA+FA
termostática TEAT
à Válvula de bloqueio
Ä Termostato RT 107
Os fabricantes de compressores geralmente
recomendam limitar a temperatura de descarga
abaixo de um certo valor para evitar o superaquecimento do óleo, prolongando assim a vida útil dos
compressores e impedindo o mal funcionamento
devido a temperaturas muito altas do óleo.
A partir do diagrama logaritmico p-h é possível
notar que a temperatura de descarga pode ser
alta quando:
o compressor opera numa alta pressão
diferencial.
o compressor recebe na sucção vapor com
alto grau de superaquecimento.
o compressor funciona com o controle
de capacidade por desvio de gás quente
(hot gas by-pass).
Do evaporador/
separador
de líquido
Injeção de óleo
pp_0018
Há diversas formas de reduzir a temperatura de
descarga. Uma forma é a utilização, em compressores alternativos, de cabeçotes resfriados a água,
outro método é a injeção de líquido pelo qual
o refrigerante líquido da saída do condensador
ou do tanque é injetado na linha de sucção, no
resfriador intermediário ou na entrada lateral do
compressor parafuso.
Compressor
Para o separador
de óleo
Do tanque
de líquido
Quando a temperatura de descarga subir acima do
valor de ajuste do termostato diferencial RT 107 Ä.
O RT 107 energizará a válvula solenoide EVRA Á
a qual permitirá o início da injeção de líquido na
A válvula de injeção termostática TEAT Â controla
a vazão de líquido injetado de acordo com a
temperatura de descarga impedindo que esta
temperatura de descarga aumente ainda mais.
entrada lateral do compressor parafuso.
Dados técnicos
Refrigerantes R717 e refrigerantes fluorados
Proteção IP 66/54
Temp. máx. do bulbo [°C] 65 a 300
Temp. ambiente [°C] -50 a 70
Faixa de ajuste [°C] –60 a 150
Diferencial Δt [°C] 1,0 a 25,0
Refrigerantes R717 e refrigerantes fluorados
Faixa de ajuste [°C] Temp. máx. do bulbo.: 150°C
Pressão máxima de trabalho [bar] 20
Capacidade nominal * [kW] 3,3 a 274
* Condições: Te = +5°C, ∆p = 8 bar, ∆T
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
Termostato - RT
Válvula de injeção termostática - TEAT
Banda P: 20°C
= 4°C
sub
10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
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Danfoss
Ta
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Exemplo de aplicação 2.2.2:
Controle da Temperatura de
Descarga com Injeção de líquido
com válvula motorizada
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante líquido
a alta pressão(HP)
Refrigerante vapor
a baixa pressão(LP)
Refrigerante líquido
a baixa pressão(LP)
Óleo
Do evaporador/
separador
de líquido
Compressor
Para o separador
de óleo
Válvula de bloqueio
À
Á Válvula solenoide
Â
Válvula motorizada ICM(ICAD)
EVRA+FA
à Válvula de bloqueio
Ä
Controlador EKC361
Å Sensor de temperatura
AKS21(PT1000)
Dados técnicos
Injeção
de óleo
pp_0019
Uma solução para o controle de injeção de líquido de
forma eletrônica pode ser obtida por meio de uma
válvula motorizada ICM Â. Um sensor de temperatura
AKS 21 PT 1000 Å registrará a temperatura de
de temperatura do meio EKC 361 Ä. O EKC 361
controla o atuador do ICAD que regula o grau de
abertura da válvula motorizada ICM a fim de
limitar e manter a temperatura de descarga.
descarga e transmitirá o sinal para o controlador
ICM para expansão
Material Corpo: Aço especial para a baixa temperatura
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717 e R744
Faixa de temperatura do meio [°C] –60 a 120
Pressão máxima de trabalho [bar] 52 bar
DN [mm] 20 a 80
Capacidade nominal* [kW] 72 a 22.700
* Condições: T
Faixa de temperatura do meio [°C] –30 a 50 (ambiente)
Sinal de entrada de controle 0/4-10mA ou 0/2-10
Tempo de abertura-fechamento
com velocidade máxima
selecionada
= –10°C, ∆p = 8,0 bar, ∆T
e
= 4K
sub
Atuador - ICAD
3 a 45 segundos dependendo do tamanho da válvula
Do tanque
de líquido
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
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Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Danfoss
Tapp_0020
10-2012
Exemplo de aplicação 2.2.3:
Uma solução compacta para
o controle da temperatura de
descarga com injeção de líquido
com ICF
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante líquido
a alta pressão(HP)
Refrigerante vapor
a baixa pressão(LP)
Refrigerante líquido
a baixa pressão(LP)
Óleo
Estação de válvula com:
À
Válvula de bloqueio
Filtro
Válvula solenoide
Operador manual
Válvula motorizada
Válvula de bloqueio
M
Do evaporador/
separador
de líquido
Injeção
de óleo
Compressor
Á Controlador
 Sensor de temperatura
Para o separador
de óleo
Do tanque
de líquido
Dados técnicos
Para a injeção de líquido, a Danfoss pode fornecer
uma solução de controle mais compacta, a válvula
ICF À. Até seis módulos distintos podem ser
montados no mesmo corpo. Esta solução opera
da mesma maneira que apresentado no exemplo
2.2.2, e é muito compacto e fácil de instalar.
Estação de válvulas de controle ICF
Material Corpo: Aço especial para a baixa temperatura
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717 e R744
Faixa de temperatura do meio [°C] –60 a 120
Pressão máxima de trabalho [bar] 52 bar
DN [mm] 20 a 40
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
12 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Danfoss
Ta
10-2012
2.3
Controle da Pressão
do Cárter
Exemplo de aplicação 2.3.1:
Controle de pressão do cárter
com ICS e CVC
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante vapor
a baixa pressão(LP)
Óleo
Regulador de pressão
À
do cárter
ICS(CVC)
Á Válvula de bloqueio
Durante a partida ou após o degelo, a pressão de
sucção deve ser controlada, caso contrário ela
poderá ser muito alta e o motor do compressor
será sobrecarregado.
O motor elétrico do compressor pode ser danificado
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
do evaporador
pp_0021
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.
Compressor
Para o condensador
Separador
de óleo
Dados técnicos
Para possibilitar o controle da pressão do cárter
durante a partida, após o degelo, ou em outros
casos quando a pressão de sucção se elevar
demasiadamente, a válvula servo operada por
piloto ICS À com a válvula piloto CVC controlada
por contrapressão sendo instalada na linha de
Válvula servo operada por piloto – ICS
Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717 e R744
Faixa de temperatura do meio [°C] –60 a +120
Pressão máxima de trabalho [bar] 52
DN [mm] 20 a 150
Capacidade* [kW] 11 a 2440
* Condições: T
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns
Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a 120
Pressão máxima de trabalho [bar] Lado de alta pressão: 28
Faixa de pressão [bar] –0.45 a 7
Kv valor [m3/h] 0,2
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns
Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a 120
Pressão máxima de trabalho [bar] Lado de alta pressão: 52
Faixa de pressão [bar] 4-28
Kv valor [m3/h] 0,2
= –10°C, Tl = 30°C, ∆p = 0,2 bar, ∆T
e
Válvula piloto - CVC baixa pressão(LP)
Lado de baixa pressão: 17
Válvula piloto - CVC pressão extra alta(XP)
Lado de baixa pressão: 28
= 8K
sub
sucção. A ICS não abrirá até que a pressão de
sucção a jusante caia abaixo do valor de ajuste
da válvula piloto CVC. Desta forma, o vapor de
alta pressão na linha de sucção pode ser aliviado
para o cárter gradualmente, o que assegura uma
capacidade controlável do compressor.
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
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Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
2.4
Controle do Contra-Fluxo
Exemplo de aplicação 2.4.1:
Controle do contra-fluxo
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante vapor
a baixa pressão(LP)
Óleo
Válvula conjugada de
À
bloqueio e de retenção
O contra-fluxo do refrigerante do condensador
e a condensação de refrigerante no separador de
óleo e no compressor deverão ser evitados em
todo momento. Para os compressores de pistão,
o contra-fluxo pode resultar em golpe de líquido.
Para os compressores parafuso, o contra-fluxo
pode causar rotação contrária e danificar os
do evaporador
Danfoss
Tapp_0023_02
10-2012
mancais do compressor. Além disso, durante as
paradas de curta duração, deverá ser evitada a
migração do frio para o separador de óleo e também
para o compressor. Para evitar este contra-fluxo,
é necessário instalar uma válvula de retenção na
saída do separador de óleo.
Compressor
condensador
Separador
de óleo
Para o
Dados técnicos
A válvula conjugada de bloqueio e de retenção SCA
À pode funcionar como uma válvula de retenção
quando o sistema está em operação normal,
como também permite isolar a linha de descarga
para serviços de manutenção como uma válvula
de bloqueio. Esta solução combinada de válvula
de bloqueio/retenção é mais fácil instalar e tem
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.
uma resistência ao escoamento inferior quando
comparada a solução que adota uma válvula de
bloqueio normal mais uma da válvula de retenção
Para maiores detalhes sobre como selecionar as
válvulas, consulte o catálogo de produto.
simples.
Ao selecionar uma válvula conjugada de bloqueio
e de retenção, é importante observar:
1. Selecione uma válvula de acordo com a
capacidade e não o tamanho da tubulação.
Válvula conjugada de bloqueio e de retenção - SCA
Material Corpo: aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura.
Fuso: aço inoxidável polido
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns não inflamáveis, inclusive R717.
Faixa de temperatura do meio [°C] –60 a 150
Pressão diferencial de abertura [bar] 0.04 (mola 0,3 bar disponível como peça de reposição)
Pressão máxima de trabalho [bar] 52
DN [mm] 15 a 125
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
14 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
2.5
Resumo
Solução Aplicação Benefícios Limitações
Controle de Capacidade do Compressor
Controle da capacidade do
compressor por
etapas(estágios)
Controle da capacidade do
compressor por desvio de gás
quente utilizando a ICS e CVC
Controle da capacidade por
variação da velocidade do
compressor.
Aplicável a compressor com
vários pistões, compressor
parafuso com múltiplas
entradas de sucção e
sistemas com diversos
compressores operando em
paralelo.
Aplicável a compressor com
capacidades fixa.
Aplicável a todos os
compressores que trabalham
em velocidades reduzidas
Simples.
Quase tão eficiente tanto
sob carga parcial quanto em
carga total.
Eficaz para controlar
continuamente a capacidade
de acordo com a carga
requerida.
ajudar o
evaporador.
Baixa corrente de partida
Economia de energia
Baixo nível de ruído
Vida mais longa para
o compressor
Instalação simples
O gás quente pode
retorno do óleo do
O controle não é contínuo,
especialmente quando
houver somente alguns
estágios. Flutuações na
pressão de sucção.
Não é eficiente em carga
parcial. Alto consumo de
energia.
O compressor deve poder
trabalhar em velocidades
baixas
Controle da Temperatura de Descarga com Injeção de Líquido
Solução mecânica para
Controle da Temperatura
de Descarga com Injeção
de líquido com TEAT,
EVRA(T) e RT
Solução eletrônica para o
controle da Temperatura de
Descarga com injeção de
líquido com EKC 361 e ICM
Solução eletrônica para o
controle da Temperatura de
Descarga com injeção de
líquido com EKC361 e ICF
Aplicável a sistemas onde as
temperaturas de descarga
possam ser muito altas.
Aplicável a sistemas onde as
temperaturas de descarga
possam ser muito altas.
Controle da Pressão do Cárter
Controle de pressão do
cárter com ICS e CVC
Controle da pressão do
cárter com ICS e CVP
Aplicável a compressores
alternativos, normalmente
utilizados para sistemas
pequenos e médios.
Controle do Contra-Fluxo
Controle do contra-fluxo
com SCA
Aplicável a todas as
instalações de refrigeração
Simples e eficaz. A injeção de líquido
refrigerante pode ser
perigosa para o compressor.
Não tão eficiente quanto o
resfriador intermediário.
Flexível e compacto.
Possível de monitorar e
controlar.
Simples e confiável. Eficaz na
proteção de compressores
alternativos na partida ou
após o degelo com gás
quente.
Simples.
Fácil de instalar.
Baixa resistência ao
escoamento.
Não aplicável a refrigerantes
inflamáveis. A injeção de
líquido refrigerante pode ser
perigosa para o compressor.
Não tão eficiente quanto o
resfriador intermediário.
Possibilita perda de pressão
constante na linha de sucção.
Possibilita perda de pressão
constante na linha de descarga.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 15
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
2.6
Documentos de Referência
Para uma ordem alfabética
de todos os documentos de
referência ir para a página 146
Folheto / Manual Técnico
Tipo N° da Literatura
AKD 102 PD.R1.B
AKS 21 RK0YG
AKS 33 RD5GH
CVC PD.HN0.A
CVP PD.HN0.A
EKC 331 RS8AG
EKC 361 RS8AE
EVRA(T ) PD.BM0.B
Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss.
Tipo N° da Literatura
ICF PD.FT1.A
ICM PD.HT0.B
ICS PD.HS2.A
REG PD.KM1.A
SCA PD.FL1.A
SVA PD.KD1.A
TEAT PD.AU0.A
Instruções do produto
Tipo N° da Literatura
AKD 102 MG11L
AKS 21 RI14D
AKS 32R PI.SB0.A
AKS 33 PI.SB0.A
CVC-XP PI.HN0.A
CVC-LP PI.HN0.M
CVP PI.HN0.C
EKC 331 RI8BE
EKC 361 RI8BF
EVRA(T ) PI.BN0.L
Tipo N° da Literatura
ICF PI.FT0.C
ICM 20-65 PI.HT0.A
ICM 100-150 PI.HT0.B
ICS 25-65 PI.HS0.A
ICS 100-150 PI.HS0.B
REG PI.KM1.A
SCA PI.FL1.A
SVA PI.KD1.A
TEAT PI.AU0.A
16 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
3. Controles do
Condensador
3.1
Condensadores
Resfriados a Ar
Em áreas onde há grandes variações de temperatura
do ar ambiente e/ou das condições de carga é
necessário controlar a pressão de condensação
para evitar que a mesma caia para valores muito
baixos. Pressões de condensação muito baixas
resultam em um diferencial de pressão insuficiente
por todos os dispositivos de expansão e fazem
com que o evaporador não receba uma quantidade
suficiente de refrigerante. Significa que o controle
da capacidade do condensador é utilizado principalmente nas zonas de climas temperados e a um
menor grau nas zonas subtropicais e tropicais.
A ideia básica do controle, portanto, é a de ajustar
a capacidade do condensador quando a temperatura ambiente for baixa, de forma que a pressão
de condensação possa ser mantida acima do nível
mínimo aceitável.
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 centrifugos.
3.1.1 - Controle por Estágios de Condensadores
Resfriados a Ar
O primeiro método utilizado foi o de instalar um
número necessário de dispositivos de controles
de pressão, equivalente ao pressostato Danfoss
RT-5, e ajustá-los em diferentes condições de liga
e desliga de ventiladores de acordo com a pressão
a ser mantida.
O segundo método de controle dos ventiladores
foi pelo uso de um controlador de pressão de
zona neutra equivalente ao tipo RT-L da Danfoss.
Este controle da capacidade de condensação pode
ser obtido ou regulando a vazão de ar ou água que
circula através do condensador ou reduzindo a
área efetiva da superfície de troca de calor.
Diferentes soluções podem ser projetadas para
diferentes tipos de condensadores:
3.1 Condensadores resfriados a ar
3.2 Condensadores evaporativos
3.3 Condensadores resfriados a água
Condensadores resfriados a ar são utilizados em
sistemas de refrigeração industrial 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:
Inicialmente isso foi usado juntamente com um
controlador de estágio com o número exigido de
contatos para o número de ventiladores. Entretanto
este sistema reagia com muita rapidez e foi necessário
utilizar temporizadores para retardar o liga desliga
dos ventiladores.
O terceiro método é o atual controlador por estágios,
EKC-331 da Danfoss.
3.1.2 - Controle de Velocidade dos Ventiladores de
condensadores resfriados a ar
Este método de controle do ventilador do
condensador tem sido utilizado por muitos anos,
porém o objetivo principal foi a redução do nível
de ruído por motivos de preservação do meio
ambiente.
3.1.3 - Controle de área dos condensadores
resfriados a ar
Para o controle da capacidade de condensadores
resfriados a ar através do controle da área de troca
térmica do condensador, é necessário um tanque de
líquido. Este tanque de líquido deve ter um volume
suficiente para ser capaz de acomodar as variações
na quantidade de refrigerante no condensador.
O controle da área do condensador pode ser
executado de duas formas:
1. Com a válvula principal servo-operada por piloto
ICS ou PM, pilotada através de válvula piloto de
pressão constante CVP alta pressão(HP), montada
na linha de descarga do compressor na entrada
do condensador, e uma outra válvula principal
servo-operada por piloto ICS, agora pilotada por
válvula piloto de pressão diferencial CVPP alta
pressão(HP), montado em uma tubulação de
Atualmente, este tipo de instalação é muito mais
comum, e pode ser utilizado o conversor de
frequência AKD da Danfoss.
desvio entre a linha de descarga do compressor
e o tanque de líquido. Na tubulação entre o
condensador e o tanque deve ser instalada uma
válvula de retenção NRVA, com objetivo de impedir
que o líquido retorne do recipiente para o
condensador.
2. Com uma válvula principal ICS pilotada através
de válvula piloto de pressão constante CVP alta
pressão(HP) montada na tubulação entre o
condensador e o tanque de líquido, e uma outra
válvula principal ICS agora pilotada através de um
piloto de pressão diferencial CVPP alta pressão(HP)
montada numa tubulação de desvio entre a linha
de gás quente do compressor e
sistema é utilizado principalmente
o tanque. Este
em refrigeração
comercial.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 17
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 3.1.1:
Controle de estágio dos
ventiladores. Controlador por
estágios EKC 331
Da linha de
descarga
Condensador a ar
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante líquido
a alta pressão(HP)
À
Controlador por Estágio
Á
Transmissor de pressão
 Válvula de bloqueio
à Válvula de bloqueio
Ä Válvula de bloqueio
Danfoss
Tapp_0031_02
10-2012
Tanque de líquido
Para o dispositivo
de expansão
EKC 331 À é um controlador de quatro estágios com
saída para até quatro relés. Ele controla a ativação
dos ventiladores de acordo com o sinal de pressão
de condensação do transmissor de pressão AKS 33
Á ou AKS 32R. Com base no controle da zona neutra
Em algumas instalações, o EKC 331T é utilizado.
Neste caso, o sinal de entrada pode ser de um
sensor de temperatura PT 1000, por exemplo,
O AKS 21. O sensor de temperatura é normalmente
instalado na saída do condensador.
o EKC 331 À é capaz de controlar a capacidade de
condensação de modo que a pressão de condensação
seja mantida acima do nível mínimo exigido.
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
Para obter mais informações sobre o controle de
zona neutra, consulte a seção 2.1.
porque a temperatura do ponto de saída do
condensador pode não refletir totalmente a pressão
de condensação real, devido ao subresfriamento do
A linha de desvio onde a SVA Ä está instalada
é um tubo de equalização que ajuda a equilibrar
a pressão no tanque de líquido com a pressão
entrada do condensador de modo que o líquido
líquido ou à presença de gases não condensáveis
no sistema de refrigeração. Se o subresfriamento
for demasiado baixo, pode ocorrer flash-gas
de
quando os ventiladores ligarem.
refrigerante no condensador possa ser drenado
para este tanque.
Dados técnicos
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
Refrigerantes Todos os refrigerantes, inclusive o R717 Todos os refrigerantes, inclusive o R717
Faixa de operação [bar] –1 a 34 –1 a 34
Pressão máxima de trabalho PB [bar] 55 (dependendo da faixa de operação) 60 (dependendo da faixa de operação)
Faixa de temperatura de operação [°C] –40 a 85
Faixa de temperatura compensada [°C ] baixa pressão(LP): –30 a +40 / alta pressão(HP): 0 a +80
Sinal nominal de saída 4 a 20 mA 10 a 90% do fornecimento da tensão
Refrigerantes Todos os refrigerantes, inclusive o R717 Todos os refrigerantes, inclusive o R717
Faixa de operação [bar] 0 a 60 (dependendo da faixa) –1 a 39 (dependendo da faixa)
Pressão máxima de trabalho PB [bar] 100 (dependendo da faixa de operação) 60 (dependendo da faixa de operação)
Faixa de temperatura de operação [°C] –40 a 80 –40 a 85
Faixa de temperatura compensada [°C ] baixa pressão(LP): –30 a +40 / alta
Sinal nominal de saída 4 a 20 mA 1 a 5V ou 0 a 10V
Transmissor de pressão - AKS 33 Transmissor de pressão - AKS 32R
Transmissor de pressão - AKS 3000 Transmissor de pressão - AKS 32
pressão(HP): 0 a +80
baixa pressão(LP): –30 a +40 / alta
pressão(HP): 0 a +80
18 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
T
Exemplo de aplicação 3.1.2:
Controle de Velocidade dos
Ventiladores dos Condensadores
Resfriados a Ar
Da linha de
descarga
Condensador a ar
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante líquido
a alta pressão(HP)
À
Conversor de frequência AKD
Á
Transdutor de Pressão AKS
Dados técnicos
Tanque de líquido
Danfoss
app_0141_02
10-2012
O controle por conversor de frequência oferece
as seguintes vantagens:
Economia de energia
Melhor controle e qualidade do produto
Redução do nível de ruído
Vida mais longa
Instalação simples
Controle completo e programação amigável
Conversor de frequência AKD 102
Classificação em kW 1,1 kW a 45 kW 1,1 kW a 250 kW Até 1200 kW
Tensão 200-240 V 380-480 V 200-690 V
Conversor de frequência
VLT FC 102 / FC 302
Para o dispositivo
de expansão
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 19
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 3.1.3:
O controle da área de
condensadores resfriados a ar
Linha de
sucção
Compressor
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante líquido a
alta pressão(HP)
À Regulador de pressão ICS(CVP)
Á Válvula de bloqueio
Â
Válvula de retenção NRVA
à Válvula de bloqueio
Ä Válvula de bloqueio
Å
Regulador de
pressão diferencial
Æ Válvula de bloqueio
Danfoss
Tapp_0148_02
10-2012
Esta solução de controle mantém a pressão do
tanque de líquido em um nível suficientemente
alto durante temperaturas ambientes baixas.
Para o resfriador
de óleo
Esse regulador de pressão diferencial Å
também ser uma válvula de alívio de pressão
OFV(overflow valve).
Condensador
Receptor
Para o dispositivo
de expansão
poderia
Dados técnicos
A válvula servo operada por piloto ICS À abre-se
quando a pressão de descarga atingir a pressão
estabelecida na válvula piloto CVP. A válvula servo
operada por piloto ICS fecha quando a pressão cai
abaixo da pressão estabelecida na válvula piloto
C VP.
A válvula de retenção NRVA Â garante elevada
pressão no condensador pelo retorno de líquido
dentro do condensador. Isto requer um tanque
de líquido suficientemente grande. A válvula de
retenção NRVA também evita que o fluxo do
líquido do tanque de líquido retorne para o
condensador, quando o último estiver mais
A válvula servo operada por piloto ICS Å com
o piloto de pressão diferencial constante CVPP
frio durante os períodos de desligamento do
compressor.
mantém pressão suficiente no tanque de líquido.
Válvula servo operada piloto - ICS
Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717 e R744
Faixa de temperatura do meio [°C] –60 a 120
Pressão máxima de trabalho [bar] 52
DN [mm] 20 a 150
Capacidade nominal* [kW] Na linha de descarga: 20 a 3950
Nas linhas de líquidos alta pressão(HP): 179 a 37.000
* Condições: R717, T
Refrigerantes Todos os refrigerantes não inflamáveis comuns incl. R717
Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a 120
Pressão máxima de trabalho [bar] CVPP baixa pressão(LP): 17
Faixa de ajuste [bar] CVPP baixa pressão(LP): 0 a 7
Kv valor m3/h 0,4
=30°C, P
liq
=12bar, ∆P=0,2bar, T
disch.
Válvula piloto de pressão diferencial-CVPP
CVPP alta pressão(HP): até 40
CVPP alta pressão(HP): 0 a 22
=80°C, Te=-10°C
disch.
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
20 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Dados técnicos
(continua)
Válvula piloto de pressão constante - CVP
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717 e R744
Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a 120
Pressão máxima de trabalho [bar] CVP baixa pressão(LP): 17
CVP alta pressão(HP): até 40
CVP pressão extra alta(XP): 52
Faixa de pressão [bar] CVP baixa pressão(LP): –0,66 a 7
CVP alta pressão(HP): –0,66 a 28
CVP pressão extra alta(XP): 25 a 52
Kv valor m3/h CVP baixa pressão(LP): 0,4
CVP alta pressão(HP): 0,4
CVP pressão extra alta(XP): 0,2
Válvula de alívio de pressão OFV(overflow value)
Material Corpo: aço
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717
Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a 150
Pressão máxima de trabalho [bar] 40
DN mm 20/25
Faixa de pressão diferencial de
abertura [bar]
2 a 8
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Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
3.2
Condensadores Evaporativos
O condensador evaporativo é um condensador
resfriado a ar ambiente combinado com a pulverização de água através de orifícios e defletores de
ar em contra-fluxo com o ar. A água evapora e o
efeito de evaporação dos pingos de água aumenta
a capacidade de condensação.
Os condensadores evaporativos atuais são envoltos
por um carcaça de aço ou plástico com ventiladores
axiais ou centrífugos na parte inferior ou superior
do condensador.
A superfície de troca de calor no fluxo de ar úmido
é composta por tubos de aço.
Acima dos orifícios de pulverização de água (no ar
seco) é comum ter um dessuperaquecedor feito de
tubos de aço com aletas para reduzir a temperatura
do gás quente antes que este alcance o trocador
de calor na região de fluxo de ar úmido. Desta
3.2.1 - Controle de Condensadores Evaporativos
O controle da pressão de condensação ou da
capacidade 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 frequência 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.
forma a formação decorrente de calcificação
(depósito de cálcio) na superfície da tubulação
do trocador de calor principal é muito reduzida.
O consumo de água neste tipo de condensador
é bastante inferior ao de um condensador normal
resfriado a água. O controle da capacidade de um
condensador evaporativo pode ser obtido ou pelo
uso de ventiladores de duas velocidade ou através
da instalação de ventiladores com variadores de
velocidade, e, em condições de temperaturas
ambientes muito baixas, através do desligamento
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.
22 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 3.2.1:
Controle por estágios do
condensador evaporativo
com pressostato RT
Linha de
sucção
Compressor
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante líquido
a alta pressão(HP)
Água
À Controlador de pressão
Á Controlador de pressão
 Válvula de bloqueio
à Válvula de bloqueio
Danfoss
Tapp_0033_02
10-2012
Ä Válvula de bloqueio
Condensador evaporativo
Tanque de líquido
Para o resfriador
de óleo
Bomba
de água
Para o dispositivo
de expansão
Dados técnicos
Esta solução de ajuste mantém a pressão de
condensação, assim como a pressão no tanque
de líquido em um nível suficientemente alto sob
baixa temperatura ambiente.
Quando a pressão na entrada do condensador
cair abaixo do valor de ajuste do pressostato
RT 5A Á, este desligará o ventilador para diminuir
a capacidade de condensação.
Pressostato alta pressão(HP) - RT 5A
Refrigerantes R717 refrigerantes fluorados
Proteção IP 66/54
Temp. ambiente [°C] –50 a 70
Faixa de ajuste [bar] RT 5A: 4 a 17
Pressão máxima de trabalho [bar] 22
Pressão máxima de teste [bar] 25
Em temperatura ambiente extremamente baixa,
quando a pressão de condensação cair abaixo do
valor de ajuste do RT 5A À mesmo após todos os
ventiladores terem sido desligados, o RT 5A À
desligará a bomba de água.
Quando a bomba estiver desligada, o condensador e a tubulação de água deverão ser
drenados para evitar a formação de depósito
de cálcio (calcificação) e congelamento.
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
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Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
T
Exemplo de aplicação 3.2.2:
Controle de estágios do
condensador
evaporativo
com controlador por estágios
EKC 331
Linha de
sucção
Compressor
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante líquido
a alta pressão(HP)
Água
À Controlador por Estágio
Á Transmissor de pressão
 Válvula de bloqueio
à Válvula de bloqueio
Danfoss
Tapp_0034_02
10-2012
Ä Válvula de bloqueio
Esta solução funciona da mesma forma daquela
apresentada no exemplo 3.2.1, porém operada por
controlador por estágios EKC 331 À. Para obter mais
informações sobre o EKC 331, consulte a página 7.
Uma solução do ajuste de capacidade para os condensadores evaporativos pode ser obtida utilizando um
controlador por estágios EKC 331 e um transmissor de
pressão AKS.O controle sequencial para a bomba d’água
deve ser escolhido conforme descrito acima. Controle
sequencial significa que as etapas sempre serão ativadas
e desativadas na mesma ordem.
A versão EKC 331T aceita um sinal de um sensor de
temperatura PT 1000, que pode ser necessário para
sistemas secundários.
Controle de Zona Neutra
A zona neutra é estabelecida próxima ao valor de referência
onde não ocorra aumento/redução da 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 ++zona e --zona), as mudancas na capacidade de
ativação do controlador de alguma forma ocorrerão mais
rapidamente do que se estivesse dentro da área hachurada.
Para obter mais detalhes, consulte o manual do EKC 331
(T) da Danfoss.
REF
ampa
Condensador evaporativo
Tanque de líquido
Para o resfriador
de óleo
Bomba
de água
Para o dispositivo
de expansão
Zona
Zona
Zona
Zona
Dados técnicos
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
Refrigerantes Todos os refrigerantes, inclusive o R717 Todos os refrigerantes, inclusive o R717
Faixa de operação [bar] –1 a 34 –1 a 34
Pressão máxima de trabalho PB [bar] 55 (dependendo da faixa de operação) 60 (dependendo da faixa de operação)
Faixa de temperatura de operação [°C] –40 a 85
Faixa de temperatura compensada [°C ] baixa pressão(LP): –30 a +40 / alta pressão(HP): 0 a +80
Sinal nominal de saída 4 a 20 mA 10 a 90% do fornecimento de tensão
Refrigerantes Todos os refrigerantes, inclusive o R717 Todos os refrigerantes, inclusive o R717
Faixa de operação [bar] 0 a 60 (dependendo da faixa) –1 a 39 (dependendo da faixa)
Pressão máxima de trabalho PB [bar] 100 (dependendo da faixa de operação) 60 (dependendo da faixa de operação)
Faixa de temperatura de operação [°C] –40 a 80 –40 a 85
Faixa de temperatura compensada [°C ] baixa pressão(LP): –30 a +40 / alta
Sinal nominal de saída 4 a 20 mA 1 a 5V ou 0 a 10V
Transmissor de pressão - AKS 33 Transmissor de pressão - AKS 32R
Transmissor de pressão - AKS 3000 Transmissor de pressão - AKS 32
baixa pressão(LP): –30 a +40 / alta
pressão(HP): 0 a +80
pressão(HP): 0 a +80
24 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
3.3
Condensadores
Resfriados a Água
Exemplo de aplicação 3.3.1:
Controle da vazão de água
com válvula de água para
condensadores resfriados
a água
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante líquido a
alta pressão(HP)
Água
À Válvula de bloqueio
Á Válvula de bloqueio
 Válvula de água
O condensador resfriado a água era, originalmente
um trocador de calor casco e tubos, mas hoje é mais
,
comum o uso do moderno projeto de trocador de
calor a placas (para amônia, fabricado de aço
inoxidável).
Condensadores resfriados a água não são usados
com muita frequência, pois em vários lugares é
proibido a utilização de grandes quantidades de
água que estes tipos de condensadores consomem
(controle do consumo de água e / ou alto custo da
água).
Hoje em dia os condensadores resfriados a água são
comuns em sistemas compactos para resfriamento de
Linha de
sucção
Compressor
Danfoss
Tapp_0035_02
10-2012
líquido
(“chillers”), sendo a água de resfriamento
proveniente
de uma torre de resfriamento e
recirculada. Ele também pode ser utilizado como um
condensador
de recuperação de calor para o
fornecimento de água quente.
O controle da pressão de condensação pode ser
obtido pelo controle da vazão de água de
resfriamento efetuado através da instalação de uma
válvula automática controlada pela pressão de
condensação ou por uma válvula motorizada
controlada por um controlador eletrônico.
Saída da
água de
resfriamento
Condensador
Para o dispositivo
de expansão
Entrada da
água de
resfriamento
Dados técnicos
Esta solução mantém a pressão de condensação
em um nível constante. A pressão de condensação
do refrigerante é direcionada através de um tubo
capilar para a parte superior da válvula de água
WVS Â, e ajusta a abertura da WVS Â de forma
correspondente. A válvula de água WVS é um
regulador -P.
Válvula de água -WVS
Materiais Corpo da válvula: ferro fundido
Fole: alumínio e aço protegido contra corrosão
Refrigerantes R717, CFC, HCFC, HFC
Meio Água fresca, salmoura neutra
Faixa de temperatura do meio [°C] –25 a 90
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
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 25
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 3.3.2:
Controle da vazão de água
com válvula motorizada
para
condensadores resfriados
a água
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante líquido a
alta pressão(HP)
Água
À Transmissor de pressão
Á Controlador
 Válvula motorizada
à Válvula de bloqueio
Ä Válvula de bloqueio
Linha de
sucção
Compressor
Danfoss
Tapp_0036_02
10-2012
O controlador Á recebe o sinal de pressão
de condensação do transmissor de pressão
AKS 33 À, e envia um sinal de modulação
correspondente para o atuador controlado
por três pontos AMV 20 da válvula de pressão
motorizada VM 2 Â. Desta forma, a vazão da
água de resfriamento é ajustada e a pressão de
condensação é mantida em um nível constante.
Controlador
Entrada da
água de
resfriamento
Condensador
Para o dispositivo
de expansão
Saída da água de
resfriamento
Nesta solução, o controlador pode ser configurado
para controle PI ou PID.
A VM 2 e VFG 2 são válvulas de pressão balanceadas
motorizadas projetadas para aquecimento urbano
e também podem ser utilizadas para o controle
da vazão de água em instalações de refrigeração.
Dados técnicos
Válvula de pressão balanceada motorizada - VM 2
Material Corpo de válvula: bronze vermelho
Meio Circulação de água / água com solução glicólica em até 30%
Faixa de temperatura do meio [°C] 2 a 150
Pressão máxima de trabalho [bar] 25
DN [mm] 15 a 50
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
26 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
3.4
Resumo
Solução Aplicação Benefícios Limitações
Controle de Condensador Refrigerado a Ar
Controle de estágios
dos ventiladores com o
controlador por estágios
EKC331
Condensador
Controle de Velocidade dos
Ventiladores dos
Condensadores Resfriados
a Ar
Condensador
Controle de Condensador Evaporativo
Controle por estágios do
condensador evaporativo
com pressostato RT
Controle de estágios do
condensador evaporativo
com controlador por
estágios EKC 331
De linha de
descarga
De linha de
descarga
Tanque de
líquido
Tanque de
líquido
Condensador
evaporativo
Condensador
evaporativo
Tanque de
Tanque de
Utilizado principalmente
para refrigeração industrial
em climas quentes e em um
grau bem inferior para climas
frios.
líquido
Aplicável a todos os
condensadores que
trabalham em velocidades
reduzidas
líquido
Refrigeração industrial com
grande requisito de
capacidade.
Refrigeração industrial
com grande requisito de
capacidade.
Bomba
de água
Controle em estágios do
volume de ar ou com o
controle da variação de
velocidade do ventilador;
economia de energia;
Sem utilização de água.
Baixa corrente de partida
Economia de energia
Baixo nível de ruído
Vida mais longa para
o condensador
Instalação simples
Grande redução de consumo
de água em comparação
com os condensadores
resfriados a água e
relativamente de fácil
controle de capacidade;
Economia de energia.
Grande redução de consumo
de água em comparação com
os condensadores resfriados
a água e relativamente de
fácil controle de capacidade;
Possível de ser controlado
remotamente.
Temperatura ambiente bem
baixa; O controle por estágios
do ventilador pode emitir
ruído.
Temperaturas ambiente
muito baixas:
Economia de energia.
Não aplicável em países com
alta umidade relativa; em
climas frios devem ser tomadas
precauções especiais para que
a água nos tubos seja drenada
durante os períodos de
inatividade da bomba de água.
Economia de energia.
Não aplicável em países com
alta umidade relativa; em
climas frios devem ser tomadas
precauções especiais para que
a água nos tubos seja drenada
durante os períodos de
i
natividade da bomba de água.
Controle de Condensador Resfriados a Água
Controle da vazão de água
com válvula de água
Controle da vazão de água
com válvula motorizada
3.5
Documentos de Referência
Para uma ordem alfabética
de todos os documentos de
referência ir para a página 146
Compressor
Condensador
Compressor
Condensador
Folheto / Manual Técnico
Tipo N° da Literatura
AKD 102 PD.R1.B
AKS 21 RK0YG
AKS 33 RD5GH
AMV 20 ED95N
CVP PD.HN0.A
CVPP PD.HN0.A
Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss.
Entrada da
água de
resfriamento
Saída da água
de resfriamento
Entrada da
água de
resfriamento
Saída da água
de resfriamento
Chillers, condensadores /
recuperadores de calor
Chillers, condensadores /
recuperadores de calor
Tipo N° da Literatura
ICS PD.HS2.A
NR VA PD.FK0.A
RT 5A PD.CB0.A
SVA PD.KD1.A
VM 2 ED97K
WVS PD.DA0.A
Fácil de controlar
a capacidade
Fácil de controlar a capacidade
do condensador e a
recuperação de calor;
Possibilidade de ser
controlado remotamente.
Instruções do produto
Tipo N° da Literatura
AKD 102 MG11L
AKS 21 RI14D
AKS 32R PI.SB0.A
AKS 33 PI.SB0.A
AMV 20 EI96A
CVP, CVPP PI.HN0.C
CVP-XP PI.HN0.J
Não aplicável quando a
disponibilidade de água
é um problema.
Este tipo de instalação
é mais cara que uma
instalação normal; n Não
aplicável quando a
disponibilidade de água
é um problema.
Tipo N° da Literatura
ICS 25-65 PI.HS0.A
ICS 100-150 PI.HS0.B
NR VA PI.FK0.A
RT 5A RI5BC
SVA PI.KD1.A
VM 2 VIHBC
WVS PI.DA0.A
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Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
4. Controle do Nível
de Líquido
4.1
Sistema de Controle de Nível
de Líquido Pelo Lado de Alta
Pressão (HP LLRS)
O controle do nível do líquido é um elemento
importante no projeto de sistemas de refrigeração
industrial. O sistema controla a injeção de líquido
para manter um nível constante de líquido.
Dois importantes princípios distintos podem
utilizados ao se projetar um sistema de controle
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 líquido
pelo lado de alta pressão são tipicamente
caracterizados pelo seguinte:
1. Foco no nível do líquido do lado de condensação
do sistema.
2. Carga crítica de refrigerante.
3. Tanque de líquido pequeno ou até sem tanque.
4. Aplicável principalmente a “chillers” e outros
sistemas com pequenas cargas de refrigerante
(por exemplo, congeladores pequenos).
Ao projetar um HP LLRS, os seguintes pontos devem
ser levados em consideração:
Logo que o líquido estiver “formado” no condensado
ele será alimentado ao evaporador (lado de baixa
pressão).
O líquido que sai do condensador terá pouco ou
nenhum sub-resfriamento. Isto é importante e deve
ser considerado quando o líquido flui para o lado
de baixa pressão. Se houver perda de pressão na
tubulação ou nos componentes, poderá ocorrer
flash-gas e causar redução da capacidade de fluxo.
A carga de refrigerante deve ser precisamente
calculada para assegurar que tanha uma quantidade
de refrigerante adequado no sistema. Uma sobrecarga aumenta o risco de inundação no evaporador
ou no separador de líquido e pode causar a
aspiração do líquido para dentro do compressor
(golpe de líquido). Se a carga no sistema for
insuficiente o evaporador será prejudicado por
ser
de
Os sistemas de controle de nível de líquido
pelo lado de baixa pressão são caracterizados
pelo seguinte:
1. Foco no nível do líquido do lado de evaporação
do sistema.
2. Normalmente o tanque 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.
falta de alimentação. O tamanho do vaso do lado
de baixa pressão (separador de líquido / evaporador
casco e tubos) deve ser cuidadosamente projetado
r
para acomodar o refrigerante sob todas as condições
sem causar golpe de líquido.
Devido aos motivos acima, os HP LLRS são especial
mente adequados para sistema que necessitem
de pouca carga de refrigerante, tal como“chillers”
ou pequenos freezers. Normalmente as unidades
“chillers” não precisam de tanques de líquido.
Como consequência 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 tanques de líquido, no
entanto, se um tanque de líquido é necessário a
fim de instalar pilotos e fornecer refrigerante para
um resfriador de óleo, o tanque de líquido pode
ser fisicamente pequeno.
-
28 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
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