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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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
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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.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 23
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
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 27
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
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Danfoss
Tapp_0044_02
10-2012
Exemplo de aplicação 4.1.1:
Solução mecânica para o
controle de nível de líquido
a alta pressão (HP)
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante líquido
a alta pressão(HP)
Refrigerante líquido
a baixa pressão(LP)
À Válvula de bloqueio
Á Filtro
 Válvula principal servo
operada por piloto
à Válvula de bloqueio
Ä
Válvula bóia
Å Válvula de bloqueio
Æ Válvula de bloqueio
Do condensador
Da linha de
descarga
Tanque de líquido
Para o resfriador
de óleo
Em grandes HP LLRS a válvula de bóia SV1 Ä ou SV3
é utilizada como uma válvula piloto para uma
válvula principal PMFH Â. Conforme ilustrado acima,
quando o nível de líquido no tanque de
líquido
aumentar acima do nível ajustado, a válvula de bóia
SV1 Ä fornece um sinal para que a válvula principal
PMFH abra.
Para o
separador
Dados técnicos
A função do tanque de líquido neste caso é fornecer
um sinal mais estável para facilitar o funcionamento
da bóia do SV1 Ä.
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
Pressão máxima de trabalho [bar] 28
Pressão máxima de teste [bar] 42
Capacidade nominal * [kW] 139-13900
* Condições: R717, +5/32°C, Tl = 28°C
Válvula de bóia - SV1 e SV3
Material Carcaça: aço
Refrigerantes R717, HFC, HCFC e CFC
Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a + 65
Faixa P [mm] 35
Pressão máxima de trabalho [bar] 28
Pressão máxima de teste [bar] 36
Kv valor [m3/h] 0,06 para SV 1
Capacidade nominal * [kW] SV1: 25
* Condições: R717, +5/32°C, Tl = 28°C
Tampa: Ferro fundido especial para baixa temperatura
Flutuador: aço inoxidável
0,14 para SV 3
SV3: 64
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 29
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 4.1.2:
Solução mecânica para o
controle de nível de líquido alta
pressão(HP) com HFI
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante líquido
a alta pressão(HP)
Refrigerante líquido
a baixa pressão(LP)
Água
À Válvula bóia de alta pressão(HP)
Do compressor
Entrada da água
de resfriamento
Condensador tipo de placa
Danfoss
Tapp_0045_02
10-2012
Se o condensador for do tipo trocador de calor
de placas, poderá ser utilizada a válvula de bóia
mecânica HFI À
para controlar o nível do líquido.
A HFI é uma válvula de bóia de alta pressão
de ação direta; portanto não será necessária
nenhuma pressão diferencial para sua ativação.
Tubo de purga (opção 1)
Saída da água
de resfriamento
≠ HFI
tubo de purga
Para o separador
de líquido
A opção 1 é a solução mais simples. A opção 2
requer a instalação de uma válvula solenoide na
linha de equalização(tubo de purga).
Se o HFI não está montado diretamente sobre
os condensadores é necessário conectar em uma
linha de equalização(tubo de purga).
(opção 2)
Dados técnicos
É possível que seja necessário um Waterlt para
conectar uma linha de equalização(tubo de purga)
pelo lado da alta pressão(HP) ou da baixa
pressão(LP) (Opção 1 ou 2), como mostrado no
desenho, para remover o vapor refrigerante do
compartimento da bóia pois isto pode evitar
que o líquido penetre neste compartimento e,
consequentemente, evitar que a válvula HFI abra.
HFI,
Material Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura.
Refrigerantes R717 e outros refrigerantes não inflamáveis. Para refrigerantes com densidade maior
que 700 kg/m3 , consulte a Danfoss.
Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a 80
Pressão máxima de trabalho [bar] 25 bar
Pressão máxima de teste [bar] 50 bar (sem bóia)
Capacidade nominal * [kW] 400 a 2400
* Condições: R717, –10/35°C
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
30 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 4.1.3:
Solução eletrônica para o controle
de nível de líquido a alta pressão (HP)
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante líquido
a alta pressão(HP)
Refrigerante líquido
a baixa pressão(LP)
À Válvula de bloqueio
Á
Filtro FIA
Â
Válvula motorizada ICM(ICAD)
à Válvula de bloqueio
Ä
Controlador EKC347
Å
Transmissor de nível
AKS4100/4100U
Æ Válvula de bloqueio
Ç Válvula de bloqueio
Do condensador
Da linha de
descarga
Tanque de líquido
Para o resfriador
de óleo
Ao projetar uma solução LLRS eletrônica o sinal de
nível do líquido pode ser fornecido por um AKS 38,
que é uma chave de nível liga/desliga(ON/OFF) ou
um AKS
4100/4100U que é um transmissor de nível
(4-20 mA).
O sinal eletrônico é enviado para o controlador
de nível de líquido EKC 347 que controla a válvula
de injeção.
A injeção do líquido pode ser controlada de diversas
formas:
Por meio de uma válvula moduladora motorizada
tipo ICM com um atuador ICAD.
Por meio de uma válvula de expansão de
modulação por largura de pulso tipo AKVA.
A válvula AKVA deve ser utilizada somente
quando a pulsação da válvula for aceitável.
Por meio de uma válvula de regulagem REG
atuando como uma válvula de expansão
e uma válvula solenoide EVRA para permitir
o controle liga/desliga(ON/OFF).
O sistema ilustrado é um AKS 4100/4100U Å
transmissor de nível que envia um sinal de
nível para um controlador de nível de líquido
EKC 347 Ä. A válvula motorizada ICM Â atua
como uma válvula de expansão.
Danfoss
Para o
separador
Tapp_0046_02
10-2012
Dados técnicos
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
DN [mm] 20 a 80
Capacidade nominal* [kW] 73 a 22,700
* Condições: R717, Te = –10°C, ∆p = 8,0 bar, ∆T
Material Rosca e tubo: aço inoxidável
Refrigerantes R717, R22, R404a, R134a, R718, R744
Faixa de temperatura do meio [°C] –60 a 100
Pressão de processo -1 bar g a 100 bar g (-14,5 psig a 1450 psig)
Faixa de medição [mm] 800 a 8000
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 31
Válvula motorizada - ICM para expansão
= 4K;
sub
Transmissor de nível - AKS 4100/4100U
Parte superior: alumínio fundido
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
4.2
Sistema de Controle de
Nível de Líquido pelo
lado de Baixa Pressão
(LP LLRS)
Exemplo de aplicação 4.2.1:
Solução mecânica para o
controle de nível de líquido baixa
pressão(LP)
Refrigerante líquido
a alta pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor
a baixa pressão (LP)
Refrigerante líquido
a baixa pressão (LP)
Ao projetar um LP LLRS, os seguintes pontos devem
ser
levados em consideração:
O nível de líquido no vaso do lado de baixa pressão
(separador de líquido / evaporador casco e tubos)
é mantido em nível constante. Isto é seguro para o
sistema, uma vez que um nível de líquido muito elevado
no separador de líquido pode provocar golpe de
líquido ao compressor, e um nível muito baixo pode
provocar a cavitação das bombas de refrigerante em
um sistema de circulação por bomba.
O tanque deve ser grande o suficiente para acumular
o líquido refrigerante proveniente dos evaporadores
quando o conteúdo do refrigerante em alguns
evaporadores pode variar de acordo com a carga de
resfriamento, alguns evaporadores são desligados
para manutenção ou parte dos
evaporadores são
drenados para o descongelamento.
Para a linha
de sucção do
compressor
Separador
de líquido
Como resultado do acima exposto, os LP LLRS são
especialmente adequados para os sistemas descentralizados, em que há muitos evaporadores, e a carga de
refrigerante é grande, tais como em frigoríficos. Com
LP LLRS, esses sistemas podem funcionar de forma
segura mesmo que a carga refrigerante seja impossível
de ser calculada.
Concluindo, os HP LLRS são adequados para sistemas
compactos como chillers; a vantagem é o custo
reduzido (tanque de líquido pequeno ou até sem
tanque). Ao mesmo tempo em que os LP LLRS são
adequadas para os sistemas descentralizados com
vários evaporadores e tubulação longa, como um
frigorífico grande; a vantagem é ser mais seguro e
confiável.
do evaporador
Do tanque
de líquido
À Válvula de bloqueio
Á
Filtro FIA
Â
Válvula solenoide ICS1(EVM)
Ã
Válvula bóia LP SV4
Ä Válvula de bloqueio
Å Válvula de bloqueio
Dados técnicos
Para o evaporador
As válvulas de bóia SV “monitoram” o nível do líquido
em vasos de baixa pressão. Se a capacidade for
pequena, as válvulas SV Ã podem atuar diretamente
como uma válvula de expansão no vaso de baixa
pressão, conforme mostrado.
SV 4-6
Material
Refrigerantes R717, HFC, HCFC e CFC
Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a +120
Faixa P [mm] 35
Pressão máxima de trabalho [bar] 28
Pressão máxima de teste [bar] 42
Kv valor [m3/h] 0,23 para SV 4
Capacidade nominal * [kW] SV4: 102
* Condições: R717, +5/32°C, ∆T
Corpo: aço
Tampa: Ferro fundido nodular especial aprovado para serviço a baixa temperatura (nodular)
Bóia: aço inoxidável
0,31 para SV 5
0,43 para SV 6
SV5: 138
SV6: 186
= 4K.
sub
Danfoss
Tapp_0047_02
10-2012
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
32 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 4.2.2: Solução
mecânica para o controle de nível de
líquido baixa pressão(LP)
Refrigerante líquido
a alta pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
de refrigerante
Refrigerante vapor
a baixa pressão (LP)
Refrigerante líquido
a baixa pressão (LP)
Para a linha
de sucção do
compressor
Separador de
líquido
do evaporador
À Válvula de bloqueio
Á
Filtro FIA
Â
Válvula principal servo operada
por piloto PMFL(EVM)
à Válvula de bloqueio
Ä
Válvula de bóia LP SV4
Å Válvula de bloqueio
Para o evaporador
Æ Válvula de bloqueio
Se a capacidade for grande, a válvula de bóia SV Ä
é utilizada como uma válvula piloto para a válvula
principal PMFL. Conforme ilustrado acima, quando o
nível de líquido no tanque de líquido cair abaixo do
nível ajustado, a válvula de bóia SV Ä provê um sinal
para que a válvula PMFL abra.
Do tanque
de líquido
Danfoss
Tapp_0048_02
10-2012
Dados técnicos
Exemplo de aplicação 4.2.3:
Solução eletrônica para o
controle de nível de líquido
baixa pressão(LP)
Refrigerante líquido
a alta pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor
a baixa pressão (LP)
Refrigerante líquido
a baixa pressão (LP)
À Válvula de bloqueio
Á Filtro
 Válvula solenoide
à Válvula motorizada
Ä Válvula de bloqueio
Å Controlador
Æ Transmissor de nível
Ç Chave de nível
PMFL 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
Pressão máxima de trabalho [bar] 28
Pressão máxima de teste [bar] 42
Capacidade nominal * [kW] 139-13.900
* Condições: R717, +5/32°C, ∆T
Para a linha
de sucção do
compressor
Separador
de líquido
= 4K.
sub
Para o evaporador
do evaporador
Danfoss
Tapp_0049_02
10-2012
Do tanque
de líquido
O transmissor de nível AKS 4100/4100U Æ monitora
nível de líquido no separador e envia um sinal de nível
para o controlador de nível de líquido EKC 347 Å, que
envia um sinal de modulação para o atuador da válvula
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 33
motorizada ICM Ã. A válvula
uma válvula de expansão.
motorizada ICM atua como
o
O controlador de nível de líquido EKC 347 Å também provê
saídas a relé para limites superiores e inferiores
de alarme. Entretanto recomenda-se que a chave de
nível AKS 38 Ç seja instalada como um alarme de alto
nível.
e para nível
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 4.2.4: Solução
eletrônica para o controle de nível
de líquido baixa pressão(LP)
Refrigerante líquido a alta
pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
de refrigerante
Refrigerante vapor a baixa
pressão(LP)
Refrigerante líquido a baixa
pressão(LP)
À Válvula de bloqueio
Á
Filtro FIA
Â
Válvula solenoide EVRAT
Ã
Válvula de expansão operada
eletronicamente AKVA
Ä Válvula de bloqueio
Å
Controlador EKC347
Æ Transmissor de nível
AKS4100/4100U
Para a linha
de sucção do
compressor
Líquido
Separador
Para o evaporador
Esta solução é similar à solução 4.2.3. Entretanto, com
este exemplo, a válvula motorizada ICM é substituída
por uma válvula de expansão de modulação por largura
de pulso AKVA. A servo válvula EVRAT Â é usada como
uma válvula solenoide adicional para assegurar 100%
de fechamento (estanqueidade) durante períodos fora
de ciclo de pulsação.
Do tanque
de líquido
do evaporador
Danfoss
Tapp_0050_02
10-2012
O controlador de nível de líquido EKC 347 Å também provê
saídas a relé para limites superiores e inferiores
de alarme. Entretanto recomenda-se que a chave de
nível AKS 38 seja instalada como um alarme de alto
nível.
e para nível
Dados técnicos
Exemplo de aplicação 4.2.5: Solução
eletrônica para o controle de nível
de líquido baixa pressão(LP)
Refrigerante líquido a alta
pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor a baixa
pressão (LP)
Refrigerante líquido a baixa
pressão (LP)
À Estação de válvula ICF, incluindo:
Válvula de bloqueio ICFS
Filtro ICFF
Válvula solenoide ICFE
Operador manual
Válvula motorizada ICM
Válvula de bloqueio ICFS
Á
Controlador EKC347
M
 Transmissor de nível
AKS4100/4100U
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
AK VA
Material AKVA 10: aço inoxidável
Refrigerantes R717
Faixa de temperatura do meio [°C] AKVA 10: –50 ta +60
Pressão máxima de trabalho [bar] 42
DN [mm] 10 a 50
Capacidade nominal* [kW] 4 a 3150
* Condições: R717, +5/32°C, ∆T
Para a linha
de sucção do
compressor
Separador de
líquido
Para o evaporador
A Danfoss pode fornecer uma solução que utilize
válvula bem compacta ICF À. Até seis módulos
podem ser montados no mesmo corpo, com muita
facilidade.
AKVA 15: ferro fundido
AKVA 20: ferro fundido
AKVA 15/20: –40 a +60
= 4K.
sub
distintos
uma
Do tanque
de líquido
do evaporador
Danfoss
Tapp_0051_02
10-2012
O módulo ICM atua como uma válvula de expansão
módulo ICFE é uma válvula solenoide.
Esta solução funciona de forma idêntica ao exemplo
Também existe solução alternativa com válvula ICF para
a aplicação 4.2.4. Consulte a literatura sobre a ICF para
maiores informações.
e o
4.2.3.
34 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 4.2.6: Solução
eletrônica para o controle de nível
de líquido baixa pressão(LP)
Refrigerante líquido a alta
pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor a baixa
pressão(LP)
Refrigerante líquido a baixa
pressão(LP)
Para a linha
de sucção do
compressor
Separador
de líquido
Do tanque
de líquido
À Válvula de bloqueio
Á
Válvula solenoide EVRA(FA)
Â
Válvula de regulagem
manual REG
à Válvula de bloqueio
Ä
Chave de nível AKS38
Dados técnicos
Para o evaporador
Esta solução controla a injeção de líquido utilizando
o controle liga/desliga(ON/OFF). A chave de nível
- AKS 38 Ä, controla a energização da válvula
solenoide EVRA Á, de acordo com o nível de
líquido no separador. A válvula de regulagem
manual REG Â atua como uma válvula de expansão.
AKS 38
Material Carcaça: ferro fundido com cromato de zinco
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns não inflamáveis, inclusive o R717.
Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a +65
Pressão máxima de trabalho [bar] 28
Faixa de medição [mm] 12,5 a 50
REG
Material 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 +150
Pressão máxima de trabalho [bar] 52
DN [mm] 6 a 65
Kv valor [m3/h] 0,17 a 81,4 para válvulas totalmente abertas
do evaporador
Danfoss
Tapp_0052_02
10-2012
EVRA
Refrigerantes R717, R22, R134a, R404a, R410a, R744, R502
Faixa de temperatura do meio [°C] –40 a +105
Pressão máxima de trabalho [bar] 42
Capacidade nominal * [kW] 21,8 a 2368
Kv valor [m3/h] 0,23 a 25.0
* Condições: R717, –10/+25°C, ∆p = 0.15 bar
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 35
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
4.3
Resumo
Solução Aplicação Benefícios Limitações
Solução mecânica
para alta pressão:
SV1/3 + PMFH
Solução mecânica
para alta pressão:
HFI,
Tanque
Condensador
tipo de placa
Aplicável a sistemas com
cargas refrigerantes pequenas,
por ex. “Chillers”.
Aplicável a sistemas com
pequenas cargas refrigerantes
e com condensadores tipo a
placas.
Puramente mecânico.
Ampla faixa de capacidade.
Puramente mecânico.
Solução simples.
Especialmente adequado para
o trocador de calor a placas.
Impossível de ser operado
remotamente, a distância entre
a SV
e o PMFH fica limitada a vários
metros.
Um pouco lento em resposta.
Impossível utilizar o resfriamento
do óleo por termosifão.
Solução eletrônica
para alta pressão:
AKS 4100/4100U+
EKC 347 + ICM
Solução mecânica
para baixa pressão:
SV4-6
Solução mecânica
para baixa pressão:
SV 4-6 + PMFL
Solução eletrônica
para baixa pressão:
AKS 4100/4100U +
EKC 347 + ICM
Solução eletrônica
para baixa pressão:
AKS 4100/4100U +
EKC 347 + AKVA
Solução eletrônica
para baixa pressão:
AKS 4100/4100U +
EKC 347 + ICF
Tanque
Separador de líquido
Separador de líquido
Separador de líquido
Separador de líquido
Separador de líquido
Aplicável a sistemas com
cargas refrigerantes
pequenas, por ex. “Chillers”.
Aplicável a sistemas
pequenos
Especificamente aplicável a
sistemas descentralizados,
tais como em frigoríficos.
Especificamente aplicável a
sistemas descentralizados,
tais como em frigoríficos.
Especificamente aplicável a
sistemas descentralizados,
tais como em frigoríficos.
Especificamente aplicável a
sistemas descentralizados,
tais como em frigoríficos.
Flexível e compacto.
Possível de ser monitorado e
controlado remotamente.
Abrange uma grande faixa de
capacidade.
Puramente mecânico.
Solução simples de baixo
custo.
Puramente mecânico.
Ampla faixa de capacidade.
Flexível e compacto.
Possível de ser monitorado
e controlado remotamente.
Cobre uma grande faixa de
capacidade.
Flexível e compacto.
Possível de ser monitorado
e controlado remotamente.
Ampla faixa de capacidade.
Mais rápido que a válvula
motorizada.
Válvula segura contra falha (NC).
Flexível e compacto.
Possível de ser monitorado e
controlado remotamente.
Cobre uma grande faixa de
capacidade.
Fácil de instalar.
Não aplicável a refrigerantes
inflamáveis.
Capacidade limitada.
Impossível de ser operado
remotamente, a distância entre a
SV e o PMFH fica limitada a vários
metros.
Um pouco lento em resposta.
Não aplicável a refrigerantes
inflamáveis.
Não aplicável a refrigerantes
inflamáveis.
Os sistemas precisam admitir
pulsações.
Não aplicável a refrigerantes
inflamáveis.
Solução eletrônica
para baixa pressão:
AKS 38 + EVRA + REG
Separador de líquido
Especificamente aplicável a
sistemas descentralizados,
tais como em frigoríficos.
Simples.
Baixo custo.
Apenas 40 mm para o ajuste de
nível.
Muito dependente de ajuste da
válvula REG.
Não aplicável a sistemas com
grande flutuação de capacidade.
4.4
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
AKS 38 PD.GD0.A
AKS 4100/
4100U
AK VA PD.VA1.B
EKC 347 PS.G00.A
EVRA(T ) PD.BM0.B
ICM PD.HT0.B
Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss.
PD.SC0.C
Tipo N° da Literatura
PMFH/L PD.GE0.C
ICF PD.FT1.A
REG PD.KM1.A
SV 1-3 PD.GE0.B
SV 4-6 PD.GE0.D
Instruções do produto
Tipo N° da Literatura
AKS 38 PI.GD0.A
AKS 4100/
4100U
AK VA PI.VA1.C /
EKC 347 PI.RP0.A
EVRA(T ) PI.BN0.L
ICM 20-65 PI.HT0.A
PI.SC0.D
PI.SC0.E
PI.VA1.B
Tipo N° da Literatura
ICM 100-150 PI.HT0.B
PMFH/L PI.GE0.D /
ICF PI.FT0.C
REG PI.KM1.A
SV 1-3 PI.GE0.C
SV 4-6 PI.GE0.B
PI.GE0.A
36 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
5. Controles do Evaporador
5.1
Controle da Expansão Direta
O evaporador é uma parte do sistema de refrigeração
onde o calor efetivo é transferido do meio que se
deseja resfriar (por ex., ar, salmoura ou produto
diretamente) para o refrigerante.
Portanto, a função principal do sistema de controle
do evaporador é a de obter a temperatura desejada
do meio. Além disto, o sistema de controle também
deve manter o evaporador sempre operando
eficientemente e livre de problemas.
Especificamente, os seguintes métodos de controle
são necessários aos evaporadores:
As Seções 5.1 e 5.2 sobre sistemas de controle
de alimentação de líquido descrevem dois tipos
distintos para fornecimento de líquido:
de expansão direta (DX) e re-circulação de
líquido bombeado.
As seções 5.3 e 5.4 sobre Degelo mostram
o que é necessário para
evaporadores de ar
operando em temperaturas abaixo de 0°C.
Para projetar o sistema de fornecimento de líquido
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 do meio ajustada deve ser
mantida dentro da faixa desejada.
A seção 5.5 sobre controle de múltiplas
temperaturas de transição para evaporadores
que precisam operar sob diferentes níveis de
temperatura.
A seção 5.6 sobre controle da temperatura do
meio quando for necessário que a temperatura
do meio seja mantida em um nível constante
com grande precisão.
Quando apresentamos o controle de temperatura
do meio e o degelo, os evaporadores de expansão
direta (DX) e os de circulação de líquido bombeado
são discutidos separadamente, porque há algumas
diferenças nos sistemas de controle.
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 uma válvula de expansão termostática
por uma válvula de expansão eletrônica.
O controle de temperatura é normalmente obtido
pelo controle liga/desliga(ON/OFF) que ativa e
desativa o fornecimento de líquido para o
evaporador de acordo com a temperatura do meio.
ou
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 37
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 5.1.1:
Controle do Evaporador de
expansão direta, com válvula de
expansão termostática
Refrigerante líquido a alta
pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor a baixa
pressão(LP)
Danfoss
Tapp_0062_02
10-2012
À Válvula de bloqueio na
entrada de líquido
Á
Filtro FA
Â
Válvula solenoide EVRA
à Válvula de injeção termostática
Ä Válvula de bloqueio na
entrada do evaporador
Do tanque
de líquido
Å Válvula de bloqueio na linha
de sucção
Æ Evaporador
Ç
Termostato digital EKC202
È Sensor de temperatura AKS21
Para a linha de sucção
Evaporador
Dados técnicos
Exemplo de aplicação 5.1.1 mostra uma instalação típica
para um evaporador de expansão direta sem degelo
por gás quente.
A injeção de líquido é controlada por uma válvula de
expansão termostática TEA Ã
superaquecimento do refrigerante na saída do
evaporador em um nível constante. A TEA é projetada
para Amônia. A Danfoss também fornece válvulas de
expansão termostática para refrigerantes fluorados.
A temperatura do meio é controlada pelo controlador de
temperatura
desliga(ON/OFF) da válvula solenoide EVRA Â de
acordo com o sinal de temperatura do meio do sensor
de temperatura PT 1000 AKS 21 È
Refrigerantes R717
Faixa de temperatura de evaporação [°C] –50 a 30
Temp. máx. do bulbo [°C] 100
Pressão máxima de trabalho [bar] 19
Capacidade nominal * [kW] 3,5 a 295
* Condições: –15°C/+32°C, ∆T
Refrigerantes R717, R22, R134a, R404a, R410a, R744, R502
Faixa de temperatura do meio [°C] –40 a +105
Pressão máxima de trabalho [bar] 42
Capacidade nominal * [kW] 21,8 a 2368
Kv valor [m3/h] 0,23 a 25.0
* Condições: R717, –10/+25°C, ∆p = 0.15 bar
EKC 202 Ç, que controla a atuação liga/
, que mantém o
.
= 4°C
sub
Válvula de expansão termostática - TEA
Válvula solenoide - EVRA(T)
Esta solução também pode ser aplicada aos evaporadores
de expansão direta com degelo natural ou elétrico.
O degelo natural é obtido pela parada do fluxo de
refrigerante para o evaporador, mantendo o ventilador
operando. O degelo elétrico é obtido interrompendo o
fluxo do refrigerante para o evaporador e parando o
ventilador e ao mesmo tempo que é ligada a resistência
elétrico dentro do bloco aletado do evaporador.
Controlador de Temperatura EKC 202
O 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.
Filtro - FA
Refrigerantes Amônia e refrigerantes fluorados
Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a +140
Pressão máxima de trabalho [bar] 28
DN [mm] 15/20
Elemento filtrante Tela entrelaçada de aço inoxidável 150
Kv valor [m3/h] 3,3/7,0
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
38 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 5.1.2: Controle do
Evaporador de expansão direta, com
válvula de expansão eletrônica
Refrigerante líquido a alta
pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor a baixa
pressão(LP)
À Válvula de bloqueio na
entrada de líquido
Á
Filtro FA
Â
Válvula solenoide EVRA
Ã
Válvula de expansão
eletrônica ICM(ICAD)
Ä Válvula de bloqueio na
entrada do evaporador
Å Válvula de bloqueio na
linha de sucção
Para a linha
de sucção
Do tanque
de líquido
Æ Evaporador
Ç
Controlador EKC315A
È
Sensor de temperatura AKS21
Transmissor de Pressão AKS
Sensor de temperatura
AKS21
O exemplo de aplicação 5.1.2 mostra uma instalação
típica para um evaporador de expansão direta
controlado eletronicamente e sem degelo por
gás quente.
A injeção de líquido é controlada pela válvula
motorizada ICM Ã controlada pelo controlador
de evaporador tipo EKC 315A Ç. O controlador
EKC 315A medirá o superaquecimento por meio
do transmissor de pressão AKS e de um sensor
de temperatura AKS 21 È na saída do evaporador,
controlando a abertura da ICM para manter o
superaquecimento em um nível ideal.
Em comparação com a solução 5.1.1, esta solução
operará o evaporador sob um superaquecimento
otimizado, constantemente adaptando o grau de
abertura da válvula de expansão para assegurar a
máxima capacidade e eficiência. A área de troca
do evaporador será totalmente utilizada. Além
disto, esta solução oferece uma alta precisão no
controle da temperatura do meio.
Controlador do Evaporador EKC 315
O controlador digital controlará todas as funções
do evaporador, inclusive o termostato, expansão
e alarmes.
Evaporador
Danfoss
Tapp_0063_02
10-2012
Ao mesmo tempo o controlador EKC 315A opera
como um termostato digital que controlará a atuação
Para obter mais detalhes, consulte o manual do
EKC 315 da Danfoss.
liga/desliga(ON/OFF) da válvula solenoide Â
dependendo do sinal de temperatura do meio do
sensor de temperatura AKS 21 .
Dados técnicos
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 39
Válvula motorizada - 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
DN [mm] 20 a 80
Capacidade nominal* [kW] 73 a 22,700
* Condições: R717, Te = –10°C, ∆p = 8,0 bar, ∆T
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]
Faixa de temperatura compensada [°C ]
Sinal nominal de saída 4 a 20 mA 1 a 5V ou 0 a 10V
= 4K;
sub
Transmissor de pressão - AKS 3000 Transmissor de pressão - AKS 32
–40 a 80 –40 a 85
baixa pressão(LP): –30 a +40 / alta pressão(HP):
0 a +80
LP: –30 a +40 / HP: 0 a +80
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 5.1.3: Controle
do Evaporador de expansão direta
com válvula de expansão eletrônica
ICF
Refrigerante líquido a alta
pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor a baixa
pressão(LP)
À
Estação de válvulas de controle
ICF com:
M
Válvula de bloqueio na
entrada de líquido ICFS
Filtro ICFF
Válvula solenoide ICFE
Operador manual ICFO
Válvula motorizada ICM
operada eletronicamente
Válvula de bloqueio na
entrada do evaporador ICFS
Á Válvula de bloqueio na linha
de sucção
 Evaporador
Ã
Controlador EKC315A
Ä
Sensor de temperatura AKS21
Å
Transmissor de pressão AKS
Æ
Sensor de temperatura AKS21
Para a linha
de sucção
Do tanque
de líquido
O exemplo de aplicação 5.1.3 mostra a nova estação
de válvulas
de controle ICF para um evaporador
de expansão direta controlado eletronicamente
sem degelo por gás quente, similar ao exemplo
5.1.2.
A ICF acomodará até seis módulos distintos
montados no mesmo corpo, oferecendo uma
solução de controle compacta e de fácil instalação.
A injeção de líquido é controlada por uma válvula
motorizada ICM que é controlada por um controlador
de evaporador tipo EKC 315A Ã. O controlador
EKC 315A medirá o superaquecimento por meio
do transmissor de pressão AKS Å e de um sensor
de temperatura AKS 21 Ä na saída do evaporador,
controlando a abertura da válvula ICM para manter
o superaquecimento em um nível ideal.
Danfoss
Tapp_0064_02
10-2012
Evaporador
De forma similar ao exemplo 5.1.1, esta solução
operará o evaporador sob um superaquecimento
otimizado, constantemente adaptando o grau de
abertura da válvula de injeção para assegurar a
máxima capacidade e eficiência. A área de troca
do evaporador será totalmente utilizada. Além
disto, esta solução oferece uma alta precisão no
controle da temperatura do meio.
Controlador do Evaporador EKC 315
O controlador digital controlará todas as funções
do evaporador, inclusive o termostato, expansão
e alarmes.
Para obter mais detalhes, consulte o manual do
EKC 315 da Danfoss.
Ao mesmo tempo, o controlador EKC 315A opera
como um termostato digital que controlará a
atuação liga/desliga(ON/OFF) da válvula solenoide
ICFE dependendo do sinal de temperatura do meio
do sensor de temperatura AKS 21 Æ.
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
40 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 5.1.4: Controle
do Evaporador de expansão direta,
com vávula de expansão eletrônica
com Controle ICF
Refrigerante líquido a alta
pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor a baixa
pressão(LP)
À
Estação de válvulas de
controle ICF com:
Válvula de bloqueio na entrada
de líquido ICFS
Filtro ICFF
Válvula de expansão ICFA
Válvula de bloqueio na entrada
do evaporador ICFS
Á Válvula de bloqueio na linha de
sucção
 Evaporador
Ã
Controlador EKC315A
Ä
Sensor de temperatura AKS21
Å
Transmissor de pressão AKS
Æ
Sensor de temperatura AKS21
Para a linha
de sucção
Do tanque
de líquido
O exemplo de aplicação mostra uma Estação de
válvulas de controle ICF para um evaporador de
expansão direta controlado eletronicamente e
sem degelo por gás quente.
Danfoss
Tapp_0160_02
10-2012
Evaporador
Controlador do Evaporador EKC 315A
O controlador digital controlará todas as funções
do evaporador, inclusive o termostato, expansão
e alarmes.
A ICF acomodará até seis módulos distintos
montados no mesmo corpo, oferecendo uma
Estação de válvulas de controle compacta e de
fácil instalação.
A injeção de líquido é controlada pela válvula de
expansão eletrônica ICFA , que é controlada pelo
controlador do evaporador EKC 315A . O
controlador EKC 315A medirá o superaquecimento
por meio do transmissor de pressão AKS 33
e o sensor de temperatura AKS 21 na saída do
evaporador e controlará a abertura da válvula
ICFA para manter o superaquecimento em um
nível ideal.
Essa solução operará o evaporador sob um
superaquecimento otimizado, constantemente
adaptando o grau de abertura da válvula de injeção
para assegurar a máxima capacidade e eficiência.
A área de superfície do evaporador será totalmente
utilizada. Além disto, esta solução oferece um
controle da temperatura do meio mais preciso.
A Estação de válvulas de controle ICF mostrado
aqui pode também ser substituído por uma solução
de válvula convencional (válvula de bloqueio SVA,
filtro FA/FIA, válvula de expansão eletrônica e uma
válvula de bloqueio SVA).
O controlador EKC 315A pode ser usado com ICF
e com uma solução de válvula convencional.
Para mais detalhes, consulte o manual da Danfoss
EKC 315A.
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 41
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
5.2
Controle da Circulação do
Líquido Bombeado
Exemplo de aplicação 5.2.1: Controle
do Evaporador por circulação de
líquido bombeado, sem degelo por
gás quente.
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante líquido a baixa
pressão (LP)
À Válvula de bloqueio na
entrada de líquido
Á Filtro FA
Â
Válvula solenoide EVRA
à Válvula de expansão manual
REG
Ä Válvula de bloqueio na
entrada do evaporador
Å Válvula de bloqueio na linha
de sucção
Æ Evaporador
Ç Termostato digital EKC202
È
Sensor de temperatura AKS21
Quando comparado a sistemas de expansão
direta com Amônia, o controle de sistemas de
circulação por bomba de Amônia torna-se mais
simples uma vez que um separador de bomba
bem dimensionado protege os compressores
contra o choque hidráulico.
Do separador
de líquido
O separador da bomba garante que somente o vapor
refrigerante “seco” retorne para os compressores.
O controle do evaporador também é simplificado,
pois requer apenas um controle liga/desliga(ON/
OFF) básico do líquido para os evaporadores.
Danfoss
Tapp_0065_02
10-2012
Para o
separador
de líquido
Evaporador
Dados técnicos
O exemplo de aplicação 5.2.1 mostra uma instalação
típica para evaporador com circulação por líquido
bombeado sem degelo por gás quente, podendo
ser
aplicável também a evaporadores de circulação
por líquido bombeado com degelo natural ou
elétrico.
É importante ajustar esta válvula reguladora no
grau correto de abertura. Um grau de abertura
muito alto levará a uma operação frequente da
válvula solenoide com um consequente desgaste.
Um grau de abertura muito baixo prejudicará o
evaporador por falta de alimentação de líquido
refrigerante.
A temperatura do meio é mantida no nível desejado
pelo controlador de temperatura EKC 202 Ç, que
controla a
solenoide
atuação liga/desliga(ON/OFF) da válvula
EVRA Â de acordo com o sinal de
temperatura do meio do sensor de temperatura
Controlador de Temperatura EKC 202
O termostato digital controlará todas as funções
do evaporador, inclusive o termostato, ventilador,
descongelamento e alarmes.
PT 1000 AKS 21 È.
Para obter mais detalhes, consulte o manual do
A quantidade de líquido injetado no evaporador
EKC 202 da Danfoss.
é controlada pela abertura da válvula reguladora
manual REG Ã.
REG
Material 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 +150
Pressão máxima de trabalho [bar] 52
DN [mm] 6 a 65
Kv valor [m3/h] 0,17 a 81,4 para válvulas totalmente abertas
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
42 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 5.2.2:
Controle de circulação por
líquido bombeado, Estação de
válvulas
descongelamento
de controle ICF, sem
por gás quente.
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante líquido a
baixa pressão (LP)
Danfoss
Tapp_0066_02
10-2012
À Solução de controle ICF com:
Válvula de bloqueio na
entrada de líquido
Filtro
Válvula solenoide
Operador manual
Válvula de expansão manual
Válvula de bloqueio na
entrada do evaporador
Á Válvula de bloqueio na
linha de sucção
 Evaporador
à Termostato digital
Ä Sensor de temperatura
A partir do
separador
de líquido
O exemplo de aplicação 5.2.2 pode ser incluído
na Estação de válvulas de controle ICF com operação
idêntica ao exemplo 5.2.1, podendo ser aplicável
também a evaporadores de 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 controlador de temperatura EKC 202 Ã, que
controla a atuação liga/desliga(ON/OFF) da
válvula solenoide ICFE na ICF de acordo com
o sinal de temperatura do meio do sensor de
temperatura PT 1000 AKS 21 Ä.
Para o
evaporador
separador
Evaporador
manual ICFR. É importante ajustar esta válvula
reguladora no grau correto de abertura.
Um grau de abertura muito alto levará a uma
operação frequente da válvula solenoide com
um consequente desgaste. Um grau de abertura
muito baixo prejudicará o evaporador por falta
de alimentação de líquido refrigerante.
Controlador de Temperatura EKC 202
O 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.
A quantidade de líquido injetado no evaporador
é controlada pela abertura da válvula reguladora
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 43
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Danfoss
Tapp_0155_02
10-2012
app_0156_02
Aplicação 5.2.3:
Controle da injeção de líquido em
um evaporador de ar em
um sistema inundado usando uma
válvula de expansão de modulação
por largura de pulso AKVA/ICFA,
degelo de salmoura e elétrico
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante líquido a baixa
pressão (LP)
Válvula de bloqueio na linha
À
de líquido
Filtro FIA
Á
Válvula de expansão operada
Â
eletronicamente AKVA
Válvula de bloqueio na
Ã
entrada do evaporador
Válvula de bloqueio na
Ä
linha de sucção
Termostato digital AK-CC450
Å
Sensor de temperatura AKS21
Æ
Evaporador
Ç
Estação de válvulas de
È
controle ICF com:
Do separador
de líquido
Evaporador
A partir do
separador
de líquido
Evaporador
Para o
separador
de líquido
Danfoss
T
10-2012
Para o
separador
de líquido
Válvula de bloqueio ICFS
Filtro ICFF
Válvula de expansão eletrônica
ICFA
e uma válvula de bloqueio
ICFS
Em um sistema inundado tradicional, a injeção de
líquido é controlada por um termostato que mede
constantemente a temperatura do ar.
A válvula solenoide é aberta por vários minutos
ou mais até que a temperatura do ar atinja o ponto
de ajuste. Durante a injeção, a massa do fluxo de
refrigerante é constante.
Esta é uma forma muito simples para controlar a
temperatura do ar, mas as variações de temperatura
causadas pelo termostato podem causar efeitos
colaterais indesejados em algumas aplicações,
tais como a desumidificação ou controle impreciso.
Em vez de injetar periodicamente, tal como descrito
acima, pode-se também adaptar constantemente
a injeção de líquido com a necessidade real. Isso
pode ser feito com uma válvula PWM AKVA Â ou
uma ICF È e um módulo solenoide ICFA.
A temperatura do ar é constantemente medida e
comparada com a temperatura de referência.
Quando a temperatura atingir o ponto de ajuste,
a abertura da válvula AKVA Â é reduzida. Isto reduz
o grau de abertura durante o ciclo, o que resulta
em menos capacidade. A duração de um ciclo é
ajustável entre 30 s. e 900 s..
Em um sistema inundado, isto significa que o fluxo
médio de refrigerante é constantemente
controlado e adaptado à demanda. Quando menos
refrigerante é injetado, a taxa de circulação diminui.
O resultado disso é que mais refrigerante irá ser
evaporado, criando uma certa quantidade de gás
superaquecido no evaporador de ar.
Este é um efeito direto de uma temperatura
média de superfície inferior do refrigerador
de ar, resultando em uma ∆T menor entre os
refrigerantes e o ar.
Esse mecanismo na injeção de líquido em um
sistema inundado é muito versátil. A quantidade
de líquido injetado pode ser controlada exatamente,
o que aumenta a precisão e a eficiência energética
do sistema.
Para obter mais detalhes, consulte o manual
AK-CC 450 da Danfoss.
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
44 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
5.3
Degelo a Gás Quente para
Evaporadores a Ar com
expansão direta
Em aplicações onde o evaporador a ar opera sob
temperaturas de evaporação abaixo de 0°C, o gelo
se formará na superfície de troca de calor, com sua
espessura aumentando com o tempo. O acúmulo
de gelo 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
evaporadores 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 natural
Degelo elétrico
Degelo 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 temperatura do ambiente 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 um temporizador e/ou um
termostato de término de degelo, o degelo pode
ser terminado 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) são consideravelmente 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 degelo de
cada vez.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 45
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 5.3.1:
Evaporador de Expansão Direta, com
sistema de
quente
Linha do líquido
À
Á
Â
Ã
Ä
Linha de Sucção
Å
Æ
Ç
Linha de gás quente
È
Linha de descarga
descongelamento por gás
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante líquido a alta
pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor a baixa
pressão(LP)
Válvula de bloqueio na entrada
de líquido
Filtro FIA
Válvula solenoide EVRAT
Válvula de expansão AKVA
Válvula de bloqueio na entrada
do evaporador
Válvula de bloqueio na entrada
do evaporador
Válvula solenoide de dois
estágios GPLX
Válvula de bloqueio na linha de
sucção
Válvula de bloqueio
Filtro
Válvula solenoide
Válvula de bloqueio
Válvula de retenção NRVA
Válvula de bloqueio conjugada
com retenção na linha de
descarga
Regulador de pressão diferencial
Controlador
Sensores de temperatura
Sensores de temperatura
Sensores de temperatura
Válvula de verificação
Para o tanque
de líquido
Para o
condensador
Compressor
Para outros
evaporadores
Do tanque
de líquido
Danfoss
Tapp_0067_02
10-2012
O exemplo da aplicação ilustrado acima é o de um sistema
com evaporador de expansão direta com degelo por gás
quente. Apesar deste método de degelo não ser comum,
ele ainda é menos utilizado para sistemas
expansão direta com Amônia e mais aplicável a sistemas
fluorados.
Ciclo de Refrigeração
de evaporador de
A válvula solenoide EVRAT Â na linha de líquido é
mantida aberta. A injeção de líquido é controlada por
uma válvula de expansão de modulação por largura de
pulso AKVA Ã.
A válvula solenoide de dois estágios GPLX Æ na linha de
sucção é mantida aberta, e a válvula servo-operada por sua
ICS é mantida fechada por sua solenoide piloto EVM.
A válvula de retenção NRVA impede a formação de gelo
na bandeja de drenagem.
A Válvula servo operada por piloto ICS é mantida aberta
por sua solenoide piloto EVM.
Ciclo de Degelo
Após o início do ciclo de degelo, a válvula servo-operada por
sua solenóide piloto
fechada. O ventilador é mantido funcionando por 120 a 600
segundos, dependendo do tamanho do evaporador
bombear o líquido do evaporador.
Os ventiladores são parados e a GPLX fechada. A válvula
GPLX Æ é mantida na sua posição aberta por gás quente.
O gás quente condensa na válvula fria e produz líquido
na parte superior do servo pistão
mudam de posição
pistão iguala a pressão de sucção.
Esta equalização demora, porque o líquido condensado está
presente na válvula. O tempo necessário a partir de quando
as válvulas piloto mudam de posição para completar o
fechamento da válvula depende da temperatura, da pressão,
do refrigerante e do seu tamanho.
de fornecimento de líquido EVRAT Â é
para
. Quando as válvulas piloto
para fechar a válvula, a pressão sobre o
A partir
de outros
evaporadores
Portanto, não é possível afirmar um tempo exato de
fechamento das válvulas, mas pressões mais baixas geralmente
resultam em tempos de fechamento mais demorados.
É muito importante considerar o tempo de fechamento
quando o degelo por gás quente é usado em evaporadores.
Um atraso 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 servo-operada por piloto
ICS é então aberta por sua válvula solenoide piloto EVM
e fornece gás quente para o evaporador.
Durante o ciclo de degelo, a solenoide piloto EVM da válvula
servo-operada por piloto ICS fecha de modo que a ICS
seja controlada pela CVPP piloto de pressão diferencial.
ICS há a geração de uma pressão diferencial ∆p entre a
pressão do gás quente e a pressão do tanque de líquido.
Esta queda de pressão assegura que o líquido que é
condensado durante o degelo seja forçado para fora na
linha de líquido através da válvula de retenção NRVA .
Quando a temperatura no evaporador (medida pela AKS21
) alcança o valor de ajuste, o degelo é finalizado, a válvula
servo-operada por sua solenóide ICS é fechada, a válvula
servo-operada por sua solenóide piloto EVM da ICS é
aberta e a válvula solenoide de dois estágios GPLX Æ é aberta.
Devido à alta pressão diferencial entre o evaporador e a linha
de sucção, é necessário utilizar uma válvula solenoide de dois
estágios tal como a Danfoss GPLX ou Válvula solenóide
reguladora de nível de líquido modulante de dois estágios
operada por gás. A GPLX/ICLX terá capacidade de apenas
10 % da alta pressão diferencial, permitindo que a pressão
seja
equalizada antes da abertura total para assegurar uma
operação
Após a GPLX estar totalmente aberta, a EVRAT Â abrirá
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.
suave e evitar golpes
Evaporador
de líquido na linha de sucção.
para
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
46 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
Tapp_0157_02
10-2012
Exemplo de aplicação 5.3.2:
A injeção de líquido em um
evaporador de ar em um sistema
inundado usando uma solução de
controle com ICF, com degelo por
gás quente.
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante líquido a baixa
pressão(LP)
Estação de válvulas de controle
À
ICF com:
Válvula de bloqueio ICFS
Filtro ICFF
Válvula de expansão eletrônica
ICFA e uma válvula de retenção
ICFC
Conexão de solda ICFW
Válvula de bloqueio ICFS
Regulador de pressão ICS(CVP)
Á
Regulador de pressão ICM
Â
Válvula de bloqueio na linha
Ã
de sucção
Termostato digital AK-CC450
Ä
Sensor de temperatura AKS21
Å
Evaporador
Æ
Estação de válvulas de controle
Ç
ICF com:
Válvula de bloqueio ICFS
Filtro ICFF
Válvula solenoide ICFE e uma
válvula de bloqueio ICFS
Do separador
de líquido
Gás quente
O exemplo de aplicação 5.3.2 mostra uma instalação
para evaporadores de circulação por líquido
bombeado com degelo por gás quente utilizando
a nova solução de controle ICF.
A ICF acomodará até seis módulos distintos
montados
no mesmo corpo, oferecendo uma
Estação de válvulas de controle de fácil instalação.
Ciclo de Refrigeração
O módulo soleinoide ICFA do ICF se adapta
constantemente à injeção de líquido com a
demanda real.
A válvula motorizada ICM na linha de sucção é
mantida aberta e a válvula solenoide de degelo
ICFE na ICF é mantida fechada.
Ciclo de Degelo
Após a iniciação do ciclo de degelo, é fechado o
fornecimento de líquido pelo módulo solenoide
ICFA da válvula ICF
. 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 válvula ICM fechada.
Isso é seguido por um atraso de 10 a 20 segundos
para que o líquido no evaporador se estabilize na
parte inferior sem bolhas de vapor. A válvula
solenoide ICFE na ICF é então aberta e fornece
gás quente ao evaporador.
Durante o ciclo de degelo, o gás quente condensado
do evaporador é injetado para o lado de baixa
pressão. A pressão de degelo é controlada pela
ICS e CVP. .
Para o
Evaporador
Quando a temperatura no evaporador alcança o
separador
de líquido
valor de ajuste, ou o degelo está terminado, a
válvula solenoide ICFE na ICF é fechada e, após
um pequeno atraso, a válvula motorizada ICM é
aberta.
Devido à elevada pressão diferencial entre o
evaporador e a linha de sucção, é necessário
aliviar a pressão lentamente, permitindo que a
pressão seja equalizada antes de abrir
completamente para assegurar o bom
funcionamento e evitar golfadas de líquido na
linha de sucção.
A vantagem de usar a válvula motorizada ICM
é que a pressão de descongelamento pode ser
equalizada através da abertura lenta da válvula.
Uma forma de baixo custo para fazer isso é usar o
modo ICM liga/desliga(ON/OFF) e selecionar uma
velocidade muito baixa. Também pode ser obtida
utilizando o modo de modulação, com o grau e a
velocidade de abertura controlados inteiramente
pelo PLC.
Após a ICM estar totalmente aberta, a válvula
solenoide de fornecimento de líquido ICFA na
ICF abrirá para iniciar o ciclo de refrigeração.
O ventilador entra em operação após um retardo
para congelar as gotículas de líquido que permaneceram na superfície do evaporador.
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 47
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Dados técnicos
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 gás quente: 20 a 4000
Na Linha de Líquido sem troca de fase: 55 a 11.300
* Condições: R717, T
= 30°C, P
liq
= 12bar, ∆P = 0.2bar, T
disch.
= 80°C, Te = –10°C, Índice de circulação = 4
disch.
Válvula solenoide de dois estágios operada
por gás - GPLX
Válvula solenóide reguladora de nível de
líquido modulante de dois estágios operada
por gás - ICLX
Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a
baixa temperatura
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns não
inflamáveis, inclusive R717.
Carcaça: Ferro fundido especial aprovado para
serviço a baixa temperatura
Todos os refrigerantes comuns não
inflamáveis, inclusive R717.
Faixa de temperatura do meio [°C] –60 a 150 –60 a 120
Pressão máxima de trabalho [bar] 40 52
DN [mm] 80 a 150 32 ta 150
Capacidade nominal* [kW] Em linha de sucção seca: 442 a 1910
Em linha de sucção úmida: 279 a 1205
* Condições R717, ∆P = 0.05 bar, Te = –10°C, T
= 30°C, Índice de circulação = 4
liq
Em linha de sucção seca: 76 a 1299
Em linha de sucção úmida: 48 a 820
Válvula de retenção - NRVA
Material Corpo: aço
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717
Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a 140
Pressão máxima de trabalho [bar] 40
DN [mm] 15 a 65
Capacidade nominal* [kW] Na Linha de Líquido sem troca de fase: 160,7 a 2411
* Condições: R717, ∆P = 0.2 bar, Te = –10°C, Índice de Recirculação = 4
Filtro - FIA
Material Corpo: aço
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717
Faixa de temperatura do meio [°C] –60 a 150
Pressão máxima de trabalho [bar] 52
DN [mm] 15 a 200
Elemento filtrante Tela entrelaçada de aço inoxidável 100/150/250/500
Válvula motorizada - ICM como válvula de controle
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 gás quente: 2,3 ta 4230
Em linha de sucção úmida: 0,85 ta 1570
* Condições: R717, T
= 30°C, P
liq
= 12bar, ∆P = 0.2bar, T
disch.
= 80°C, Te = –10°C, Índice de circulação = 4
disch.
48 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 5.3.3:
Evaporador de expansão direta,
com sistema de degelo por gás
quente e Estação de válvulas de
controle ICF
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante líquido a alta
pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor a baixa
pressão(LP)
Linha do líquido ICF, com:
À
Válvula de bloqueio na
entrada de líquido ICFS
Filtro ICFF
Válvula solenoide ICFE
Operador manual ICFO
Válvula motorizada ICM
Válvula de bloqueio na
entrada do evaporador ICFS
Válvula de bloqueio na saída
Á
do evaporador
Válvula solenoide de dois
Â
estágios GPLX
Válvula de bloqueio na linha
Ã
de sucção
Linha de gás quente ICF, com:
Ä
M
Para o tanque
de líquido
Para o
condensador
Compressor
Do tanque de líquido
Danfoss
Tapp_0068_02
10-2012
Exemplo de aplicação 5.3.3 mostra uma instalação para
evaporadores de expansão direta com degelo por gás
quente utilizando a nova Estação de válvulas de controle
ICF.
A ICF acomodará até seis módulos distintos montados
no mesmo corpo, oferecendo uma solução de controle
compacta e de fácil instalação.
A partir de outros
evaporadores
Para outros
evaporadores
É muito importante considerar o tempo de fechamento
quando o degelo por gás quente é usado em
evaporadores.
Um atraso 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 solenoide ICFE na
ICF Ä é então aberta e fornece gás quente ao evaporador.
Evaporador
Válvula de bloqueio ICFS
Filtro ICFF
Válvula solenoide ICFE
Válvula de bloqueio ICFS
Válvula de retenção NRVA
Å
Válvula de retenção NRVA
Æ
Válvula de bloqueio conjugada
Ç
com retenção na linha de
descarga SCA
Regulador de pressão
È
diferencial ICS(CVPP+EVM)
Controlador AK-CC210
Controlador de
superaquecimento EKC315A
Sensores de temperatura AKS21
Sensores de temperatura AKS21
Sensores de temperatura AKS21
Sensores de temperatura AKS21
Transmissor de Pressão AKS33
Ciclo de Refrigeração
A válvula solenoide ICFE na ICF À na linha de líquido é
mantida aberta. A injeção de líquido é controlada
uma válvula motorizada ICM na ICF À.
A válvula solenoide de dois estágios GPLX Â na linha de
sucção é mantida aberta, e a válvula solenoide de
descongelamento ICFE na ICF Ä é mantida fechada.
A válvula servo operada por piloto ICS È é mantida aberta
por sua solenoide piloto EVM.
Ciclo de Degelo
Após o início do ciclo de degelo, a válvula solenoide
de fornecimento de líquido ICFE na ICF À 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. A válvula
GPLX Â é mantida na sua posição aberta por gás quente.
O gás quente condensa na válvula fria e produz líquido
na parte superior do servo pistão. Quando as válvulas piloto
mudam de posição
o pistão iguala a pressão de sucção.
Esta equalização demora, porque o líquido condensado
está presente na válvula. O tempo necessário a partir de
quando as válvulas piloto mudam de posição para
completar o fechamento da válvula depende da temperatura, da pressão, do refrigerante e do seu tamanho.
para fechar a válvula, a pressão sobre
por
Durante o ciclo de degelo, a válvula solenoide piloto EVM
da válvula servo operada por piloto ICS È fecha de modo
que a ICS È seja controlada pela CVPP piloto de pressão
diferencial. Na ICS È há a geração de uma pressão
diferencial ∆p entre a pressão do gás quente e a pressão
do tanque de líquido.
Esta queda de pressão assegura que o líquido que é
condensado durante o degelo seja forçado para fora na
linha de líquido através da válvula de retenção NRVA Æ.
Quando a temperatura no evaporador (medida pela
21 ) alcançar o valor de ajuste, o degelo terminará,
a válvula solenoide ICFE na ICF Ä é fechada, a válvula
servo operada por sua solenoide piloto EVM da ICS È é
aberta e a válvula solenoide de dois estágios GPLX Â é
aberta.
Devido à alta pressão diferencial entre o evaporador
linha de sucção, é necessário utilizar uma válvula solenoide
de dois estágios tal como a Danfoss GPLX Â ou válvula
solenóide reguladora de nível de líquido modulante de
dois estágios operada por gás. A GPLX Â/ICLX terá
capacidade de apenas 10 % da alta pressão diferencial,
permitindo que a pressão seja equalizada antes da
abertura total para assegurar uma operação
evitar golpes de líquido na linha de sucção.
Após a GPLX Â a válvula solenoide de fornecimento de
líquido ICFE na ICF À abrirá para iniciar o ciclo de
refrigeração. O ventilador entra em operação após um
retardo para congelar as gotículas de líquido que
permaneceram na superfície do evaporador.
suave e
AKS
e a
Portanto, não é possível afirmar um tempo exato de
fechamento das válvulas, mas pressões mais baixas
geralmente resultam em tempos de fechamento mais
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 49
demorados.
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
10-2012
Exemplo de aplicação 5.3.4:
Evaporador de expansão direta, com
sistema de degelo por gás quente
com ICF/ICM completamente
soldado
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante líquido a alta
pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor a baixa
pressão(LP)
Linha do líquido ICF, com:
À
M
Válvula de bloqueio na entrada
de líquido ICFS
Filtro ICFF
Válvula solenoide ICFE
Operador manual ICFO
Válvula de expansão
motorizada ICM
Válvula de bloqueio na
entrada do evaporador ICFS
Válvula de bloqueio na
Á
entrada do evaporador
Regulador de pressão (válvula
Â
motorizada) ICM
Válvula de bloqueio na linha
Ã
sucção
Linha de gás quente ICF, com:
Ä
Válvula de bloqueio ICFS
Filtro ICFF
Válvula solenoide ICFE
Válvula de bloqueio ICFS
Válvula de retenção CHV
Å
Válvula de retenção SCA
Æ
Válvula de bloqueio conjugada
Ç
com retenção na linha de
descarga SCA
Regulador de pressão
È
diferencial ICS(CVPP+EVM)
Controlador
Controlador de
superaquecimento EKC315A
de
Sensores de temperatura AKS21
Sensores de temperatura AKS21
Sensores de temperatura AKS21
Sensores de temperatura AKS21
Transmissor de Pressão AKS33
Para o tanque
de líquido
Para o
condensador
Compressor
Do tanque
de líquido
Danfoss
Tapp_0158_02
O exemplo de aplicação 5.3.3 mostra uma instalação
para evaporadores de expansão direta com degelo
por gás quente utilizando a Estação de válvulas de
controle ICF.
A ICF acomodará até seis módulos distintos montados
no mesmo corpo, oferecendo uma solução de controle
de fácil instalação.
Ciclo de Refrigeração
A válvula solenoide ICFE na ICF na linha de líquido é
mantida aberta. A injeção de líquido é controlada
uma válvula motorizada ICM na ICF .
A válvula motorizada ICM na linha de sucção é
mantida aberta e a válvula solenoide de descongelamento ICFE na ICF é mantida fechada.
A válvula servo-operada por piloto ICS
aberta por sua solenoide piloto EVM.
Ciclo de Degelo
Após o início do ciclo de degelo, a válvula solenoide
de fornecimento de líquido ICFE na ICF 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 válvula de expansão
motorizada ICM é
Um atraso de 10 a 20 segundos será necessário para
que o líquido no evaporador se estabilize na parte
inferior sem bolhas de vapor. A válvula solenoide
ICFE na ICF é então aberta e fornece gás quente
ao evaporador.
fechada.
De outros
evaporadores
Para outros
evaporadores
por
é mantida
Controlador
Evaporador
Esta queda de pressão assegura que o líquido que está
condensado durante o degelo seja forçado para fora
na linha de líquido através da válvula de retenção
NRVA .
Quando a temperatura no evaporador (medida pela
AKS 21 ) alcançar o valor de ajuste, o degelo terminará,
a válvula solenoide ICFE na ICF é fechada, a solenoide
piloto EVM da ICS é aberta e a válvula servooperada por piloto ICM é aberta.
Devido à elevada pressão diferencial entre o evaporador
e na linha de sucção, é necessário aliviar a pressão
lentamente, permitindo que a pressão seja equalizada
antes de abrir completamente para assegurar o bom
funcionamento e evitar líquido na linha de sucção.
Uma vantagem de usar a válvula motorizada ICM
é que a pressão de descongelamento pode ser
equalizada através da abertura lenta da válvula.
Uma forma de baixo custo para fazer isso é usar o
modo ICM liga/desliga(ON/OFF) e selecionar uma
velocidade muito baixa, ou pode ser alcançado
utilizando o modo de modulação, a PLC controla
totalmente o grau e a velocidade de abertura.
Após a válvula motorizada ICM estar totalmente
aberta, a válvula solenoide de fornecimento de
líquido ICFE na ICF abrirá para iniciar o ciclo de
refrigeração. O ventilador entra em operação após
um retardo para congelar as gotículas de líquido
que permaneceram na superfície do evaporador.
Durante o ciclo de degelo, a solenoide piloto EVM
da válvula servo-operada por piloto ICS fecha de
modo que a ICS seja controlada pela CVPP piloto
de pressão diferencial. ICS há a geração de uma
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
pressão diferencial ∆p entre a pressão do gás quente
e a pressão do tanque de líquido.
50 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
5.4
Degelo a Gás Quente para
Evaporadores a Ar com circulação
do Líquido Bombeado
Exemplo de aplicação 5.4.1:
Evaporador de circulação por líquido
bombeado, com sistema de degelo por
gás quente
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante líquido a alta
pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante líquido a baixa
pressão(LP)
Linha do líquido
Válvula de bloqueio na
À
entrada de líquido
Filtro FIA
Á
Válvula solenoide ICS(EVM)
Â
Válvula de retenção NRVA
Ã
Válvula de expansão manual
Ä
REG
Válvula de bloqueio na
Å
entrada do evaporador
Linha de Sucção
Válvula de bloqueio na saída
Æ
do evaporador
Válvula solenoide de dois
Ç
estágios GPLX
Válvula de bloqueio na linha
È
de sucção
Linha de gás quente
Válvula de bloqueio
Filtro FIA
Válvula solenoide ICS(EVM)
Válvula de bloqueio
Válvula de retenção NRVA
Linha de alívio da pressão do degelo
Válvula de alívio OFV
Controles
Controlador
Sensor de temperatura
Sensor de temperatura
Sensor de temperatura
Para o separador
de líquido
Do separador
de líquido
Da linha de descarga
O exemplo de aplicação 5.4.1 mostra uma instalação típica
para um evaporador com circulação por líquido bombeado
com degelo por gás quente.
Ciclo de Refrigeração
A solenoide piloto da ICS Â na linha de líquido é mantida
aberta. A injeção de líquido é controlada pela válvula
reguladora manual REG Ä.
A válvula solenoide de dois estágios GPLX Ç na linha de
sucção é mantida aberta e a solenoide piloto de degelo
da ICS é mantida fechada.
Ciclo de Degelo
Após o início do ciclo de degelo, a solenoide pilotode
forne
cimento de líquido da ICS Â 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. A válvula
GPLX é mantida na sua posição aberta por gás quente.
O gás quente condensa na válvula fria e produz líquido na
parte superior do servo pistão . Quando as válvulas piloto
mudam de posição para fechar a válvula, a pressão sobre o
pistão iguala a pressão de sucção.
Esta equalização demora, porque o líquido condensado está
presente na válvula. O tempo necessário a partir de quando
as válvulas piloto mudam de posição para completar o
fechamento da válvula depende da temperatura, da pressão,
do refrigerante e do seu tamanho.
Portanto, não é possível afirmar um tempo exato de
fechamento das válvulas, mas pressões mais baixas geralmente
resultam em tempos de fechamento mais demorados.
Danfoss
Tapp_0069_02
10-2012
Evaporador
É muito importante considerar o tempo de fechamento
quando o degelo por gás quente é usado em evaporadores.
Um atraso adicional de 10 a 20 segundos será necessário
para que o líquido no evaporador se estabilize na parte
inferior sem bolhas de vapor. A solenoide piloto da ICS é
então aberta e fornece gás quente ao evaporador.
Durante o ciclo de degelo, a válvula de alívio de pressão
OFV abre automaticamente de acordo com a pressão
diferencial. A válvula de alívio de pressão permite que o gás
quente condensado do evaporador seja liberado para
dentro da linha de sucção úmida. A OFV também poderia
ser substituída por um regulador de pressão ICS+CVP
dependendo da capacidade ou por uma válvula de bóia de
alta pressão SV1/3 que apenas drena
o líquido para o lado de baixa pressão.
Quando a temperatura no evaporador (medida pela AKS 21
) alcança o valor de ajuste, o degelo está terminado, a
solenoide piloto da ICS é fechada, e a válvula solenoide
de dois estágios GPLX Ç é aberta.
Após a GPLX estar totalmente aberta, a solenoide piloto de
fornecimento de líquido da ICS Â 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.
A válvula solenóide reguladora de nível de líquido
modulante de dois estágios operada por gás ICLX possui a
mesma função (Válvula solenoide de dois estágios) como
uma GPLX. A GPLX/ICLX tem a capacidade de apenas 10%
da alta pressão diferencial, permitindo que a pressão seja
equalizada antes da abertura total para assegurar uma
operação suave e evitar golpes de líquido na linha de
sucção.
Válvula de alívio de pressão - OFV
Dados técnicos
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 51
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
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 5.4.2:
Evaporador com circulação por
bomba, com sistema de
gás quente utilizando
válvula de controle ICF e válvula de
bóia SV 1/3
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante líquido a alta
pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante líquido a baixa
pressão(LP)
Linha do líquido ICF, com:
À
Válvula de bloqueio na entrada
de líquido ICFS
Filtro ICFF
Válvula solenoide
Válvula de retenção ICFC
Válvula de expansão manual
ICFR
Conexão de solda ICFW
Válvula de bloqueio na
Á
entrada do evaporador
Válvula solenoide de dois
Â
estágios GPLX
Válvula de bloqueio na linha
Ã
de sucção
Linha de gás quente ICF, com:
Ä
Válvula de bloqueio ICFS
Filtro ICFF
Válvula solenoide ICFE
Válvula de bloqueio ICFS
Válvula de retenção NRVA
Å
Válvula bóia SV1
Æ
Controlador AK-CC210
Ç
Sensores de temperatura AKS21
È
Sensores de temperatura AKS21
Sensores de temperatura AKS21
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
degelo por
estação de
Para o
separador
de líquido
Do separador de líquido
Da linha de descarga
O exemplo de aplicação 5.4.2 mostra uma instalação para
evaporadores com circulação de líquido com degelo por gás
quente utilizando a nova Estação de válvulas de controle ICF
e a válvula tipo bóia 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 Refrigeração
A válvula solenoide ICFE na ICF À na linha de líquido é mantida
aberta. A injeção de líquido é controlada pela válvula
reguladora manual ICFR na ICF À.
A válvula solenoide de dois estágios GPLX Â na linha de
sucção é mantida aberta, e a válvula solenoide de degelo
ICFE na ICF Ä é mantida fechada.
Ciclo de Degelo
Após a iniciação do ciclo de degelo, é fechado o fornecimento
de líquido pelo módulo solenoide ICFE da válvula ICF À
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. A válvula
GPLX Â é mantida na sua posição aberta por gás quente.
O gás quente condensa na válvula fria e produz líquido na
parte superior do servo pistão
mudam de posição
o pistão iguala a pressão de sucção.
Esta equalização demora, porque o líquido condensado está
presente na válvula. O tempo necessário a partir de quando
as válvulas piloto mudam de posição para completar o
fechamento da válvula depende da temperatura, da pressão,
do refrigerante e do seu tamanho.
Portanto, não é possível afirmar um tempo exato de fechamento das válvulas, mas pressões mais baixas geralmente
resultam em tempos de fechamento mais demorados.
para fechar a válvula, a pressão sobre
. Quando as válvulas piloto
.
Danfoss
Tapp_0070_02
10-2012
Evaporador
É muito importante considerar o tempo de fechamento
quando o degelo por gás quente é usado em evaporadores.
Um atraso 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 solenoide ICFE na
ICF Ä é então aberta e fornece gás quente ao evaporador.
Durante o ciclo de degelo, o gás quente condensado
evaporador é injetado para o lado de baixa pressão.
é controlada pela válvula de bóia de alta pressão SV 1 ou 3 Æ
completa com uso de um kit interno especial. Em comparação
com a válvula de
válvula de bóia controla
líquido na câmara da boia.
O uso de uma válvula tipo boia 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 tipo boia é especificamente projetada para o controle
de modulação fornecendo uma solução de controle muito
estável.
Quando a temperatura no evaporador (medida pela AKS 21
) alcança o valor de ajuste, o degelo está
válvula solenoide ICFE na ICF Ä é fechada e, após algum atraso,
a válvula solenoide de dois estágios GPLX Â é aberta.
Após a abertura total da GPLX, a válvula solenoide de
fornecimento de líquido ICFE na ICF À abrirá para iniciar o
ciclo de refrigeração. O ventilador entra em operação após
um retardo para congelar as gotículas de líquido que
permaneceram na superfície do evaporador.
A válvula solenóide reguladora de nível de líquido modulante
de dois estágios operada por gás ICLX possui a mesma função
(válvula solenoide de dois estágios) como uma GPLX.
A GPLX/ICLX tem a capacidade de apenas 10% da alta pressão
diferencial, permitindo que a pressão seja equalizada antes
da abertura total para assegurar uma operação suave e evitar
golpes de líquido na linha de sucção.
alívio de pressão OFV na solução 5.4.1, esta
o alívio de acordo com o nível do
terminado, a
do
A injeção
52 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
app_0159_02
Exemplo de aplicação 5.4.3:
Evaporador com circulação por
bomba, com sistema de degelo
por gás quente, completamente
soldado, utilizando estação de
válvula de controle ICF e válvula e
ICS com CVP
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante líquido a alta
pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante líquido a baixa
pressão(LP)
Linha do líquido ICF, com:
À
Válvula de bloqueio na entrada
de líquido ICFS
Filtro ICFF
Válvula solenoide ICFE
Válvula de retenção ICFC
Válvula de expansão manual
ICFR
Conexão de solda ICFW
Válvula de bloqueio na entrada
Á
do evaporador
Regulador de pressão (válvula
Â
motorizada) ICM
Válvula de bloqueio na linha de
Ã
sucção
Linha de gás quente ICF, com:
Ä
Válvula de bloqueio ICFS
Filtro ICFF
Válvula solenoide ICFE
Válvula de bloqueio ICFS
Válvula de retenção CHV
Å
Regulador de pressão ICS(CVP)
Æ
Controlador
Ç
Sensores de temperatura AKS21
È
Sensores de temperatura AKS21
Sensores de temperatura AKS21
Controlador
Para o
separador
de líquido
Do separador de líquido
Da linha de descarga
O exemplo de aplicação 5.4.3 mostra uma instalação
para evaporadores de circulação por líquido bombeado
com degelo por gás quente utilizando a nova Estação
de válvulas de controle ICF.
A ICF acomodará até seis módulos distintos montados
no mesmo corpo, oferecendo uma solução de controle
de fácil instalação.
Ciclo de Refrigeração
A válvula solenoide ICFE na ICF na linha de líquido
é mantida aberta. A injeção de líquido é controlada
pela válvula reguladora manual ICFR na ICF .
A válvula motorizada ICM na linha de sucção é
mantida aberta e a válvula solenoide de degelo ICFE
na ICF é mantida fechada.
Ciclo de Degelo
Após a iniciação do ciclo de degelo, é fechado o
fornecimento de líquido pelo módulo solenoide
ICFE da válvula ICF . 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 válvula ICM fechada.
Um atraso de 10 a 20 segundos será necessário para
que o líquido no evaporador se estabilize na parte
inferior sem bolhas de vapor. A válvula solenoide
ICFE na ICF é então aberta e fornece gás quente
ao evaporador.
Danfoss
T
10-2012
Evaporador
Quando a temperatura no evaporador (medida pela
AKS 21 ) alcança o valor de ajuste, o degelo está
terminado, a válvula solenoide ICFE na ICF é fechada
e, após algum atraso, a válvula motorizada
aberta.
Devido à elevada pressão diferencial entre o evaporador
e na linha de sucção, é necessário aliviar a pressão
lentamente, permitindo que a pressão seja equalizada
antes de abrir completamente para assegurar o bom
funcionamento e evitar líquido na linha de sucção.
A vantagem de usar a válvula motorizada ICM é
que a pressão de descongelamento pode ser
equalizada através da abertura lenta da válvula.
Uma forma de baixo custo para fazer isso é usar o
modo ICM liga/desliga(ON/OFF) e selecionar uma
velocidade muito baixa. Isso também pode ser obtido
utilizando o modo de modulação assim a PLC controla
totalmente o grau e velocidade de abertura.
Após a ICM estar totalmente aberta, a válvula solenoide
de fornecimento de líquido ICFE na ICF abrirá para
iniciar o ciclo de refrigeração. O ventilador entra em
operação após um retardo para congelar as gotículas
de líquido que permaneceram na superfície do
evaporador.
ICM é
Durante o ciclo de degelo, o gás quente condensado
do evaporador é injetado para o lado de baixa pressão.
A pressão de degelo é controlada pela ICS+CVP .
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 53
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
5.5
Sistemas com múltiplas
temperaturas
Exemplo de aplicação 5.5.1:
Controle da pressão de
evaporação, comutação
entre duas pressões
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante líquido
a baixa pressão (LP)
Válvula reguladora de pressão
À
ICS
Válvula piloto reguladora
Á
de pressão CVP
Válvula piloto reguladora
Â
de pressão CVP
Válvula solenoide piloto EVM
Ã
Na indústria de processos, é muito comum utilizar um
evaporador para diferentes ajustes de temperatura.
Quando for necessária a operação de um evaporador
em duas pressões distintas e fixas de evaporação,
isso pode ser obtido utilizando uma válvula servooperada por piloto ICS com dois pilotos de pressão
constante.
Para o separador de líquido
A partir do
separador
de líquido
Evaporador
Danfoss
Tapp_0071_02
10-2012
O exemplo de aplicação 5.5.1 mostra uma solução
para controlar duas pressões de evaporação em
evaporadores. Esta solução pode ser utilizada para
evaporadores de expansão direta ou de circulação
por líquido bombeado com qualquer tipo de sistema
de degelo.
A válvula servo-operada por piloto ICS é equipada
com uma solenoide piloto EVM (NC) na entrada
S1 e dois pilotos de pressão constante CVP nas
entradas S2 e P, respectivamente.
A CVP na entrada S2 é ajustada para a pressão
de operação mais baixa e a CVP na entrada P é
ajustada para a pressão de operação mais alta.
Quando a válvula solenoide na entrada S1 for
energizada, a pressão do evaporador seguirá
o ajuste da válvula piloto CVP na entrada S1.
Quando a válvula solenoide for desenergizada,
a pressão do evaporador seguirá o ajuste da
válvula piloto CVP na entrada 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
Refrigerante R717 R717
Pressão de evaporação 3,0 3,6
S2: A CVP é pré-ajustada em 3,0 bar, e
P: A CVP é pré-ajustada em 3,6 bar.
I: A válvula solenoide piloto EVM abre.
Desta forma, a pressão de evaporação
é controlada pela S2: CVP.
II: A válvula solenoide piloto EVM fecha.
Portanto, a pressão de evaporação
é controlada por P: CVP.
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
54 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
5.6
Controle da Temperatura
do Meio
Exemplo de aplicação 5.6.1:
Controle da temperatura do
meio utilizando a válvula
servo-operada por piloto ICS
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante líquido
a baixa pressão (LP)
Válvula reguladora de pressão
À
ICS
Válvula piloto reguladora de
Á
pressão CVP
Válvula piloto eletrônica CVQ
Â
Bujão cego
Ã
Controlador EKC361
Ä
Válvula solenoide com filtro
Å
FA+EVRA
Sensor de temperatura AKS21
Æ
As soluções são fornecidas para quando houver
requisitos rigorosos sobre controle preciso de
temperatura com relação à refrigeração. Por ex.:
Câmara frigorífica para frutas e produtos
alimentícios.
Locais de trabalho da indústria alimentícia
Processo de refrigeração de líquidos
Para o separador
de líquido
Do separador
de líquido
Evaporador
Danfoss
Tapp_0072_02
09-2013
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
de expansão direta ou de circulação por líquido
bombeado com qualquer tipo de sistema de degelo.
A válvula servo-operada por piloto tipo ICS 3 com
CVQ na entrada S2, controlada pelo controlador de
temperatura de
A entrada P é isolada
bujão cego A+B.
A CVP é ajustada de acordo com a pressão mais
baixa permitida para a aplicação.
meio EKC 361 e CVP na entrada S1.
mediante a utilização de um
O controlador de temperatura de meio EKC 361
controlará a temperatura na aplicação no nível
desejado, controlando a abertura da válvula piloto
CVQ, portanto, controlando a pressão de evaporação
para que corresponda à temperatura e carga de
refrigeração necessária.
Esta solução controlará a temperatura com uma
precisão de +/- 0,25°C. Se a temperatura cair
abaixo desta faixa, o controlador EKC poderá
fechar a válvula solenoide na linha do líquido.
O controlador de temperatura de meio EKC 361
o termostato e alarmes.
Para obter mais detalhes, consulte o manual do
EKC 361 do controlador.
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 55
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 5.6.2:
Controle da temperatura do
meio utilizando uma válvula
operada por ação direta
Para o separador
de líquido
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante líquido
a baixa pressão (LP)
Regulador de pressão
À
A partir do
separador
de líquido
(válvula motorizada) ICM
Controlador EKC361
Á
Válvula solenoide com filtro
Â
FA+EVRA
Evaporador
Danfoss
Tapp_0073_02
10-2012
O exemplo de aplicação 5.6.2 mostra uma solução
para o controle preciso da temperatura do meio
sem controle de início/parada de operação.
Este sistema pode ser utilizado para evaporadores
de expansão direta ou de circulação por líquido
bombeado com qualquer tipo de sistema de
degelo.
Foi selecionado o tipo de válvula motorizada ICM
controlada pelo controlador de temperatura de
meio EKC 361.
O controlador de temperatura de meio EKC 361
controlará a temperatura na aplicação no nível
desejado, controlando o grau de abertura da
válvula motorizada ICM, portanto, controlando a
pressão de evaporação para que corresponda à
temperatura e carga de refrigeração necessária.
Esta solução controlará a temperatura do meio com
uma precisão de +/- 0,25°C. Se a temperatura cair
abaixo desta faixa, o controlador EKC poderá fecha
a válvula solenoide na linha do líquido.
O controlador de temperatura de meio EKC 361
controlará todas as funções do evaporador,
inclusive o termostato e alarmes.
Para obter mais detalhes, consulte o manual do
controlador EKC 361.
r
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
56 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
5.7
Resumo
Solução Aplicação Benefícios Limitações
Controle da Expansão Direta
Evaporador de expansão
direta. Controle de expansão
termostática com TEA, EVRA
e EKC 202
Evaporador
Evaporador de expansão
direta, controle de expansão
eletrônica com ICM/ICF,
EVRA e KC 315A
Evaporador
Controle da Circulação do Líquido Bombeado
Evaporador de circulação de
líquido bombeado, controle
de expansão com REG, EVRA
e EKC 202.
Evaporador
Controle de Degelo por Gás Quente - Evaporadores a Ar de expansão direta
Evaporador de expansão
direta, com degelo por gás
quente
Evaporador
Todos os sistemas de
expansão direta.
Todos os sistemas de
expansão direta.
Sistemas de circulação por
bomba.
Todos os sistemas de
expansão direta.
Instalação simples sem
separador e sistema de
bomba.
Superaquecimento
otimizado; resposta rápida;
possível controlar
remotamente; ampla faixa
de capacidade.
Evaporador de alta
capacidade e eficiência.
Degelo rápido; o gás quente
é capaz de carregar o óleo
deixado no evaporador de
baixa temperatura.
Capacidade e eficiência
inferior as dos sistemas
circulados; solução não
adequada para refrigerantes
inflamáveis.
Solução não adequada para
refrigerantes inflamáveis.
Flutuações e grande carga
de refrigerante.
Inadequado para sistemas com
menos de 3 evaporadores.
Controle de Degelo por Gás Quente - Evaporadores a Ar com Circulação por Líquido Bombeado
Evaporador de circulação
por líquido bombeado, com
sistema de degelo por gás
quente
Evaporador de circulação
por líquido bombeado, com
sistema de degelo por gás
quente controlado por
SV1/3
Evaporador
Evaporador
Todos os sistemas circulados
por bomba.
Todos os sistemas circulados
por bomba.
Degelo rápido; o gás quente
é capaz de carregar o óleo
deixado no evaporador de
baixa temperatura.
Degelo rápido; o gás quente
é capaz de carregar o óleo
deixado no evaporador de
baixa temperatura; a válvula
de bóia é eficiente e estável no
ajuste do fluxo de gás quente.
Sistemas com múltiplas temperaturas de mudança
Controle Multitemperatura
com ICS e CVP
Evaporador
Controle da Temperatura do Meio
Controle da temperatura do
meio com ICS, CVQ e CVP
Evaporador
Evaporadores que precisam
operar sob diferentes níveis
de temperatura.
Controle da temperatura
bem preciso, aliado com
proteção de pressão mínima
(Congelamento).
Opção de funcionar em
temperaturas diferentes.
O evaporador é capaz de
comutar entre 2 diferentes
níveis de temperatura.
A CVQ controlará precisamente
a temperatura; a CVP é capaz
de manter a pressão acima
do nível mínimo necessário.
Inadequado para sistemas com
menos de 3 evaporadores.
Inadequado para sistemas com
menos de 3 evaporadores.
Queda de pressão na linha
de sucção.
Queda de pressão na linha
de sucção.
Controle da temperatura
do meio com válvula
motorizada ICM
Evaporador
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Controle da temperatura
bem preciso.
Opção de funcionar em
temperaturas diferentes.
A ICM controlará a
temperatura de forma bem
precisa ajustando o grau de
abertura.
A capacidade máxima é de
ICM 65.
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
5.8
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
AKS 21 RK0YG
AKS 33 RD5GH
AK VA PD.VA1.B
CVP PD.HN0.A
CVQ PD.HN0.A
EVM PD.HN0.A
EKC 202 RS8DZ
EKC 315A RS8CS
EKC 361 RS8AE
EVRA(T ) PD.BM0.B
FA PD.FM0.A
Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss.
Tipo N° da Literatura
FIA PD.FN1.A
GPLX PD.BO0.A
ICF PD.FT1.A
ICM PD.HT0.B
ICS PD.HS2.A
NR VA PD.FK0.A
OFV PD.HQ0.A
ICLX PD.HS1.A
REG PD.KM1.A
SV 1-3 PD.GE0.B
SVA PD.KD1.A
TEA PD.AJ0.A
Instruções do produto
Tipo N° da Literatura
AKS 21 RI14D
AKS 32R PI.SB0.A
AKS 33 PI.SB0.A
AK VA PI.VA1.C /
CVP PI.HN0.C
CVQ PI.VH1.A
EVM PI.HN0.N
EKC 202 RI8JV
EKC 361 RI8BF
EVRA(T ) PI.BN0.L
FA PI.FM0.A
PI.VA1.B
Tipo N° da Literatura
FIA PI.FN1.A
GPLX PI.BO0.A
ICF PI.FT0.C
ICM 20-65 PI.HT0.A
ICM 100150
ICS 25-65 PI.HS0.A
ICS 100-150 PI.HS0.B
NR VA PI.FK0.A
OFV PI.HX0.B
ICLX PI.HS1.A/B
REG PI.KM1.A
SV 1-3 PI.GE0.C
SVA PI.KD1.A
TEA PI.AJ0.A
PI.HT0.B
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Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
6. Sistemas de lubrificação
6.1
Resfriamento do óleo
Geralmente os compressores para refrigeração
industrial são lubrificados com óleo, que é forçado
pela bomba de óleo ou pelas diferenças de pressão
entre os lados de alta e baixa pressão para as partes
móveis dos compressores (mancais, rotores, paredes
dos cilindros, etc.). Para garantir uma operação
confiável e eficiente do compressor os seguintes
parâmetros de óleo devem ser controlados:
Temperatura do óleo. A temperatura do óleo
deve ser mantida dentro dos limites especificados
pelo fabricante. O óleo deve ter a viscosidade
c
orreta 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 e equipamentos
de suporte dentro do sistema de refrigeração para
a limpeza do óleo, separação do óleo do refrigerante,
Os compressores de refrigeração (inclusive todos
os compressores parafuso e alguns compressores
alternativos) geralmente necessitam de refrigeração
do óleo. Temperaturas de descarga muito altas
podem destruir o óleo, o que pode causar danos
ao compressor. É também de grande importância
que o óleo tenha a viscosidade correta, o que
depende em grande parte do nível da temperatura
Não basta apenas manter a temperatura abaixo
do limite crítico, é necessário controlá-la.
Normalmente, a temperatura do óleo é especificada
pelo fabricante do compressor.
retorno do óleo do lado de baixa pressão,
equalização do nível de óleo em sistemas com
compressores operados por diversos pistões e
pontos de drenagem de óleo. A maioria destes
itens é fornecida pelo fabricante do compressor.
O projeto do sistema de óleo de uma instalação
de refrigeração industrial depende do tipo de
compressor (parafuso ou alternativos) e do
refrigerante (amônia ou HFC/HCFC ou CO2).
Normalmente o tipo de óleo não miscível é
utilizado para a amônia e miscível para
refrigerantes fluorados.
Como os sistemas de óleo são muito relacionados
com compressor, alguns dos pontos mencionados
acima foram descritos em controles de compressor
(seção 2) e sistemas de segurança (seção 7).
O óleo também pode ser resfriado pela injeção
do líquido refrigerante diretamente na entrada
intermediária do compressor. Para compressores
alternativos é muito comum não ter nenhum
sistema de refrigeração do óleo, já que a temperatur
é menos crítica do que para compressores parafusos,
sendo então o óleo resfriado no cárter.
.
a
Há alguns diferentes tipos de sistemas de
resfriamento de óleo utilizados em refrigeração.
Os tipos mais comuns são:
resfriamento a água
resfriamento a ar
resfriamento por termosifão
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 59
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 6.1.1:
Resfriamento de óleo com água
Entrada de
óleo quente
Água
Óleo
Válvula de água WVTS
À
Válvula de bloqueio
Á
Válvula de bloqueio
Â
Resfriador de óleo
Saída de óleo frio
Estes tipos de sistemas são normalmente utilizados
em instalações onde é possível obter água a baixo
custo. Caso contrário, será necessário instalar uma
torre de resfriamento para resfriar a água. Os
resfriadores de óleo refrigerado por água são muito
comuns para a refrigeração de instalações no mar.
O fluxo de água é controlado pela válvula de água
tipo WVTS À, que controla o fluxo de água de acordo
com a temperatura do óleo.
Saída da água de resfriamento
Entrada da água
de resfriamento
Danfoss
Tapp_0083_02
10-2012
Entre em contato com sua empresa local de vendas
da Danfoss para verificar a disponibilidade de
componentes a serem utilizados com água marinha
como o meio de refrigeração.
Dados técnicos
Válvula de água - WVTS
Materiais Corpo da válvula: ferro fundido
Meio Água fresca, salmoura neutra
Pressão máxima de trabalho [bar] 10
Faixa de temperatura de operação [°C]
DN [mm] 32 a 100
Valor máx. Kv [m3/h] 12,5 a 125
Meio Água fresca, salmoura neutra
Pressão máxima de trabalho [bar] 16
Faixa de temperatura de operação [°C]
DN [mm] 10 a 25
Valor máx. Kv [m3/h] 1,4 a 5.5
Bulbo: 0 a 90
Líquido: –25 a 90
Válvula de água - AVTA
Bulbo: 0 a 90
Líquido: –25 a 130
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
60 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 6.1.2:
Resfriamento do óleo por
termosifão
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante líquido
a alta pressão(HP)
Refrigerante vapor
a baixa pressão(LP)
Óleo
Válvula reguladora de óleo
À
de três vias ORV
Filtro FIA
Á
Visor de nível (de vidro)
Â
Válvula de bloqueio
Ã
Válvula de regulagem
Ä
manual REG
Visor de nível (de vidro) MLI
Å
Válvula de bloqueio
Æ
Do evaporador/
separador
de líquido
Danfoss
Tapp_0084_02
10-2012
Estes tipos de sistemas são muito convenientes
já que o óleo é resfriado dentro do sistema. Basta
superdimensionar o condensador para suportar a
quantidade de aquecimento recebida do resfriador
de óleo. Por outro lado, o resfriamento de óleo por
termosifão requer uma tubulação adicional no local
e às vezes é necessário também instalar um vaso de
suprimento adicional (em casos onde o tanque de
líquido estiver colocado muito baixo ou não estiver
instalado).
O refrigerante líquido de alta pressão flui do tanque
de líquido devido à força da gravidade para o resfriador
de óleo onde se evapora e refrigera
refrigerante volta para o recipiente ou, em certos casos,
para a entrada do condensador
de pressão na alimentação e na tubulação de retorno
seja mínima.
Compressor
Resfriador de óleo
o óleo. O vapor
. É crítico que a queda
Separador de óleo
Caso contrário, o refrigerante não retornará do
resfriador de óleo e o sistema não funcionará. Somente
um número mínimo de válvulas de bloqueio SVA deve
ser instalada. Não são permitidas
dependentes de pressão. Na tubulação de retorno
recomenda-se a instalação de um visor de nível de
óleo MLI Å.
A temperatura do óleo é mantida no nível correto
pela válvula reguladora de óleo de três vias ORV À.
ORV mantém a temperatura do óleo dentro dos limites
definidos pelo elemento termostático. Se a temperatura
do óleo aumentar muito então todo o óleo retornará
para o resfriador de óleo. Se a temperatura do óleo
estiver muito baixa, então todo o óleo será desviado
do resfriador a óleo.
* A válvula de regulagem REG pode ser útil no caso
de resfriador de óleo muito superdimensionado.
Condensador
Tanque de líquido
Para o
separador
de líquido
válvulas solenoides
Dados técnicos
Materiais Corpo da válvula: Aço resistente a baixa temperatura
Meio Todos os óleos de refrigeração comum e refrigerantes comuns, inclusive o R717
Pressão máxima de trabalho [bar] 40
Faixa de temperatura [°C] Operação contínua: -10 a 85
DN [mm] 25 a 80
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 61
Válvula de regulagem de óleo de três vias – ORV
Operação curta: -10 a 120
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 6.1.3:
Resfriamento do óleo com ar
Compressor
Do evaporador/
separador
de líquido
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante vapor
a baixa pressão(LP)
Resfriador de óleo
Óleo
Para o
condensador
Separador de óleo
Válvula reguladora de óleo
À
de três vias ORV
Filtros FIA
Á
Visor de nível (de vidro) MLI
Â
Danfoss
Tapp_0085_02
10-2012
É bastante comum utilizar resfriadores de óleo
resfriados a ar em unidades compressoras com
compressor parafuso semi-hermético em blocos
de refrigeração.
A válvula de temperatura do óleo é controlada pela
válvula de regulagem de óleo ORV de três vias À.
Neste caso, a ORV divide o fluxo proveniente do
separador de óleo e executa o controle de acordo
com a mudança da temperatura de descarga do
óleo.
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
62 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
6.2
Controle de Pressão
Diferencial do Óleo
Exemplo de aplicação 6.2.1:
Controle da pressão diferencial
de óleo com ICS e CVPP
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante vapor
a baixa pressão(LP)
Óleo
À Regulador de pressão
diferencial
Durante a operação normal do compressor de
refrigeração, o óleo é circulado pela bomba de óleo
e/ou pressão diferencial entre os lados de alta
pressão(HP) e baixa pressão(LP). O estágio mais crítico
é durante a partida.
É de vital importância ter uma formação de pressão
de óleo rápida, caso contrário o compressor pode
ser danificado.
Há duas formas básicas de formar rapidamente pressão
diferencial de óleo no compressor de refrigeração.
Compressor
Do evaporador/
separador
de líquido
Do resfriador de óleo
Danfoss
Tapp_0086_02
10-2012
Primeiro é a de utilizar uma bomba de óleo externa e a
segunda de instalar uma válvula de controle na linha
de descarga do compressor após o separador de óleo.
No último método é necessário verificar se o fabricante
do compressor permite alguns segundos
a seco. Normalmente isto é possível para compressores
parafuso com rolamentos esféricos, mas impossível
para aqueles com rolamentos deslizantes.
Separador de óleo
Para o resfriador de óleo
de operação
Para o
condensador
Nesta aplicação, deve-se utilizar uma válvula
servo-operada por piloto ICS À completa com
piloto diferencial CVPP. A linha piloto da válvula
CVPP é conectada à linha de sucção antes do
compressor. A ICS À é fechada no momento da
A maior vantagem desta solução é a sua flexibilidade,
j
á que a pressão diferencial pode ser reajustada no
local e a ICS também pode exercer outras funções
utilizando outros pilotos.
partida do compressor.
Como a tubulação entre o compressor e a válvula
é
muito pequena, a pressão de descarga aumenta
rapidamente. É necessário muito pouco tempo
para que a válvula abra totalmente e o compressor
funcione sob condições normais.
Dados técnicos
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] 20 a 4000
* Condições: R717, linha de gás quente, T
Material Corpo: aço inoxidável
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
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 63
Kv valor m3/h 0,4
Válvula servo-operada por piloto ICS
= 30°C, P
liq
Válvula piloto de pressão diferencial-CVPP
CVPP alta pressão(HP): até 40
CVPP alta pressão(HP): 0 a 22
= 12bar, ∆P = 0.2bar, T
disch.
= 80°C, Te = –10°C
disch.
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 6.2.2:
Controle de Pressão Diferencial
do Óleo com KDC
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante vapor
a baixa pressão(LP)
Óleo
Regulador de pressão
À
diferencial KDC
Válvula de retenção
Á
(normalmente instalada
no compressor)
Do evaporador/
separador
de líquido
Válvula de retenção
Do resfriador de óleo
Danfoss
Tapp_0087_02
10-2012
O princípio de operação para este exemplo é o
mesmo que para o exemplo 6.2.1. A válvula do
compressor multifunção KDC À 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 À tem algumas vantagens, pois pode
também operar como uma válvula de retenção
(não pode ser aberta pela contrapressão) e provê
uma pequena perda de pressão quando aberta.
Compressor
Para o resfriador
de óleo
condensador
Separador de óleo
No entanto, a KDC À também apresenta algumas
limitações. A válvula não é ajustável e há um número
limitado de ajustes de pressão diferencial disponível,
sendo necessário ter a válvula de retenção Á na
linha de sucção.
Se esta válvula de retenção não estiver presente,
poderá haver grande vazão no contrafluxo,
proveniente do separador de óleo, através do
compressor. Não é tampouco permitido ter uma
válvula de retenção entre o compressor e o
separador de óleo; caso contrário, poderá levar
muito tempo para fechar a KDC.
Para o
Dados técnicos
Válvula multifunção - KDC
Material Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura
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] 65 a 200
Capacidade nominal* [kW] 435 a 4207
* Condições: R717, +35°C/–15°C, ∆P = 0.05bar
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
64 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 6.2.3:
Controle de Pressão Diferencial
do Óleo com KDC e pilotos EVM
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Refrigerante vapor
a baixa pressão(LP)
Óleo
Válvula do compressor
À
multifuncional KDC
Solenoide piloto NF
Á
(normalmente fechada)
CVH+EVM(NC)
Solenoide piloto NA
Â
(normalmente aberta)
CVH+EVM(NO)
Compressor
Do evaporador/
separador
de líquido
Do resfriador de óleo
Danfoss
Tapp_0088_02
10-2012
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 À
equipada com válvulas solenoide 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).
Para o
condensador
Separador de óleo
Para o resfriador de óleo
Quando o compressor parar, a EVM NF(NC) Á
deverá ser fechada e a EVM NA(NO) Â aberta. Isto
equaliza a pressão sobre a mola da KDC, fechando
a válvula.
Observe a direção de instalação das válvulas pilotos
CVH e EVM.
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 65
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
6.3
Sistemas de Recuperação
de Óleo
Exemplo de aplicação 6.3.1:
Drenagem de óleo de sistemas
com amônia
Refrigerante vapor
a alta pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor
a baixa pressão(LP)
Refrigerante líquido
a baixa pressão(LP)
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 frequentemente 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 nível de óleo cair abaixo do
Para a linha
de sucção do
compressor
Separador de líquido
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
com 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 normalmente
impróprio para uso posterior no compressor e deve
ser removido do sistema de refrigeração e descartado.
do evaporador
Do tanque
À Válvula de bloqueio
Á Válvula de bloqueio
 Válvula de bloqueio
à Válvula de drenagem de óleo
com fechamento rápido QDV
Ä
Válvula de regulagem REG
Å Válvula de alívio de segurança
BSV
Dados técnicos
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
66 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Danfoss
Tapp_0089_02
10-2012
Em sistemas de amônia é utilizado óleo não miscível.
Como o óleo é mais pesado que a amônia líquida,
ele permanece na parte inferior do separador de
líquido e é incapaz de retornar ao compressor
através da linha de sucção.
Portanto, o óleo em sistemas com amônia é
normalmente drenado do separador de líquido
para o tanque de óleo. O óleo é separado da
amônia muito facilmente.
Quando drenar o óleo, feche a válvula de bloqueio
À e Á, abra a linha de gás quente, permitindo que
o gás quente aumente a pressão e aqueça o óleo frio.
Material Carcaça: aço
Refrigerantes Comumente utilizado como R717, aplicável a todos os refrigerantes comuns não inflamáveis.
Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a 150
Pressão máxima de trabalho [bar] 25
DN [mm] 15
Para a bomba
de refrigerante
Entrada de gás quente
Válvula de drenagem de óleo de fechamento rápido - QDV
Tanque de óleo
Então drene o óleo utilizando uma válvula de
drenagem de óleo de fechamento rápido QDV Ã,
que pode ser fechada rapidamente após a evacuação
do óleo e quando a amônia começar a sair.
A válvula de bloqueio SVA Â entre o QDV e o
tanque deve ser instalada. Esta válvula é aberta
antes da evacuação do óleo e fechada em seguida.
Deve ser tomada toda precaução necessária
durante a drenagem do óleo da amônia.
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 6.3.2:
Drenagem de óleo de sistemas
com amônia
Para o separador
de óleo
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante líquido a
alta pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor a
baixa pressão(LP)
Refrigerante líquido a
baixa pressão(LP)
À Válvula de bloqueio
Á
Válvula solenoide EVRA+FA
Â
Válvula de regulagem REG
Ã
Permutador de calor HE
Ä
Visor de nível(de vidro) MLI
Å Válvula de bloqueio
Æ Válvula de bloqueio
Ç
Válvula solenoide EVRA+FA
È Válvula de regulagem REG
Válvula de bloqueio
Separador de líquido
Para a bomba
de refrigerante
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 refrigerante fluorado
comumente utilizado, desta forma é impossível
drená-lo de forma simples como nos sistemas
com amônia.
do evaporador
Do tanque
de líquido
Danfoss
Tapp_0090_02
10-2012
O refrigerante de baixa pressão é aquecido pelo
líquido refrigerante de alta pressão e se evapora.
O vapor refrigerante misturado com o óleo retorna
para a linha de sucção. O refrigerante do separador
de líquido é tirado a partir do nível de trabalho.
A válvula de regulagem REG Â é ajustada de tal
forma a não haver nenhum vestígio do líquido
refrigerante no visor de nível MLI Ä. O permutador
de calor da Danfoss tipo HE poderá ser utilizado
para recuperar o óleo.
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 à devido a
gravidade.
Dados técnicos
Refrigerantes Todos os refrigerantes fluorados
Faixa de temperatura do meio [°C] –60 a 120
Pressão máxima de trabalho [bar] HE0.5, 1.0, 1.5, 4.0: 28
DN [mm] Linha do líquido: 6 a 16
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 67
Trocador de calor - HE
HE8.0: 21,5
Linha de Sucção: 12 a 42
O refrigerante também pode ser tirado das linhas
de descarga com bomba. Neste caso, realmente
não importa se o refrigerante é tirado do nível de
trabalho ou não.
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
6.4
Resumo
Solução Aplicação Benefícios Limitações
Sistemas de Resfriamento a Óleo
Resfriador de óleo
Compressor
Entrada de óleo quente
Saída da água de
resfriamento
Separador
de óleo
Resfriador de óleo
Resfriamento
Entrada da
Condensador
Tanque de
líquido
Separador de óleo
Instalações marítimas,
instalações com
disponibilidade de
água
água a baixo custo.
Todos os tipos de instalações
de refrigeração.
comercial para serviços
pesados com unidades de
potência.
Resfriamento por água,
válvula de água WVTS
Resfriamento por
Resfriador de óleo
Saída de óleo frio
Compressor
termosifão, ORV
Resfriamento a ar, ORV Sistemas de refrigeração
Controle de Pressão Diferencial do Óleo
ICS + CVPP
Compressor
Separador de óleo
Simples e eficiente. Pode ser de alto custo,
requer uma tubulação
individual de água.
O óleo é resfriado por
refrigerante sem perda da
eficiência da instalação.
Isto requer tubulação extra
e um tanque de líquido de
alta pressão(HP) instalado na
altura definida.
Simples, sem a necessidade
de tubulação adicional ou
de água.
Possibilidade da ocorrência
de grandes flutuações na
temperatura do óleo em
diferentes estações climáticas;
o resfriador a ar pode ser
muito grande para instalações
de grande porte.
Flexível, possibilidades de
diferentes ajustes
Necessita da instalação de
uma válvula de retenção.
A partir do resfriador de óleo
KDC Não requer válvula de
Compressor
Para o resfriador de óleo
Separador de óleo
Compressores parafuso
(devem ser confirmados
retenção na descarga,
queda de pressão menor
pelo
que a solução ICS.
fabricante do compressor).
Do resfriador de óleo
Para o resfriador de óleo
KDC+EVM Tal conforme descrito
Compressor
Separador de óleo
anteriormente, mas não é
necessária a instalação de
uma válvula de retenção na
linha de sucção.
Do resfriador de óleo
Para o resfriador de óleo
Sistemas de Recuperação de Óleo
Recuperação de óleo de
sistemas com amônia, QDV
Recuperação de óleo de
sistemas fluorados, HE
Separador de líquido
Para os vasos de baixa
pressão(LP)
Tanque de óleo
Compressor
Todas as instalações com
amônia.
Sistemas fluorados de baixa
temperatura.
Simples e seguro. Necessita de operação
Não necessita de operação
manual.
É necessário instalar uma
válvula de retenção na linha
de sucção, sem a possibilidade
de mudança do ajuste.
Há a necessidade de uma
tubulação externa, sem a
possibilidade de mudança
do ajuste.
manual.
O ajuste pode ser complicado.
Separador de líquido
68 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
6.5
Documentos de Referência
Para uma ordem alfabética
de todos os documentos de
referência ir para a página 149
Folheto / Manual Técnico
Tipo N° da Literatura
BSV PD.IC0.A
CVPP PD.HN0.A
EVM PD.HN0.A
FIA PD.FN0.A
HE PD.FD0.A
ICS PD.HS2.A
KDC PD.FQ0.A
Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss.
Tipo N° da Literatura
MLI PD.GH0.A
ORV PD.HP0.B
QDV PD.KL0.A
REG PD.KM1.A
SVA PD.KD1.A
Instruções do produto
Tipo N° da Literatura
BSV PI.IC0.A
CVPP PI.HN0.C
EVM PI.HN0.N
FIA PI.FN0.A
HE PI.FD0.A
ICS 25-65 PI.HS0.A
ICS 100-150 PI.HS0.B
KDC PI.FQ0.A
Tipo N° da Literatura
MLI PI.GH0.A
ORV PI.HP0.A
QDV PI.KL0.A
REG PI.KM1.A
SVA PI.KD1.A
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 69
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
7. Sistemas de segurança
Todos os sistemas de refrigeração industrial são
projetados com diferentes sistemas de segurança
para protegê-los contra condições inseguras, tal
como pressão excessiva.
Toda possibilidade de pressão interna excessiva
deve ser evitada ou aliviada com um risco mínimo
para pessoas, propriedades e o meio-ambiente.
Os requisitos sobre sistemas de segurança são
rigorosamente controlados por autoridades, sendo,
portanto, sempre necessário verificar as exigências
da legislação local do país em questão.
O dispositivo de alívio de pressão por exemplo,
válvulas de alívio de pressão, são projetados para
aliviarem automaticamente a pressão excessiva
para uma pressão que não exceda o limite máximo
permissível e retornarem à condição normal de
operação ajustada tão logo a pressão tenha caído
abaixo desta pressão permissível.
O dispositivo limitador de temperatura ou
somente limitador de temperatura é um dispositivo
de atuação por temperatura projetado para evitar
temperaturas inseguras, de modo que o sistema
possa ser parado parcial ou completamente em
caso de defeito ou mau funcionamento.
O limitador de pressão é um dispositivo que
protege contra alta ou baixa pressão com
reinicialização automática.
Corte de pressão por segurança
Chaves de segurança são projetados para
limitarem a pressão com reinicialização manual.
O corte de nível de líquido é um dispositivo
atuado por nível de líquido projetado para evitar
níveis de líquidos inseguros.
O detector de refrigerante é um dispositivo sensor
que responde a uma concentração pré-estabelecida
do gás refrigerante no meio ambiente. A Danfoss
produz detectores de refrigerantes de tipo GD.
Consulte o guia de aplicação específico para
obter mais informações.
7.1
Dispositivos de Alívio de
Pressão
As válvulas de segurança são instaladas para
evitar que a pressão no sistema suba acima
da pressão máxima permitida com relação a
qualquer componente e ao sistema como um
todo. Caso ocorra pressão excessiva, as válvulas
de segurança aliviam o refrigerante do sistema
de refrigeração.
Os parâmetros principais para as válvulas de
segurança são a pressão de alívio e a pressão
de reinicialização (retorno à condição de ajuste
original). Normalmente, a pressão de alívio não
deve exceder mais que 10% a pressão de ajuste.
Além disto, se a válvula não conseguir à retornar
às condições originais de ajuste ou se o retorno
for à uma pressão muito mais baixo do que a
original, poderá haver uma perda significativa de
refrigerante no sistema.
70 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 7.1.1:
Válvula de Segurança SFA + DSV
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante líquido a
alta pressão(HP)
À Válvula de bloqueio dupla DSV
Á Válvula de alívio de segurança
SFA
 Válvula de alívio de segurança
SFA
Ã
Visor de nível MLI
Do condensador
Da linha
de descarga
Tanque de líquido
Danfoss
Tapp_0099_02
10-2012
Para o resfriador de óleo
Os dispositivos de alívio de pressão devem ser
instalados em todos os vasos do sistema e nos
compressores.
Geralmente são utilizadas válvulas de alívio de
pressão (SFA) dependentes de contrapressão.
As válvulas de segurança devem ser instaladas
com uma válvula de bloqueio dupla de 3 vias
DSV À, para permitir
a manutenção de uma válvula enquanto a outra
estiver em operação.
Os dispositivos de alívio de pressão devem ser
montados próximos à parte do sistema que eles
estiverem protegendo. Para verificar se a válvula
de alívio foi descarregada para a atmosfera uma
válvula com um coletor “tubo-U” cheio de óleo e
com um visor de nível MLI Ã
pode ser instalado
depois da válvula.
NENHUM
PESSOAL DE
MANUTENÇÃO
DEVE TRABALHAR
NA ÁREA DE
SAÍDA DO TUBO
DE ALÍVIO
Nível de óleo
Para o separador de líquido
Observação: Alguns países não permitem a
instalação de um coletor “U”.
O tubo de saída da válvula de segurança deve
ser projetado de tal forma que as pessoas não
corram riscos na eventualidade do refrigerante
ser aliviado.
A queda de pressão no tubo de saída para as
válvulas de segurança é importante para a função
das válvulas. É aconselhável verificar as normas
pertinentes às recomendações sobre como
dimensionar estes tubos.
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 71
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Dados técnicos
Válvula de alívio de segurança - SFA 15 (dependentes de contrapressão)
Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura.
Refrigerantes R717, R744 ,HFC, HCFC, e outros refrigerantes (dependendo da compatibilidade com o
material de vedação)
Faixa de temperatura do meio [°C] -30 a 100
Área de fluxo [mm2] 133
Pressão de ajuste [bar] 10 a 40
Válvula de alívio de segurança - SFV 20-25 (dependentes de contrapressão)
Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura.
Refrigerantes R717, R744 ,HFC, HCFC, e outros refrigerantes (dependendo da compatibilidade com o
material da gaxeta)
Faixa de temperatura do meio [°C] -30 a 100
Área de fluxo [mm2] SFV 20 : 254 / SFV 25 : 415
Pressão de ajuste [bar] 10 a 25
Válvula de bloqueio dupla – DSV 1/2
Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura..
Refrigerantes Todos os refrigerantes não inflamáveis comuns incl. R717
Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a 100
Pressão máxima de trabalho [bar] 40
Kv valor [m3/h] DSV1: 17,5
DSV2: 30
72 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 7.1.2:
Válvulas de alívio de segurança
interna - BSV e POV.
NENHUM PESSOAL DE
MANUTENÇÃO DEVE
TRABALHAR NA ÁREA DE
SAÍDA DO TUBO DE ALÍVIO
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante vapor a
baixa pressão(LP)
Óleo
À
Válvula de segurança interna
operada por piloto POV
Á
Válvula de segurança interna
BSV(PILOTO)
 Válvula de bloqueio dupla DSV
Ã
Visor de nível MLI
Ä Válvula de alívio de segurança
SFA
Dados técnicos
Compressor
do evaporador
Danfoss
Tapp_0100_02
10-2012
Para aliviar o refrigerante do lado de alta pressão
para o lado de baixa pressão somente válvulas de
alívio de segurança interna independentes de
contrapressão (BSV/ POV) devem ser utilizadas.
A BSV Á pode atuar como uma válvula de alívio
de ação direta com baixa capacidade ou como
uma válvula piloto para a válvula principal de
segurança interna operada por piloto POV À.
Quando a pressão de descarga exceder a pressão
Separador de óleo
Se for montada uma válvula de bloqueio na linha
de descarga que vem do separador de óleo, será
necessário proteger o separador de óleo e o
compressor contra pressão excessiva causada
pelo aquecimento externo ou aquecimento de
compressão.
Esta proteção poderá ser obtida com a válvula de
segurança padrão SFA Ä combinada com uma
válvula bloqueio dupla de 3 vias DSV Â.
Para o
condensador
de ajuste, a BSV abrirá a POV para aliviar o vapor
de alta pressão para o lado de baixa 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.
Válvula de alívio de segurança - BSV (independentes de contrapressão)
Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura.
Refrigerantes R717, R744, HFC, HCFC e outros refrigerantes (dependendo da compatibilidade com o material
Faixa de temperatura do meio [°C] 30 a 100, como uma válvula de alívio de segurança externa
Pressão de ajuste [bar] 10 a 25
Área de fluxo [mm2] 50
de vedação)
50 a 100 como uma válvula piloto para a POV
Válvula de segurança interna operada por piloto - POV
Material Carcaça: aço
Refrigerantes R717, HFC, HCFC e outros refrigerantes (dependendo da compatibilidade com o material de
Faixa de temperatura do meio [°C] 50 a 150 como uma válvula piloto para a POV
Pressão de ajuste [bar] 15 a 25
Área de fluxo [mm2] POV 600: 835
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 73
DN [mm] 40/50/80
vedação)
POV 1050:1244
POV 2150: 2734
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
7.2
Dispositivos Limitadores de
Pressão e Temperatura
Exemplo de aplicação 7.2.1:
Desligamento (parada) por
Pressão / Temperatura para
compressores
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante vapor a
baixa pressão(LP)
Óleo
À Parada por baixa pressão.
Pressostato de baixa pressão
A partir do
evaporador/
separador
de líquido
RTIA
Á
Parada por baixa pressão
diferencial. Pressostato
diferencial de óleo MP55A
Â
Parada por alta temperatura.
Termostato RT5A
à Parada por alta pressão.
A partir do resfriador de óleo
Compressor
Pressostato de alta pressão
RT5A
Para proteger o compressor contra excessivas
pressão e temperatura de descarga ou de pressão
de sucção muito baixa, devem ser utilizados os
pressostatos e termostatos KP/RT.
Para compressores alternativos, o pressostato
de pressão diferencial de óleo MP 54/55 Á é
utilizado para parar o compressor em caso de
pressão do óleo muito baixa.
RT1A À é um pressostato para baixa pressão e o
RT 5A Ã é um pressostato de alta pressão e o RT
107 Â é um termostato de diferencial.
O pressostato diferencial de óleo cortará o
funcionamento do compressor se ele não atingir
uma pressão diferencial suficiente durante a partida
O valor da pressão de ajuste para os pressostatos
e após um período definido de tempo (0-120 s).
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 o separador
de óleo
Danfoss
Tapp_0101_02
10-2012
Dados técnicos
Termostato - RT
Refrigerantes R717 refrigerantes fluorados
Proteção IP 66/54
Temperatura máxima do bulbo [°C] 65 a 300
Temperatura ambiente [°C] –50 a 70
Faixa de ajuste [°C] –60 a 150
Diferencial Δt [°C] 1,0 a 25,0
Controle de Pressão Diferencial - MP 54/55/55A
Refrigerantes MP 54/55: Refrigerantes fluorados
Proteção IP 20
Faixa de ajuste ΔP [bar] MP 54: 0,65/0,9
Pressão máxima de trabalho [bar] 17
Pressão máxima de teste [bar] 22
Faixa de operação
do lado de baixa pressão(LP) [bar]
MP 55A: R717
MP 55/55A: 0,3 a 4,5
–1 a 12
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
74 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
7.3
Dispositivos de Nível de
Líquido
Exemplo de aplicação 7.3.1:
Controles de nível baixo / alto
para separador de líquido
Para a linha
de sucção do
compressor
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor a
baixa pressão(LP)
Refrigerante líquido a
baixa pressão(LP)
À
Chave de nível alto AKS38
Á Chave de nível baixa AKS38
Separador de líquido
Para o evaporador
Os vasos do lado de alta pressão e baixa pressão
possuem diferentes dispositivos para controle do
nível de líquido.
Os tanques de líquido (de alta pressão) só
precisam ter uma chave de nível baixo (AKS 38)
para assegurar um nível mínimo de refrigerante
para alimentar os dispositivos de expansão.
O visor de nível LLG para a monitoração visual do
nível de líquido também pode ser instalado.
Os vasos de baixa pressão normalmente possuem
ambos os controles, ou seja, para nível alto e baixo.
A chave de nível baixo é instalada para assegurar
a existência de uma pressão hidrostática suficiente
do refrigerante para evitar a cavitação das bombas.
Do tanque
Do evaporador
Danfoss
Tapp_0102_02
10-2012
A chave de nível alto é instalada para proteger o
compressor contra golpe de líquido.
Um visor de nível de líquido de vidro LLG deve ser
instalado para a indicação visual de nível.
Os indicadores do nível de líquido LLG para vasos
de baixa pressão pode exigir que um adaptador
seja montado o qual torna possível
nível, embora
possa haver certa quantidade de
observar o
gelo no indicador de nível de líquido.
Dados técnicos
Material Carcaça: ferro fundido com cromato de zinco
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns não inflamáveis, inclusive o R717.
Faixa de temperatura do meio [°C] –50 a +65
Pressão máxima de trabalho [bar] 28
Faixa de medição [mm] 12,5 a 50
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns não inflamáveis, inclusive o R717.
Faixa de temperatura do meio [°C] –10 a 100 ou –50 a 30
Pressão máxima de trabalho [bar] 25
Comprimento [mm] 185 a 1550
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 75
Chave de nível - AKS 38
Visor no nível - LLG
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
7.4
Detector de refrigerantes
7.4.1
Tecnologia do sensor
O equipamento de detecção de gás é normalmente
utilizado em uma instalação fixa, com uma série
de sensores localizados em áreas onde é esperado
que o refrigerante acumule no caso de um vazamento
na fábrica.
Estas localizações dependem do layout da sala de
máquinas e espaços adjacentes, na configuração da
planta e também sobre o refrigerante em questão.
Antes de escolher o equipamento de detecção de
gás apropriado, uma série de questões devem ser
respondidas:
Quais os gases devem ser medidos e em quais
quantidades?
Que princípio do sensor é o mais adequado?
A Danfoss dependendo do refrigerante e da
amplitude ppm real necessária, selecionou o sensor
mais apropriado para o gás refrigerante alvo.
Qual sensor é adequado para um dado refrigerante?
Semi-condutor Eletro-químico Catalizador Infravermelho
Concentração baixa de amônia
(< 100 ppm)
Concentração "média" de amônia
(< 1000 ppm) 1)
Concentração "alta" de amônia
(<10000 ppm)
Concentração "muito alta" de amônia
(> 10000 ppm)
Dióxido de Carbono
CO₂
HC
Hidrocarbonetos
HCFC - HFC
Halocarbonetos
–
(4) 4
4
– –
– – –
(4)
4
Quantos sensores são necessários? Onde e como
eles devem ser posicionados e calibrados?
Quais os limites de alarme são apropriados?
Quantos são necessários? E como a informação
do alarme é processada?
4
–
–
– –
– –
–
4 (4)
4 (4)
4 (4)
(4)
4
(4)
Melhor solução
1
) Faixa de medição 0-1000 ppm. Pode ser ajustado em toda a gama.
Adequado - mas menos atraente Não adequado
76 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
7.4.2
A necessidade pela detecção
de gás
Existem diferentes razões do porque a detecção
de gás ser necessária. É óbvio, essa regulagem é
um argumento muito forte, mas também
• o custo do serviço reduzido (custo da troca
do gás e do serviço técnico),
• redução do custo do consumo de energia
devido à falta de refrigerante,
• risco de danificar os produtos em estoque,
devido a um vazamento significativo,
• possível custo reduzido do seguro,
• impostos sobre os não ecologicamente corretos,
• diferentes aplicações de refrigeração requer a
detecção de gás por razões diferentes.
Amônia é classificada como uma substância tóxica
com um cheiro muito característico, como tal, é
"auto-alarmante". Todavia os detectores de gás são
muito úteis para ter em uma sala de máquinas,
visto que frequentemente as pessoas não estão
presentes para tomar as ações necessárias. Ainda
mais, a amônia é o único refrigerante comum mais
leve que o ar.
Hidrocarbonetos
são classificados como
inflamáveis. Portanto, é muito importante
verificar se a concentração em torno do
sistema de refrigeração não exceda o limite
de inflamabilidade.
Refrigerantes fluorados possuem um certo
impacto no ambiente. Sendo assim, é muito
importante evitar qualquer vazamento desses
refrigerantes.
CO2 (Dióxido de Carbono) está diretamente
envolvido no processo de respiração, e deve ser
tratado de acordo. Aprox. 0,04% CO2 está presente
no ar. Com maior concentração, algumas reações
adversas são relatadas começando com aumento na
taxa de respiração (~100% em 3% de concentração
de CO2) e levando à perda de consciência e morte
em concentrações de CO2 superiores a 10%.
Oxigênio - Sensores de privação de Oxigênio
pode ser utilizado em algumas aplicações, mas
não são oferecidos pela Danfoss, e não serão
descritos neste guia.
Nota: Os sensores de Oxigênio nunca devem ser
usados em instalações de CO
2.
Legislação e padrões
Os requisitos para a detecção de gás são diferentes
em muitos países do mundo.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 77
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
7.5
Resumo
Solução Aplicação
Válvulas de Segurança
Válvulas de segurança SFA + válvula de bloqueio
dupla de 3 vias DSV
Tanque de líquido
Proteção de vasos, compressores e trocadores de
calor contra pressão excessiva.
Válvula de alívio de segurança interna BSV +
válvula de segurança interna pilotada POV
Proteção de compressores e bombas contra
pressão excessiva.
Controles de Corte de Pressão
Corte de pressão: RT 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 Líquido
Chave de nível de líquido AKS 38 Proteção do sistema contra nível de refrigerante
muito alto / baixo nos vasos.
Separador de líquido
Visor de Nível de Líquido LLG Monitoramento visual do nível de líquido
refrigerante nos vasos.
Detecção de refrigerante
Sensores de detecção de gás, GD Detecção de gás refrigerante na atmosfera.
7.6
Documentos de Referência
Para uma ordem alfabética
de todos os documentos de
referência ir para a página 146
78 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Folheto / Manual Técnico Instruções do produto
Tipo N° da Literatura
AKS 38 PD.GD0.A
BSV PD.IC0.A
DSV PD.IE0.A
LLG PD.GG0.A
MLI PD.GH0.A
MP 55 A PD.CG0.B
Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss.
Tipo N° da Literatura
POV PD.ID0.A
RT 1A PD.CB0.A
RT 107 PD.CB0.A
RT 5A PD.CB0.A
SFA PD.IF0.A
GD PD.S00.A
Tipo N° da Literatura
AKS 38 PI.GD0.A
BSV PI.IC0.A
DSV
LLG PI.GG0.A
MLI PI.GH0.A
MP 55 A PI.CG0.E
PI.IE0.A / PI.IE0.B1
Tipo N° da Literatura
POV PI.ID0.A
RT 1A RI5BC
RT 5A RI5BC
SFA PI.IB0.A
GD PI.S00.A
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
10-2012
HH
8.
Controles da Bomba do
Refrigerante
Geralmente os sistemas de refrigeração industrial
possuem circulação por bomba do líquido
refrigerante. Há algumas vantagens de circulação
por bomba em comparação com os sistemas tipo
expansão direta:
As bombas possibilitam uma distribuição
eficiente de líquido refrigerante aos
evaporadores e o retorno da mistura vaporlíquido 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 ∆Hf através dos tubos e
válvulas, a perda na entrada do tubos ∆Hd, e
aceleração do líquido para o rotor da bomba ∆Hp
(altura manométrica de sucção para a bomba, ou
NPSH da bomba), conforme mostrado na Fig. 8.1.
Fig. 8,1
Instalação da bomba
Danfoss
Tapp_0107_02
Separador de líquido
Bomba
refrigerante
Refrigerante líquido a baixa pressão (LP)
8.1
Proteção para Bomba
com Controle de Pressão
Diferencial
Para manter a bomba de refrigerante com uma
operação 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.
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.
Fig. 8,2
Curva típica Q-H para bombas
Faixa de operação permissível
Por exemplo, operações incorretas nos
evaporadores podem causar um aumento
da vazão pela bomba, a chave de nível baixo
pode falhar, e o filtro antes da bomba pode
estar bloqueado, etc.
Todas estas condições podem levar à cavitação.
Portanto, é necessário desligar a bomba para fins
de proteção quando a pressão diferencial cair
abaixo de H2 da Fig. 8.2 (equivalente a Q
max
Danfoss
Tapp_0108_02
10-2012
).
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 79
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 8.1.1:
Proteção para bomba com
Controlador de pressão diferencia
RT 260A
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor a
baixa pressão(LP)
Refrigerante líquido a
baixa pressão(LP)
l
À Válvula de bloqueio
Á
Filtro FIA
 Pressostato diferencial RT260A
Ã
Válvula de retenção NRVA
Ä Válvula de bloqueio
Å Válvula de bloqueio
Æ
Filtro FIA
Ç Pressostato diferencial RT260A
È
Válvula de retenção NRVA
Válvula de bloqueio
Danfoss
Tapp_0109_02
10-2012
Para a linha
de sucção do
compressor
Do evaporador
Do tanque
Separador de líquido
Bomba
refrigerante
Para o evaporador
Dados técnicos
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
Os controles de pressão diferencial (pressostatos
diferenciais) são utilizados para a proteção contra
baixa pressão diferencial. O RT 260A Â e o Ç são
fornecidas sem temporizador e causam o
desligamento momentâneo quando a pressão
diferencial cai abaixo do ajuste desses pressostatos.
Os filtros FIA Á e Æ 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 de sucção ou linha de
descarga da bomba.
Se o filtro for instalado na linha de sucção antes
da bomba, o mesmo protegerá principalmente a
bomba contra partículas. Isto é especificamente
importante durante a limpeza inicial e
comissionamento.
Pressostato Diferencial - RT 260A/252A/265A/260AL
Refrigerantes R717 refrigerantes fluorados
Proteção IP 66/54
Temperatura ambiente [°C] –50 a 70
Faixa de ajuste [bar] 0,1 a 11
Pressão máxima de trabalho [bar] 22/42
Já que a queda de pressão pode levar à cavitação,
recomenda-se instalar uma malha 500µ. Malhas
mais finas podem ser utilizadas durante a limpeza,
mas certifique-se de levar em consideração a queda
de pressão ao projetar a tubulação. Adicionalmente,
será necessário substituir a malha após um certo
período de tempo.
Se o filtro for instalado na linha de descarga, a queda
de pressão não será crucial e nesse caso poderá
ser utilizado um filtro 150-200µ. É importante
observar que nesta instalação, as partículas podem
ainda entrar na bomba antes de serem removidas
dos sistemas.
As válvulas de retenção NRVA Ã e È são instaladas
nas linhas de descarga das bombas para proteger as
bombas contra-fluxo (pressão) durante inatividade.
Válvula conjugada de bloqueio e de retenção SCA
podem também
(NRVA e a SVA são substituídas com a SCA, ver
exemplo de aplicação 8.1.2).
serem usadas para esse propósito
80 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
8.2
Controle da Vazão
de desvio(By-Pass) da
Bomba
Exemplo de aplicação 8.2.1:
Controle da Vazão de desvio
da Bomba com OFV
O modo mais comum de manter o fluxo através
da bomba acima do valor mínimo permissível
(Q
na Fig. 8.2) é o de projetar um sistema de
min
desvio para a bomba.
A linha de desvio pode ser projetada com a válvula
de regulagem REG, válvula de alívio de pressão
OFV ou mesmo com apenas um orifício.
Danfoss
Tapp_0110_02
10-2012
Para a linha
de sucção do
compressor
Separador de líquido
Mesmo se o fornecimento do líquido a todos os
evaporadores no sistema for interrompido, a linha
de desvio ainda poderá manter a vazão mínima
através da bomba.
Do evaporador
Do tanque
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor a
baixa pressão(LP)
Refrigerante líquido a
baixa pressão(LP)
À Válvula de alívio OFV
Á Válvula de bloqueio
 Válvula de alívio OFV
à Válvula de bloqueio
Ä
Válvula de alívio de
segurança interna BSV
Å Válvula de alívio de
segurança interna BSV
Dados técnicos
Bomba
refrigerante
A linha de desvio é projetada com a válvula de
alívio de pressão OFV para cada bomba.
A válvula de segurança interna BSV é projetada
para causar um alívio da pressão excessiva de
Válvula de alívio de pressão - OFV
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
forma segura. Por exemplo, quando as válvulas
de bloqueio estiverem fechadas, o líquido
refrigerante confinado nos tubos pode ser
aquecido e atingir a pressões excessivamente altas.
Para o evaporador
Válvula de alívio de segurança interna - BSV (independentes de contrapressão)
Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura.
Refrigerantes R717, R744, 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
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 81
Pressão de ajuste [bar] 10 a 25
Área de fluxo [mm2] 50
50 a 100 como uma válvula piloto para a POV
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
8.3
Controle da Pressão da
Bomba
Exemplo de aplicação 8.3.1:
Controle da pressão diferencial
da bomba com ICS e CVPP
É de grande importância para alguns tipos de
sistemas de circulação por bomba que a pressão
diferencial possa ser mantida constante através
da válvula de regulagem manual na entrada do
evaporador.
Danfoss
Tapp_0111 _02
10-2012
Para a linha
de sucção do
compressor
Separador de líquido
Utilizando uma válvula servo-operada por piloto
ICS e uma piloto CVPP é possível manter uma
pressão diferencial constante
Do evaporador
Do tanque de líquido
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor a
baixa pressão(LP)
Refrigerante líquido a
baixa pressão(LP)
À Válvula de bloqueio
Á
Regulador de pressão
diferencial ICS(CVPP)
 Válvula de bloqueio
Dados técnicos
Bomba
refrigerante
Para o evaporador
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 de pressão diferencial-CVPP
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
CVPP alta pressão(HP): até 40
Faixa de ajuste [bar] CVPP baixa pressão(LP): 0 a 7
CVPP alta pressão(HP): 0 a 22
Kv valor m3/h 0,4
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
82 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
8.4
Resumo
Solução Aplicação Benefícios Limitações
Proteção para Bomba com Controle de Pressão Diferencial
Proteção da Bomba com
pressostato diferencial
RT260A
Filtro e Válvula de Retenção
Filtro FIA e válvula de
retenção NRVA na linha de
bomba
Separador de líquido
Separador de líquido
Aplicável a todos os sistemas
de circulação por bomba.
Aplicável a todos os sistemas
de circulação por bomba.
Simples.
Efetivo na proteção da
bomba contra pressão
diferencial baixa
(correspondente a uma
vazão alta).
Simples.
Efetivo na proteção da
bomba contra contrapressão
e partículas.
Não aplicável a refrigerantes
inflamáveis.
O filtro na linha de sucção
pode levar à cavitação
quando bloqueado.
O filtro na linha de descarga
ainda permite que as partículas
entrem na bomba.
Controle da Vazão de Desvio(By-Pass) da Bomba
Controle da vazão de
desvio com REG e proteção
com válvula de alívio de
segurança interna BSV
Separador de líquido
Controle da Pressão da Bomba
Controle da pressão da
bomba com ICS e CVPP
8.5
Documentos de Referência
Para uma ordem alfabética
de todos os documentos de
referência ir para a página 146
Separador de líquido
Folheto / Manual Técnico
Tipo N° da Literatura
BSV PD.IC0.A
CVPP PD.HN0.A
FIA PD.FM1.A
ICS PD.HS2.A
Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss.
Aplicável a todos os sistemas
de circulação por bomba.
Aplicável a todos os sistemas
de circulação por bomba
que requerem uma pressão
diferencial constante por
t
odas as válvulas de regulagem
antes dos evaporadores.
Tipo N° da Literatura
NR VA PD.FK0.A
REG PD.KM1.A
RT 260A PD.CB0.A
SVA PD.KD1.A
Simples.
Solução efetiva e confiável
para manter a vazão mínima
da bomba.
A válvula de segurança é
capaz de efetivamente evitar
pressão excessiva.
Mantém uma pressão
diferencial e um índice de
circulação constante para os
evaporadores.
Instruções do produto
Tipo N° da Literatura
BSV PI.IC0.A
CVPP PI.HN0.C
FIA PI.FN1.A
ICS 25-65 PI.HS0.A
ICS 100-150 PI.HS0.B
Parte da potência da bomba
desperdiçada.
Parte da potência da bomba
desperdiçada.
Tipo N° da Literatura
NR VA PI.FK0.A
REG PI.KM1.A
RT 260A RI5BB
SVA PI.KD1.A
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 83
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
9. Outros
9.1
Filtros Secadores para
Sistemas Fluorados
Água, ácidos e partículas aparecem naturalmente
nos sistemas de refrigeração com fluorados. A água
pode entrar no sistema devido à instalação,
manutenção, vazamentos, etc;
Forma-se ácido em consequência da falha do
refrigerante e do óleo.
Partículas normalmente resultam do resíduo da
soldagem e da solda, a reação entre o
refrigerante e o óleo, etc.
A não manutenção dos conteúdos de ácidos,
água e partículas dentro dos limites aceitáveis
encurtará significativamente a vida útil do
sistema de refrigeração, podendo até mesmo
queimar o compressor.
Muita umidade nos sistemas com temperaturas de
evaporação abaixo de 0ºC pode formar gelo que,
por sua vez, pode bloquear as válvulas de controle,
válvulas solenoides, filtros, etc. As partículas
aumentam o desgaste e mau funcionamento do
compressor e válvulas, gerando ainda a possibilidade
de criar um bloqueio. Os ácidos não são corrosivos
se não houver água. Porém, em solução aquosa,
os ácidos podem corroer a tubulação e recobrir
as superfícies quentes dos mancais do compressor.
Este recobrimento se acumula nas superfícies
quentes dos mancais, inclusive da bomba de
óleo, virabrequim, bielas, palhetas, anéis de
pistão, hastes de válvulas de sucção e descarga,
etc. Este recobrimento faz com que os mancais
funcionem mais quentes, pois as folgas de
lubrificação nos mancais vão reduzindo à
medida que o recobrimento vai aumentando.
O resfriamento dos mancais é reduzido devido à
menor quantidade de circulação de óleo através
das folgas do mancal. Isto faz com que estes
componentes fiquem cada vez mais quentes. As
placas de válvulas começam a vazar por causarem
o efeito de superaquecimento de descarga mais
alto. Como os problemas aumentam
progressivamen
eminente.
Os filtros secadores são projetados para impedir
todas as circunstâncias acima. Os filtros secadores
exercem duas funções: função de secagem e
filtragem.
A função de secagem constitui a proteção
química e inclui a absorção de água e ácidos.
O objetivo é o de impedir a corrosão da superfície
metálica, decomposição do óleo e refrigerante e
evitar a queima de motores.
A função filtro constitui a proteção física e inclui a
retenção de partículas e impurezas de qualquer
tipo. Isto minimiza o desgaste e mau funcionamento
do compressor, protegendo-o contra danos e
prolongando significativamente sua vida útil.
te, a falha do compressor torna-se
84 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 9.1.1:
Filtros secadores para sistemas
fluorados
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante líquido a
alta pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante vapor a
baixa pressão(LP)
Óleo
À
Filtro secador DCR
Á
Filtro secador DCR
Â
Filtro secador DCR
Compressor
Separador
de óleo
Condensador
Tanque de líquido
à Válvula de bloqueio
Ä Válvula de bloqueio
Å Válvula de bloqueio
Æ
Visor de nível SGRI
Ç
Visor de nível SGRI
È Visor de nível SGRI
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Dados técnicos
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 85
Danfoss
Tapp_011 6_02
10-2012
Para sistemas fluorados, os filtros secadores são
normalmente instalados na linha de líquido antes
da válvula de expansão. Nesta linha, há apenas
um fluxo de líquido puro através do filtro secador
(diferentemente do bifásico após a válvula de
expansão).
A queda de pressão pelo filtro secador é pequena
e a queda de pressão nesta linha exerce pouca
influência no desempenho do sistema. A instalação
do filtro secador também pode impedir a formação
de gelo na válvula de expansão.
Em instalações industriais, a capacidade de filtro
secador não é normalmente suficiente para secar
todo o sistema, portanto diversos filtros secadores
poderiam ser instalados em paralelo.
O DCR é um filtro secador com núcleos sólidos
intercambiáveis. 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;
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.
Refrigerantes CFC/HFC/HCFC/R744
Material Carcaça: aço
Pressão máxima de trabalho [bar] alta pressão(HP): 46
Faixa de temperatura de operação [°C] –40 a 70
Núcleos sólidos DM/DC/DA
Evaporador
Filtro secador – DCR
Além dos núcleos sólidos normais mencionados
acima, a Danfoss também fornece outros núcleos
sólidos customizados. A Danfoss também fornece
filtros secadores com núcleos sólidos fixos. Para
obter mais informações consulte o catálogo do
produto ou entre em contato com as empresas
de vendas locais.
O visor de nível com indicador para HCFC/CFC,
tipo SGRI é instalado após o filtro secador para
indicar o conteúdo de água após a secagem.
Visores com indicador para outros tipos de
refrigerantes também podem ser disponibilizados.
Para obter
de produtos
mais informações, consulte o catálogo
da Danfoss.
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
9.2
Remoção de Água para
Sistema de Amônia
O problema de água em sistemas de amônia
é exclusivo quando comparado com sistemas
fluorados e de CO2 :
A estrutura molecular da amônia é similar à da água,
ambas pequenas e polares, consequentemente,
a água e a amônia são completamente solúveis.
Devido à similaridade molecular entre a água e a
amônia, não foi desenvolvido um filtro secador
eficiente para a amônia. Além disto, devido à alta
solubilidade da água na amônia, a água livre é difícil
de ser extraída da solução.
Água e amônia coexistirão e atuarão como um tipo
de refrigerante zeotrópico, cujo relacionamento
P-T saturado não é mais o mesmo que o da
amônia anidro.
Estes são fatores que contribuem para que os
sistemas de amônia sejam raramente projetados
como sistemas de expansão direta: por um lado,
a amônia líquida é difícil de se evaporar
completamente quando presente em água, o que
leva a golpes de líquido; por outro lado, como pode
uma válvula de expansão
corretamente quando existe a alteração do
relacionamento P-T saturado?
Sistemas de circulação por líquido bombeado
podem satisfatoriamente evitar o potencial de
danos de água aos compressores. Com apenas
vapor entrando na linha de sucção, o golpe de
líquido é evitado; e contanto que não haja muita
água no líquido, o vapor praticamente não conterá
nenhuma água (…..o máximo recomendado de
0,3%), o que pode efetivamente evitar a poluição
do óleo pela água.
termostática funcionar
Basicamente, existem três formas de lidar com a
contaminação de água:
Trocar a carga
Isto é adequado para sistemas com cargas
pequenas (por ex., chillers 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 sistemas de refrigeração
de amônia, consulte o boletim 108 IIAR.
É necessário mencionar que há um lado
desfavorável com relação ao conteúdo muito
baixo de água - a possibilidade de um tipo
especial de corrosão do aço. No entanto, não
é provável que ocorra em uma instalação real.
Ao mesmo tempo em que os sistemas de circulação
por líquido bombeado efetivamente evitam danos
aos compressores, eles também mantém as outras
penalidades da água
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 no 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 modo eficiente
e sem problemas, recomenda se detectar a água
regularmente e empregar algum método de
remoção de água quando o conteúdo de água
estiver acima do nível aceitável.
86 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 9.2.1:
Retificador de água aquecido
por gás quente controlado por
válvulas flutuantes.
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
À Válvula Solenoide
Para linha de sucção
Líquido
condensado
de alta
pressão em
Sight
glass
Sight
glass
Á Válvula flutuante
 Válvula de regulagem
manual
à Válvula de regulagem
de pressão
Ä Válvula solenoide
Å Válvula de regulagem
manual
Saída de líquido condensado
de alta pressão (para bombear
o separador)
Æ Válvula de segurança
interna
Ç Válvula de drenagem
rápida
È Válvula de parada
Procedimentos para a remoção da água:
1. Energize a válvula solenoide EVRAT À e
ICS+EVM Ã. A amônia contaminada é drenada
para o tanque de retificação. A válvula
flutuante SV4 Á fechará quando o nível do
líquido no tanque atingir o nível de definido.
Energize a válvula solenoide EVRA Ä.
4. Feche a válvula de drenagem QDV Ç e pare a
válvula SVA .
Em seguida desligue a válvula solenoide Ä
para parar o processo de remoção de líquido
contaminado ou, se necessário, repita o passo
1 para continuar o processo.
Amônia
contaminada em
Danfoss
Tapp_0121_02
09-2014
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
2. O líquido condensado é alimentado à bobina
dentro do tanque e começa a aquecer a
amônia contaminada.
A amônia começa a se evaporar e o líquido
contaminado permanece no tanque. Quando
a amônia se evapora no tanque e o nível de
líquido cai, a válvula flutuante SV4 Á abre e
drena mais amônia contaminada para dentro
do tanque.
Após um determinado tempo, com base
na experiência, a preparação para drenar o
líquido contaminado pode se iniciar.
3. Desligue a válvula solenoide EVRAT À.
Após um determinado tempo toda a amônia
irá evaporar e apenas o líquido contaminado
permanecerá no tanque.
Para drenar o líquido contaminado do tanque,
a pressão no interior do tanque tem que ser
aumentada para uma pressão acima de 0 °C.
Isto é feito ao desligar a válvula solenoide
ICS+EVM Ã.
Agora a pressão dentro do tanque é
controlada por ICS+CVP Ã.
Abra girando a válvula de bloqueio SVA
e cuidadosamente abra a válvula QDV
de drenagem Ç e drene o restante líquido
contaminado no tanque.
Por razões de segurança, a válvula de
expansão de segurança BSV Æ está instalada
no tanque para evitar pressão excessiva.
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Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
9.3
Sistemas de purga de ar
Presença de Gases Não Condensáveis
Os gases não condensáveis estão presentes nos
sistemas de refrigeração no início do processo de
instalação com tubos e acessórios preenchidos com
ar. Portanto, se um bom processo de vácuo não for
empregado, 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 dos
componentes do sistema, vazamentos em conexões
soldadas 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/ou
decomposição do refrigerante ou do óleo de
lubrificação devido a altas temperaturas de
descarga pode gerar gases não condensáveis
(por ex., a amônia se decompõe em nitrogênio
e hidrogênio).
Localização e Detecção
Os 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 tanque de líquido, e
a pressão
saturada correspondente à temperatura
medida na saída do condensador.
Por exemplo, se for medido 30°C na saída do
condensador 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 gerados
O ar tende a formar um filme sobre os tubos do
condensador, isolando a superfície de troca de
calor do refrigerante no condensador. O resultado
é uma redução da capacidade do condensador,
levando a um aumento na pressão de condensação.
A eficiência da energia declinará, e, dependendo
da pressão de condensação, o potencial dos
problemas relacionados com óleo aumentará.
A capacidade reduzida no condensador realmente
ocorre, mas é muito difícil de ser determinada. Os
fabricantes 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 AVAC(Aquecimento
Ventilação e Ar Condicionado) e Manual de
equipamento, Gases não Condensáveis).
Outros fabricantes estimam os riscos e os custos
associados com o lado do compressor. À medida
que a pressão de condensação e a temperatura
de descarga aumentam, existirão riscos mais altos
aos mancais devido a problemas com óleo, assim
como um aumento do custo operacional do
compressor. A estimativa de custo é relacionada
com o tipo do compressor e tamanho da instalação.
De uma forma geral, a presença de gases não
condensáveis é indesejável e inevitável e o
equipamento de purga é normalmente utilizado.
Sistemas de purga de ar
O ar ou gases não condensáveis podem ser purgados
para fora do sistema manualmente. Isto é executado
pelo pessoal da manutenção e pode levar a perdas
excessivas 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 ideia
de resfriamento e de condensação é a de reduzir
a quantidade de refrigerante liberado para a
atmosfera.
O refrigerante utilizado para a serpentina de
resfriamento pode ser o mesmo usado na instalação
de refrigeração ou pode ser também outro
refrigerante.
A determinação do local do ponto de purga é muito
difícil e depende do tipo de sistema e condensado
existente na instalação. Alguns exemplos de pontos
de purga podem ser encontrados abaixo: Na figura,
as setas nas serpentinas do condensador e os vasos
representam as velocidades do fluxo. O comprimento
da seta diminui à medida que a velocidade reduz.
Os locais onde ocorre acúmulo maior de ar são
representados pelos pontos pretos. Estes locais
com alto conteúdo de ar são pontos de onde
devem ser feitas as purgas de ar.
,
r
Condensador casco e tubo horizontal
Condensador
Danfoss
Tapp_0124_02
10-2012
evaporativo
Tanque de líquido
Condensador
casco e tubo
vertical
88 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 9.3.1:
Sistema de purga de ar
automático utilizando o
refrigerante da instalação
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante líquido a
alta pressão(HP)
Mistura de líquido/vapor
refrigerante
Refrigerante líquido a
baixa pressão(LP)
Ar
À
Válvula solenoide FA+EVRA
Á
Válvula solenoide EVRAT+FA
Â
Válvula solenoide EVRAT+FA
Ã
Válvula de bóia SVI
Ä
Chave de pressão
pressostato RT280A
Å
Válvula solenoide EVRA
Æ Válvula de regulagem manual
Para o separador de líquido
Da bomba de
refrigerante
Danfoss
Tapp_0125_02
09-2014
Tanque de líquido
Ç Válvula de regulagem manual
Tanque de água
Da linha de
descarga
Condensador
Evaporativo
Etapas para a purga de ar:
1. Energize a válvula solenoide EVRA À, de modo
que o refrigerante líquido de baixa pressão entre
na serpentina e resfrie o refrigerante contido
no vaso.
2. Energize a válvula solenoide EVRAT Á ou Â
(somente UMA delas). 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 Ã drena o líquido refrigerante
condensado automaticamente.
A válvula de regulagem Æ deve ser ajustada para
um grau de abertura relativamente pequeno,
pois deve criar uma queda de pressão para
permitir uma pressão mais baixa no interior
do airpurger. Alternativamente, um orifício
pequeno pode ser ajustado para jusante da
válvula regulagem Æ.
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 Ä abre
a válvula solenoide EVRA Å e purga algum ar
do vaso.
A válvula de regulagem Ç deve ser ajustada
para um grau de abertura relativamente
pequeno para ter uma purga de ar do tanque
controlada/lenta.
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
9.4
Sistemas de Recuperação
de Calor
Exemplo de aplicação 9.4.1:
Controle para disposição em
série do trocador de calor para
a recuperação de calor do
condensador
O calor gerado decorrente do superaquecimento
e/ou condensação no condensador pode ser
recuperado 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 solução
econômica, é importante assegurar que o calor
gerado e as necessidades de aquecimento se
equiparem 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 crucial
para uma operação sem problemas e eficiente de
sistemas de refrigeração com recuperação de calor.
Para a
linha de
sucção
O objetivo do controle é o de coordenar a
recuperação 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 de expansão direta,
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 liga/desliga(ON/
OFF) da malha de recuperação de calor.
A recuperação de calor necessita de um projeto
bem sofisticado que pode variar de instalação
para instalação. A seguir são mostrados alguns
exemplos:
Danfoss
Tapp_0126_02
10-2012
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante líquido a
alta pressão(HP)
Refrigerante vapor a
baixa pressão(LP)
Água
À Regulador de pressão ICS(CVP)
Á
Válvula solenoide ICS(EVM)
Â
Válvula de retenção NRVA
Ã
Válvula solenoide EVRAT+FA
Ä
Válvula de regulagem manual
REG
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
Condensador de
recuperação de calor
Saída da água
Da linha de
descarga
Este sistema de recuperação de calor é aplicável
para ar e para água.
Ciclo de refrigeração sem recuperação de calor
O gás quente da linha de descarga é direcionado
diretamente para o condensador principal através
da válvula servo operada por piloto ICS À com o
piloto de pressão constante CVP alta pressão(HP).
A válvula de retenção NRVA Â impede que o fluxo
retorne para o condensador de recuperação de calor.
Ciclo de recuperação de calor
A válvula servo operada por piloto ICS Á é
controlada pelo liga / desliga da válvula solenoide
piloto EVM, através de um temporizador, termostato,
etc. O gás quente entra no condensador
de
recuperação.
Entrada de água
Condensador Evaporativo
Para o tanque
de líquido
A ICS À normalmente fechará devido ao aumento
da capacidade de condensação e redução da pressão
de descarga. Se a pressão de descarga aumentar,
o piloto de pressão constante CVP alta pressão(HP)
abrirá a
válvula servo-operada por piloto ICS À de
modo que parte do gás quente possa fluir em
direção ao condensador principal.
No verão, o condensador de recuperação de calor
permanece inativo por extensos períodos de
tempo. Para evitar o risco de acúmulo do líquido
neste condensador, uma válvula solenoide EVRA
à e uma válvula de regulagem REG Ä asseguram
a evaporação periódica de qualquer condensado
que possa vir a se formar no mesmo.
90 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 9.4.2:
Controle para disposição em
série do trocador de calor para
a recuperação de calor do
condensador
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante líquido a
alta pressão(HP)
Água
À
Regulador de pressão
diferencial ICS(CVPP+EVM)
Á
Termostato RT107
Â
Válvula de retenção NRVA
Condensador de
recuperação de calor
Saída da água
Da linha de
descarga
Este sistema de recuperação de calor é aplicável a
instalações que possuem sistema de refrigeração
central 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 do
compressor maior será a perda de pressão no
condensador de recuperação.
Entrada de água
Condensador
Quando esta perda de pressão exceder o ajuste do
piloto de pressão diferencial CVPP alta pressão(HP) a
válvula servo-operada por piloto ICS À abrirá
parcialmente e a pressão excessiva do gás será aliviada
diretamente em direção ao condensador principal.
Quando a temperatura desejada da água ou do ar tiver
sido alcançada por meio do condensador de recuperação
de calor, o termostato de diferencial RT 107 Á ativará o
piloto EVM do tipo liga/desliga(ON/OFF) e a válvula
servo-operada por piloto ICS À abrirá totalmente.
Para o tanque
de líquido
Danfoss
Tapp_0127_02
10-2012
Exemplo de aplicação 9.4.3:
Controle para disposição em
paralelo do trocador de calor
para a recuperação de calor do
condensador
Refrigerante vapor a alta
pressão(HP)
Refrigerante líquido a
alta pressão(HP)
Água
À Regulador de pressão e
válvula solenoide
Á
Termostato RT107
Â
Válvula de retenção NRVA
Nem todas as válvulas são exibidas.
Não deve ser usada para fins de
construção.
Condensador de
recuperação de calor
Saída da água
Da linha de
descarga
Este sistema de recuperação de calor é aplicável a
instalações que possuem sistema de refrigeração central
com diversos compressores, com uso do calor recuperado,
por ex., para o aquecimento central de água.
Sob operação normal, a válvula servo-operada por piloto
ICS À é mantida aberta pelo operação liga/desliga(ON/
OFF) da solenoide piloto EVM, ativada por um controle
externo conectado ao termostato de diferencial RT 107.
No inverno, quando a demanda de aquecimento
necessita do calor recuperado, a válvula solenoide
Entrada de água
Para o tanque
de líquido
Condensador
piloto EVM fecha, o que, por sua vez faz com que a
válvula servo-operada por piloto ICS À feche também.
Se a pressão de condensação exceder o ajuste do piloto
de pressão constante CVP alta pressão(HP), a válvula
servo-operada por piloto ICS 3 abrirá e a pressão
excessiva do gás será aliviada diretamente em direção
ao condensador principal.
A válvula de retenção NRVA impede que o refrigerante
retorne para o condensador de recuperação de calor.
Para o tanque
de líquido
Danfoss
Tapp_0128_02
10-2012
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 91
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
9.5
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
BSV PD.IC0.A
CVP PD.HN0.A
DCR PD.EJ0.A
EVM PD.HN0.A
EVRA(T ) PD.BM0.B
ICS PD.HS2.A
NR VA PD.FK0.A
Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss.
Tipo N° da Literatura
REG PD.KM1.A
RT 107 PD.CB0.A
SGR PD.EK0.A
SNV PD.KB0.A
SVA PD.KD1.A
SV 1-3 PD.GE0.B
SV 4-6 PD.GE0.D
Instruções do produto
Tipo N° da Literatura
BSV PI.IC0.A
CVP PI.HN0.C
DCR PI.EJ0.B
EVM PI.HN0.N
EVRA(T ) PI.BN0.L
ICS 25-65 PI.HS0.A
ICS 100-150 PI.HS0.B
NR VA PI.FK0.A
Tipo N° da Literatura
REG PI.KM1.A
SGR PI.EK0.A
SNV PI.KB0.A
SVA PI.KD1.A
SV 1-3 PI.GE0.C
SV 4-6 PI.GE0.B
92 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
10.
Utilização do CO2 em sistemas
de refrigeração
A utilização de dióxido de carbono (CO2) em sistemas
de refrigeração não é nova. O dióxido de carbono foi
proposto pela primeira vez como um refrigerante
por Alexander Twining (ref. [1]), que mencionou o
dióxido de carbono em sua patente britânica em
1850. Thaddeus S.C. Lowe experimentou CO2 em
balões militares, mas ele também projetou uma
máquina de gelo com CO2em 1867. Lowe também
desenvolveu uma máquina a bordo de um navio
para o transporte de carne congelada.
A partir da literatura, pode-se observar que os sistemas
de refrigeração com CO2 foram desenvolvidos
durante
os anos que se seguiram e atingiram o seu
auge na
década de 1920 e início de 1930. O CO2 foi
geralmente a escolha preferida para uso na indústri
naval, porque não era tóxico nem inflamável,
enquanto que a amônia (NH3 ou R717) foi mais
comum em aplicações industriais (ref. [2]). O CO2
desapareceu do mercado, principalmente porque
o novo "refrigerante milagroso" Freon, tornou-se
disponível e foi comercializado com muito sucesso.
A amônia continuou a ser o refrigerante dominante
para aplicações de refrigeração industriais ao longo
dos anos. Na década de 90 houve um novo interesse
nas vantagens da utilização do CO2, devido ao ODP
(Potencial de Depleção de Ozônio) e GWP (Potencial
de Aquecimento Global), que restringiu o uso de
CFCs e HFCs e estabeleceu limites em cargas
refrigerantes de grandes sistemas com amônia.
O CO2 é classificado como um refrigerante natural,
juntamente com a amônia, hidrocarbonetos, tais
como propano e butano e água. Todos esses
refrigerantes têm as suas respectivas desvantagens.
A amônia é tóxica, os hidrocarbonetos são inflamáveis
e a água tem um potencial limitado de aplicação.
Por contraste, o CO2 não é tóxico e não inflamável.
O CO2 difere de outros refrigerantes comuns em
muitos aspectos, e tem algumas propriedades únicas.
O desenvolvimento técnico tem removido desde
1920 muitas das barreiras ao uso de CO2, mas os
usuários devem ainda estar muito conscientes de
suas propriedades únicas, e tomar as precauções
necessárias para evitar problemas em seus sistemas
de refrigeração.
O gráfico da figura 10.1 mostra as curvas da
pressão/temperatura do CO2, R134a e da amônia.
Destaques das propriedades do CO2 em relação
a
aos outros refrigerantes incluem:
Maior pressão de funcionamento para uma
dada temperatura
Estreita faixa de temperaturas operacionais
Ponto triplo em uma pressão muito mais alta
Ponto crítico a uma temperatura muito baixa
Enquanto que o ponto triplo e o ponto
crítico normalmente não são importantes para
refrigerantes comuns, o CO2 é diferente. O ponto
triplo é relativamente alto a 5,2 bar [75,1 psi],
mas, mais importante ainda, é maior do que a
pressão atmosférica normal.
Isso pode criar problemas, a menos que sejam
tomadas precauções adequadas. Além disso, o
ponto crítico do CO2 é muito baixo: 31,1°C [88,0°F],
que afeta fortemente os requisitos do projeto.
Na tabela abaixo, várias propriedades do CO2 são
comparadas com as do R134a e da amônia.
Pressão
Figura 10.1
Refrigerante R 134a NH
Substância natural NÃO SIM SIM
Potencial de Depleção de Ozônio (ODP)* 0 0 0
Potencial de Aquecimento Global (GWP)* 1300 - 1
Ponto crítico bar [psi]
°C [°F]
Ponto triplo bar [psi]
°C [°F]
Inflamável ou explosivo NÃO (SIM) NÃO
Tóxico NÃO SIM NÃO
Pressão - Temperatura
Temperatura
40,7 [590]
101,2 [214]
0,004 [0,06]
-103 [-153]
113 [1640]
132.4 [270]
0,06 [0,87]
-77,7 [-108]
Ponto triplo
Ponto crítico
3
CO
73,6 [1067]
31.1 [87,9]
5,18 [75,1]
-56,6 [-69,9]
2
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Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
10,1
CO2 como um refrigerante
O CO2 pode ser utilizado como um refrigerante em
um número de diferentes tipos de sistemas, incluindo
tanto subcrítico, como supercrítico. Para qualquer
tipo de sistema de CO2, tanto o ponto crítico, como
o ponto triplo devem ser considerados.
O ciclo de refrigeração clássico que todos nós
estamos familiarizados é o subcrítico, ou seja,
toda a gama de temperaturas e pressões estão
abaixo do ponto crítico e acima do ponto triplo.
Um sistema de simples estágio subcrítico de CO2
é simples, mas também possui desvantagens devido
à sua gama limitada de temperatura e alta pressão
(figura 10.1.2).
Pressão
Sólido
Diagrama log p-h do CO
Sólido Líquido
Sistemas transcríticos de CO2 são atualmente apenas
de interesse para aplicações pequenas e comerciais,
por exemplo, ar condicionado móvel, bombas de
calor pequenas e refrigeração de supermercados,
mas não para sistemas industriais (figura 10.1.3).
Sistemas transcríticos não estão descritos nesse
manual.
As pressões de operação para ciclos subcríticos
estão na faixa de 5,7 a 35 bar [83 a 507 psi],
correspondente a –55 a 0°C [–67 a 32°F]. Se os
evaporadores são descongelados usando gás
quente, em seguida, a pressão operacional é
maior cerca de 10 bar [145 psi].
2
Supercrítico
Líquido
Ponto crítico:
Líquido - Vapor
Vapor
Figura 10.1.1
Pressão
Sólido - Vapor
Ponto triplo (linha):
Entalpia
Processo de refrigeração subcrítico
Subcrítico
Figura 10.1.2
94 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Entalpia
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
10,1
CO2 como um refrigerante
(continuação)
Pressão
Processo de refrigeração transcrítico
Figura 10.1.3
O CO2 é o mais utilizado em projetos de sistemas
híbridos ou cascatas na refrigeração industrial,
pelo fato que sua pressão pode ser limitada a
tal ponto que os componentes comercialmente
disponíveis tais como compressores, válvulas
e controles possam ser utilizados.
Resfriamento
por gás
Entalpia
O CO2 em sistemas em cascatas podem ser
designados em diversas formas, p. ex. sistemas
de expansão direta, sistemas de circulação
por bomba, CO2 em sistemas de "salmoura"
secundários voláteis, ou a combinação desses.
10,2
CO2 como um refrigerante
em sistemas industriais
A figura 10.2.1 exibe um sistema de refrigeração
de baixa temperatura –40°C [–40oF] usando o CO2
como refrigerante de troca de fase em um sistema
em cascata com amônia no lado da pressão alta.
Diagrama principal
Sistema em cascata R717 - CO
Trocador de calor
Compressor CO2
Tanque CO
2
2
Pressão
Entalpia
Pressão
Entalpia
Evaporador CO
2
Figura 10.2.1
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 95
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
10,2
CO2 como um refrigerante
em sistemas industriais
(continuação)
Figura 10.2.2
Diagrama principal
Sistema em cascata R717 - CO2 com degelo por gás quente CO
Pressão
Trocador de calor
Tanque CO
Evaporador CO
2
Compressor CO
2
2
Compressor
de degelo CO2
Pressão
2
Entalpia
Entalpia
O sistema de CO2 é um sistema de bomba de
circulação onde o CO2 líquido é bombeado a
partir do tanque de CO2 para o evaporador,
onde é parcialmente evaporado, antes de
retornar para o tanque de CO2. O CO2 evaporado
é então comprimido em um compressor de CO2,
e condensado no trocador de calor de CO2 / NH3.
O trocador de calor funciona como um evaporador
Diagrama principal
Sistema de salmoura R717 - CO
Trocador de calor
Tanque CO
2
no sistema NH3. Em comparação com um sistema
tradicional de amônia, a taxa de amônia no
sistema de cascata acima mencionado pode ser
reduzido por um fator de aproximadamente 10.
Figura. 10.2.2 mostra o mesmo sistema como na
figura 10.2.1, mas inclui um sistema de degelo
por gás quente de CO2.
2
Pressão
Entalpia
Pressão
Entalpia
Evaporador CO
2
Figura 10.2.3
96 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
10,2
CO2 como um refrigerante
em sistemas industriais
(continuação)
Figura 10.2.4
Diagrama principal
Sistema em cascata de CO2 com 2 níveis de temperatura
(por exemplo refrigeração de supermercado)
Sistema de circulação
por bomba
Sistema de expansão direta
10,3
Pressão do projeto
A figura 10.2.3 exibe um sistema de refrigeração
de baixa temperatura –40°C [–40°F] usando o CO2
como um sistema de "salmoura" com amônia no
lado da pressão alta.
O sistema de CO2 é um sistema de circulação por
bomba, onde o CO2 líquido é bombeado a partir
do tanque para o evaporador. Aqui é parcialmente
evaporado, antes de retornar para o tanque.
Ao determinar a pressão do projeto para sistemas
com CO2, os dois fatores mais importantes a
considerar são:
Pressão durante inatividade
Pressão exigida durante degelo
Importante, sem qualquer controle de pressão,
em períodos de inatividade, ou seja, quando o
sistema for desligado, a pressão do sistema irá
aumentar devido ao ganho de calor do ar do
ambiente. Se a temperatura atingisse 0°C [32°F], a
pressão seria 34.9 bar [505 psi] ou 57.2 bar [830 psi]
@ 20°C [68°F]. Para os sistemas de refrigeração
industriais, isso seria muito caro para conceber um
sistema que pode suportar a pressão de equalização
(isto é, a pressão de saturação correspondente à
temperatura ambiente) durante inatividade.
Entretanto, a instalação de uma pequena unidade
de condensação auxiliar é uma forma comum de
limitar a pressão máxima durante a inatividade par
um nível razoável, por exemplo, 30 bar [435 psi].
O CO2 evaporado é então condensado no trocador
de calor CO2 / NH3. O trocador de calor funciona
como
um evaporador no sistema NH3.
Figura 10.2.4 mostra um sistema misto com sistema
de expansão direta inundado, por exemplo, para
um sistema de
quando 2 níveis
refrigeração de um supermercado,
de temperatura são necessários.
Com o CO2, muitas formas diferentes de
degelo podem ser aplicadas (por exemplo,
natural, água, eletricidade, gás quente).
O degelo a gás quente é o mais eficiente,
especialmente a baixas temperaturas, mas
exige também a pressão mais elevada. Com
uma pressão de projeto de 52 bar-g [754 psig],
é possível chegar a uma temperatura de degelo
de aproximadamente 10°C [50°F].
A pressão saturada a 10°C [50°F] é de 45 bar
[652 psi]. Adicionando 10% para as válvulas
de segurança e aproximadamente 5% para os
picos de pressão, a pressão de trabalho máxima
admissível indicado seria ~ 52 barg [~ 754 psig]
(figura 10.3.2 e 10.3.3).
a
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 97
Manual de Aplicação Aplicações da Amônia e do CO2 na Refrigeração Industrial
10,3
Pressão de projeto
(continuação)
Tanque CO
2
Resfriador em
cascata
Evaporador
estágio de baixa
Sem degelo por
gás quente:
40 bar (580 psi)
Com degelo por
gás quente:
52 bar (750 psi)
24 / 40 bar
(350 / 580 psi)
40 bar
(580 psi)
24 bar
(350 psi)
Figura 10.3.1 - Sistema em cascata CO2/NH3 - Tipicamente usado em pressões de projeto
Pressão de Projeto / temperatura para CO
2
Danfoss
Tapp_0161
10-2012
Pressão do projeto
Figura 10.3.2
Temperatura do projeto
Limite prático: pressão máxima admissível do vaso (PS) > P
Pressão de projeto
Picos de pressão
saturado
Pressão do projeto
"p" + 15%
(barg/psig)
"p" + 10%
(barg/psig)
"Saturado"
pressão "p"
(barg/psig)
+ 15%
Válvula de segurança
Pressão saturada
Figura 10.3.3
98 DKRCI.PA.000.C6.28 / 520H1874 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
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