sábado, 23 de janeiro de 2016

Aplicação de fluidos alternativos em sistema de refrigeração comercial – Parte 1


INTRODUÇÃO

aplicação do R744 na refrigeração:


Por determinação do Protocolo de Montreal, a produção e o consumo de CFCs foi extinto em 2010 e os HCFCs vem sendo amplamente reduzidas ano a ano, a partir de cotas pré-definidas e diferenciadas entre países desenvolvidos e em desenvolvimento.
A mudança de processos industriais foi fundamental para que esses objetivos fossem alcançados. Para tanto, CFCs foram substituídos na fabricação de vários equipamentos por fluídos alternativos, como Hidroclorofluorcarbonos HCFCs e Hidrofluorcarbonos HFCs, no entanto os CFCs remanescentes e essas substâncias alternativas ameaçam a saúde climática do planeta. Conforme o Protocolo de Montreal, países desenvolvidos devem reduzir o uso de HCFCs em 75% até 2010 e em 99,5% até 2020.
Mas a produção global desses gases é crescente nos países em desenvolvimento, porém sua produção foi congelada em 2013.
A eliminação dos HCFCs em países em desenvolvimento está prevista para 2040.
Nos anos 90, a indústria passou a produzir, comercializar e usar HCFCs, considerados totalmente seguros para a camada ozônio, no entanto, foram incluídos entre as substâncias controladas pelo Protocolo de Quioto, já que contribuem para o aquecimento global, tais exigências atingem o setor de refrigeração industrial e comercial, uma vez que reduz signitivamente a disponibilidade do R22 no mercado.
Desde então, a indústria de refrigeração tem procurado substitutos para os refrigerantes CFCs, HFC e HCFCs. A utilização de refrigerantes naturais como o CO2, hidrocarbonetos e amônia vem ganhando importância no mercado brasileiro, equipamentos desenvolvidos para a substituição dos CFCs, HFC e HCFCs já fazem parte da realidade de algumas instalações no Brasil, em especial as voltadas à refrigeração comercial.
Essa tecnologia está alinhada a tendência mundial na busca pela sustentabilidade e estão direcionando vários segmentos industriais e comerciais como o de supermercados a irem em buscas das soluções “verdes” com a utilização de refrigerantes ecológicos como o Dióxido de Carbono – CO2 e soluções alternativas com a de fluído secundário para determinadas aplicações.

APLICAÇÃO DO CO2 COMO FLUÍDO REFRIGERANTE

O CO2 (dióxido de carbono – R-744) foi um dos primeiros fluidos refrigerantes aplicados para sistemas de refrigeração e foi amplamente utilizado até os meados da década de 30 do século XX. Com o surgimento dos fluidos CFCs e HCFCs, o CO2 foi perdendo mercado até ser praticamente extinto no início dos anos 60.
Com os problemas ambientais e o estabelecimento dos Protocolos de Montreal e de Kyoto, o CO2 ressurge como uma alternativa promissora a ser utilizada em muitas aplicações, nos vários setores de refrigeração.
No início dos anos 90, os livros antigos sobre tecnologia de refrigeração, com várias aplicações utilizando CO2, foram reabertos.
Com o desenvolvimento tecnológico dos últimos anos, novos conceitos surgiram propiciando assim o renascimento do CO2 como fluido refrigerante natural.
Um dos principais responsáveis pelo “reavivamento” do CO2 foi o Prof. Gustav Lorentzen (1915-1995) do Instituto de Tecnologia da Noruega (NTH), em Trondheim, que propôs e desenvolveu com sua equipe várias aplicações e sistemas utilizando CO2 como fluido refrigerante.
Já no final dos anos 90, surgem nos mais variados setores da refrigeração, várias aplicações comerciais utilizando CO2 como fluido refrigerante, seja em sistemas com ciclos sub-críticos, para baixas temperaturas (abaixo de -30 ºC e até -55 ºC), em cascata com outro fluido refrigerante, seja em sistemas com ciclos transcríticos para médias temperaturas (acima de -15 ºC), sistemas de ar condicionado (principalmente no setor automotivo) e bombas de calor.
Vejamos de uma forma simplificada a visão histórica da aplicação do R744 na refrigeração:

1850 – Proposta de usar o CO2 como refrigerante (Alexander Twinning, Patente Britânica).
1869 – Primeira máquina de fabricar gelo nos USA (Thaddeus Lowe).
1882 – Aplicação do CO2 em sistemas de refrigeração na Europa (Carl Linde, W. Raydt).
1886 – Patente compressor CO2 por Franz Windhausen.
1890 – Produção compressor CO2 de Hall, favorito para aplicação naval.
1897 – Primeiros refrigeradores CO2 produzidos pela Sabroe.
1910 – Primeiros refrigeradores domésticos com CO2 (Sabroe).
1920 – 1930 Pico na utilização do CO2 como refrigerante em sistemas de refrigeração.
1930 – Substituição do CO2 pela Amônia (NH3) e R12 (considerado um gás seguro na época).
1993 – Reinvenção da tecnologia de CO2 (Gustav Lorentzen)
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Visão Histórica da aplicação do R744 na refrigeração.­­

CARACTERÍSTICAS DO CO2

Em comparação com outros sistemas convencionais utilizados nessas aplicações, a elevada capacidade volumétrica de refrigeração do CO2 permite uma redução significativa do custo dos compressores, da tubulação e da carga de refrigerante do sistema frigorífico. Mesmo sendo aplicado em maiores solicitações de carga térmica, o potencial do CO2 resulta na utilização de compressores de tamanhos normalmente encontrados em aplicações comerciais e industriais de pequeno, médio e grande porte.
Por outro lado, sua elevada pressão de trabalho e mesmo quando o equipamento está parado, exigirá que o projeto da instalação e das medidas de segurança sejam feitos com critério especial. Este trabalho trata das propriedades termodinâmicas do CO2, seu uso como refrigerante, dos componentes frigoríficos disponíveis atualmente e em particular, com maior atenção, das aplicações dos compressores semi-herméticos utilizados na condição subcrítica com CO2 no setor de refrigeração comercial para supermercados. Alguns desses pontos podem serem apontados abaixo:

Vantagens do CO2:

Maior economia energia.
Fluido ecológico, não destrói a Camada de Ozônio e possui um potencial de aquecimento global desprezível (GWP=1).
Fonte disponível na natureza (CO2).
Custo de bombeamento muito baixo com CO2 em MT.
Melhor COP com DX em LT.
Tolerante às altas temperaturas ambiente / condensação.
Redução dos diâmetros da tubulação com CO2.
Redução da carga de refrigerante com CO2.
Baixo custo do refrigerante CO2.
Elevada entalpia de evaporação CO2.
Menor temperatura de descarga (estágio de alta e baixa pressão).
Baixa relação de compressão & aumento vida útil dos compressores com CO2.
Alto grau de líquido sub-resfriado com CO2.
Maior rendimento frigorífico de todo o sistema.
Menor volume deslocado com tamanho menores dos compressores de CO2
Rack e instalação mais compacta com menor número compressores.
Evaporadores mais compactos e eficientes.

Desvantagens do CO2

Necessário compressores com maiores deslocamento volumétrico com R134a no estágio de alta (condensação).
Necessário maiores diâmetros de tubulação (linhas de sucção) com R134a, porém será somente no estágio alta (condensação) onde o trecho tubulação é menor.
Necessário um nível técnico mais elevado para realização do serviço de instalação, manutenção e operação do sistema.
Perda potencial da eficiência dos sistemas MT e LT em caso de uma elevação na temperatura do estágio de alta.
Aumento da pressão CO2em caso da parada total da instalação, podendo provocar a perda do refrigerante
Necessário utilizar controles extra de segurança (válvulas segurança, sensores CO2, etc.)


Gomes
5 Curiosidades Sobre Degelo a Gás Latente


Destinado à sistemas frigoríficos de médio e grande porte, o processo de degelo a gás latente garante maior eficiência energética se comparado a outros tipos de degelo, como o elétrico, gás quente e natural.
Veja, abaixo, as características:

O que é o degelo a Gás Latente?

O degelo a Gás Latente é um dos tipos de degelo existente na refrigeração e o seu conceito é a utilização do Gás Latente existente na parte superior do tanque de líquido para degelo.

Quais são suas aplicações e características?

O Degelo a Gás Latente se aplica em instalações frigoríficas de médio e grande porte nos forçadores de câmaras frigoríficas e balcões. Este sistema necessariamente precisa de compressores em paralelo e uma quantidade suficiente de Evaporadores no sistema para mantenimento da pressão de trabalho e geração da carga latente do sistema. O Degelo a Gás latente não pode ser feito ao mesmo tempo em todos os evaporadores.

Quais são suas vantagens e desvantagens?

A maior vantagem de se fazer Degelo a Gás Latente é a economia energética se comparado ao sistema convencional de degelo por resistências elétricas.
Ao invés de adicionar energia ao sistema, o Degelo a Gás Latente aproveita a energia que o próprio sistema frigorífico gera para fazer o degelo.
Outra economia que se pode notar neste sistema é que a geração de calor irradiado para o ambiente quando em processo de degelo é menor, fazendo com que o sistema frigorífico ganhe energeticamente, não tendo que trabalhar a mais para suprir o calor gerado pelas resistências elétricas.
Uma das desvantagens desse sistema é que é pouco conhecido e pouquíssimo aplicado aqui no Brasil. Exige também alto nível de conhecimento e de controle do sistema.

Quais as precauções?

O sistema de Degelo a Gás Latente exige uma série de válvulas de controle que normalmente um sistema com Degelo Elétrico não contempla.
Precauções em coletores, dimensionamento correto das tubulações, isolamentos e elétrica.
Os cuidados com a linha de óleo e o abastecimento dos compressores também são fundamentais para o funcionamento do sistema de compressão.
Quais são os controles adequados para o funcionamento e segurança do sistema (automação)?
A automação envolvida no Degelo a Gás Latente é baseado nas
Válvulas Reguladoras de Pressão, Válvulas Diferenciais de Pressão e Válvulas Solenoides.
 O conjunto dessas agregadas a lógica do controlador eletrônico e elétrica fazem a automação do degelo.

Gomes..

Formação de Gelo – Causas e Efeitos

Formação de Gelo – Causas e Efeitos

A refrigeração é constantemente utilizada em todos os momentos de nossas vidas,  para os mais diversos motivos. A mais conhecida de todas é a conservação de alimentos, amplamente utilizada em todos os lares através de nossas geladeiras.
O que talvez muitas pessoas não saibam, é que existem enormes câmaras frigoríficas que são utilizadas para congelar produtos ou conservá-los, para que possam  posteriormente ser transportados sem perder suas características e qualidade.
A utilização de câmaras frigoríficas de grande capacidade tornam nossas vidas muito mais simples e nos garantem receber produtos com a qualidade e características originais, estas preservadas através do resfriamento.
Manter uma “geladeira” gigante em funcionamento requer alguns cuidados para que se evitem problemas com os equipamentos que garantem o frio.
Um dos principais, se não o principal problema operacional em câmaras frigoríficas,  refere-se à formação de gelo, tanto no aletado, quanto nas hélices dos ventiladores.
Neste artigo vamos avaliar as causas e os efeitos da formação de gelo dentro de câmaras frigoríficas.

Formação de gelo no aletado:

O excesso de umidade dentro das câmaras frigoríficas é a principal causa de formação de gelo e bloqueio do aletado nos forçadores.
Em muitas ocasiões a umidade provém do tipo de produto a ser resfriado, e, neste caso, nem sempre é possível evitar a umidade dentro da câmara, porém, pode ser minimizada através de equipamentos de desumidificação ou do próprio aletado dos forçadores.
Outra causa, e neste caso mais simples de resolver, é a umidade causada por erros operacionais, como por exemplo, manter as portas das câmaras frigoríficas abertas permitindo a entrada de umidade e ar quente.
Quando da entrada de umidade, a mesma em contato com o aletado se condensa e forma uma camada de gelo, diminuindo os espaços para a passagem do ar e consequentemente aumentando a carga sobre o motor do ventilador, que sofrerá maior esforço para transportar o ar através do aletado.
Ao contrário do que se imagina no mercado, a formação de gelo causa a sobrecarga no motor do motoventilador, pois este passará a ser mais exigido para tentar passar através dos espaços restantes o mesmo volume de ar que normalmente passaria entre o aletado anteriormente a formação de gelo, acarretando a recirculação do ar nas hélices do ventilador, o aumento de consumo e corrente do ventilador.
Como qualquer motor, existem limites máximos permitidos para a corrente de operação e, quanto maior a corrente, maior o aquecimento no bobinamento do motor.
Este aquecimento é prejudicial ao ventilador e pode ser evitado através da realização de constantes degelos, os quais auxiliarão a manter os espaços para passagem do ar entre as aletas sempre livres, e através de dispositivos de proteção, como disjuntores motor e o próprio relé térmico existente nos ventiladores AC da Ebm-Papst, o qual deverá ser ligado em série com a bobina da contatora que o aciona, desarmando e protegendo o ventilador em caso de sobrecarga térmica causada pelo esforço excessivo no motor devido à formação de gelo no aletado.
Causas:
Umidade no produto
Portas abertas
Falta de degelo
Falta de desumidificação

Consequências:
Diminuição da troca térmica no evaporador
Aumento do consumo de energia nos ventiladores
Aumento da corrente nos ventiladores
Aquecimento das bobinas dos motor dos
ventiladores
Queima dos moto ventiladores por falta de proteção

Recomendações:
Garantir baixa umidade nas câmaras frigoríficas
Manter as portas das câmaras fechadas
Ajustar os tempos entre degelo e duração do degelo para garantir a livre passagem do ar através dos aletados
Utilizar o relé térmico do ventilador em serie com a bobina da contatora que o aciona para que esta desarme e proteja o motoventilador em caso de superaquecimento das bobinas devido a sobrecargas
Utilizar disjuntor-motor regulado conforme corrente apresentada nos motores ou páginas de catálogo equivalentes.
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Formação de gelo nas hélices do ventilador:

A formação de gelo nas hélices do ventilador  na maioria das vezes não ocorre pelo excesso de umidade nas câmaras frigoríficas, mas por condições relacionadas à forma de operação durante o degelo dos evaporadores.
Existem diversas formas de eliminar o gelo dos aletados, seja por resistência, gás quente ou água quente. Em qualquer uma das opções, o derretimento do gelo acumulado no aletado é o que fator que pode gerar o desbalanceamento nos ventiladores quando o processo não é realizado até a final com a sequencia operacional correta.
O acionamento do ventilador antes do final do escoamento da água proveniente do degelo do evaporador poderá acarretar o transporte de gotas de água, que, ao acionar o sistema de refrigeração congelarão e causarão a impressão de desbalanceamento dos ventiladores.
Os ventiladores da Ebm-Papst são balanceados dinamicamente levando em consideração a massa das hélices e a centralização de equilíbrio no centro de massa do ventilador, evitando assim trepidações (desbalanceamento) axiais ou radiais.

Causas:

Formação de gelo nas hélices do ventilador
Acionamento do ventilador antes do término do escoamento da água proveniente do degelo do aletado do evaporador
Acionamento do frio após a operação dos ventiladores ao final do degelo

Consequências:

Congelamento das partículas de água nas hélices do ventilador e a impressão de desbalanceamento
Sobrecarga no sistema de rolamentos devido ao desbalanceamento causado pelo gelo nas hélices danificando o ventilador e/ou diminuindo sua vida útil.
Aumento da corrente nos ventiladores
Aquecimento das bobinas dos motoventiladores
Queima dos motoventiladores por falta de proteção

Recomendações:

Garantir o escoamento total de água pelo dreno do evaporador antes de acionar os ventiladores
Acionar o frio antes de acionar os ventiladores para evitar o transporte de partículas de água às quais podem se acumular nas hélices dos ventiladores.
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Gomes
A era das válvulas inteligentes

A era das válvulas inteligentes

Melhorar o fluxo de fluidos, de forma a otimizar o desempenho operacional dos circuitos de refrigeração ou de circulação de água gelada, demanda aplicação de válvulas de controle, componentes vitais para o correto funcionamento desses sistemas.
E cada vez mais a automação avança no segmento.
”Antes, tínhamos termostatos mecânicos trabalhando junto com válvulas mecânicas.
Hoje, por meio de válvulas de expansão eletrônicas, conseguimos resultados incríveis em termos de redução de consumo de energia elétrica e conservação de alimentos, o que evita perdas de perecíveis”, exemplifica o supervisor de vendas e marketing da unidade de refrigeração da Parker Hannifin no Brasil, Carlos Henrique Costa.
Segundo o executivo, outra evolução alcançada foi o sincronismo de uma válvula de expansão eletrônica com controladores digitais, fazendo o degelo de acordo com a demanda, sem desperdiçar tempo e, principalmente, energia.
”Atualmente, não conseguimos imaginar uma comunicação sem Wi-Fi, e esta é uma tendência nos grandes centros comerciais, como frigoríficos e redes de supermercados”, salienta Costa, lembrando que a Parker fornece uma linha completa de válvulas para sistemas HVAC-R, abrangendo desde fluidos básicos e novos até os que recentemente retornaram o setor.
”A tecnologia atual também permite encontrar o melhor balanço entre o custo inicial, custo de operação e recuperação do investimento nas instalações frigoríficas”, acrescenta Fernando Parra, gerente técnico para a América Latina da Emerson multinacional que fabrica válvulas do tipo solenoide, de expansão termostática, de expansão eletrônica, de esfera e check.
No caso dos sistemas de conforto térmico, a grande evolução são as válvulas de controle independente de pressão, que agora vêm sendo mais aceitas no mercado brasileiro.

Gomes
Ajuste da válvula de expansão termostática

Ajuste da válvula de expansão termostática

A válvula de expansão termostática é um dos principais elementos do sistema de refrigeração de expansão direta. A inclusão deste componente dentro do ciclo tem a intenção de cumprir as seguintes tarefas:
  • Regular a passagem de fluido refrigerante até o evaporador
  • Gerar uma perda de pressão do refrigerante para que possa ser evaporado
  • Controlar o superaquecimento do sistema
Para o correto funcionamento do sistema frigorífico é indispensável realizar uma adequada regulagem da válvula de expansão, caso contrário o desempenho e segurança dos equipamentos estarão seriamente comprometidos.
O ajuste deste equipamento está diretamente vinculado ao controle do superaquecimento, lembrando que um controle mal feito pode ter as seguintes consequências:
Alto superaquecimento: Desempenho ineficiente e altas temperaturas de descarga, gerando degradação da qualidade do óleo.
Baixo superaquecimento: Golpe de líquido ou diluição de refrigerante no óleo, ocasionando quebra de compressor por falta de lubrificação.
A válvula de expansão deve ser regulada para trabalhar num superaquecimento entre 5 e 8 °K na saída do evaporador (superaquecimento útil).
Para chegar ao superaquecimento desejado, a válvula deve ser regulada da seguinte maneira:
Diminuir o valor de superaquecimento: Abrir a válvula (comumente girando o parafuso de ajuste em sentido anti-horário), desta maneira o fluxo dentro do evaporador será maior e o sistema terá maior eficiência.
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Incrementar o valor de superaquecimento: Fechar válvula (comumente girando o parafuso de ajusto em sentido horário), o fluxo de fluído será menor e com isto pode ser evitado líquido voltando ao compressor.
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A válvula só deve ser aberta ou fechada ao máximo ½ volta por evento, deixando pelo menos 30 minutos de intervalo entre ajustes para verificar a nova resposta do sistema.
As ações de regulagem acima mencionadas só devem ser feitas nas seguintes condições:
  • Sistema com carga completa de refrigerante
  • Temperatura dentro das condições de projeto
Um ajuste prematuro da válvula de expansão termostática pode colocar em risco a integridade do sistema durante o processo de startup.

Gomes...

Como controlarmos o fluido refrigerante junto com o óleo lubrificante 


No circuito refrigerante a presença de lubrificante é inevitável, mesmo em sistemas de baixas temperaturas nos quais são instalados separadores de óleo, é importante dentro do circuito e termos baixa quantidade de óleo, desta forma evitaremos a redução de eficiência no trocador de calor (evaporador), muitas vezes este volume a mais de lubrificante pode internamente no tubo do trocador de calor agir como um isolante térmico.
Podemos evitar este problema realizando um desenho (projeto) correto na utilização da escolha do evaporador, trabalhando sempre com fornecedores confiáveis e de qualidade, ou seja, as linha de sucção precisamos de esquemas que contem com a necessidade que o refrigerante no seu estado liquido, não se transfira durante as pausas de funcionamento da unidade, do evaporador ao compressor, evitando o famoso golpe de liquido (mancais e pistões) outro problema seria a queda repentina de pressão no cárter produzindo volume de miscela óleo-lubrificante que sob forma de espuma, seria aspirada pelo compressor a sistema.
 O compressor num circuito de refrigeração, tem basicamente duas finalidades: a primeira é reduzir a pressão do evaporador até que o liquido se evapore a temperatura baixa e a segunda consiste na compressão do vapor de modo que a temperatura de condensação aumente, para fornecer liquido a Válvula de expansão. Além do compressor hermético existem hoje no mercado outros tipos de compressores como alternativos, semi-herméticos, abertos, rotativos, etc.
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No compressor é comum o defeito de falta de óleo ou óleo contaminado, é importante instruirmos nossos clientes da importância da manutenção preventiva ou seja verificarmos periodicamente o nível de óleo do compressor como também seu grau de descoloração, outro ponto importante é usarmos o kit de teste de qualidade de óleo.

Principais componentes num circuito de Refrigeração.
A válvula de expansão deve ser ajustada somente após a temperatura desejada encontrar-se em regime de operação normal e continuo, ou seja, a temperatura do ambiente deve estar estabilizada.
Não se deve ajustar a válvula de expansão minutos antes ou após o período de degelo, ou se estas estiverem apresentando um pequeno ruído, pois isso indica que a válvula não está em regime normal de funcionamento. Nestas condições, as leituras de temperatura não correspondem ao superaquecimento real.
Durante o ajuste do superaquecimento, é necessário que o evaporador funcione de modo contínuo. Uma dica é baixar o set-point de temperatura no controlador eletrônico ou termostato a pelo menos -25 a -30°C dependendo da aplicação. Assim, evita-se o fechamento da válvula solenóide, que nestas condições não interfere nas leituras obtidas durante o procedimento de ajuste.
Verifique se o bulbo da válvula de expansão está localizado na posição correta e se está fixado adequadamente na tubulação de sucção com braçadeira metálica e isolado termicamente.
De acordo com os diâmetros da tubulação, o bulbo deverá ser montado na posição correspondente às agulhas de um relógio entre 1 e 4 horas.

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O bulbo termostático da válvula de expansão deve estar isolado termicamente para evitar interferências do ar circulado no ambiente.


Roteiro de Ajuste

Coloque o manômetro de baixa na válvula schraeder que se encontra na linha de sucção, logo na saída do evaporador;
Coloque o bulbo do termômetro próximo ao bulbo da válvula de expansão. Fixe firmemente o bulbo do termômetro, garantindo que o bulbo do termômetro fique encontrado na tubulação;
Isole termicamente o bulbo para evitar interferência nas temperaturas;
Após realizado o procedimento citado acima, aguarde alguns minutos para estabilização da temperatura.
O cálculo do superaquecimento é realizado conforme exemplo demonstrado abaixo:Fluído refrigerante R-22

PRESSÃO DE SUCÇÃO 37  PSIG
TEMPERATURA DE VAPOR SATURADO -10 °C
TEMPERATURA DE SUCÇÃO -3 °C
SUPERAQUECIMENTO = TEMPERATURA DE SUCÇÃO – TEMPERATURA DE VAPOR SATURADO = 7 K
Superaquecimento = 7 K
Observe se o superaquecimento não está variando ou as temperaturas lidas no termômetro se aproximam da temperatura do vapor saturado (Temperatura convertida na régua ou tabela), chegando mesmo a se igualar a estas temperaturas. Após dois ou três minutos, elas tornam a se afastar, chegando à diferença de 12°C a 15°C. Isso indica que a válvula não está equalizando corretamente o fluxo do gás refrigerante. A causa deste efeito é que a câmara ainda não atingiu a temperatura de regime normal ou a válvula de expansão está com o orifício maior que o necessário.
O que fazer se caso o superaquecimento esteja fixo em torno de 8 a 11 K: abra a haste de ajuste da válvula girando meia volta no sentido anti-horário. Este procedimento deixa passar maior quantidade de fluído refrigerante, diminuindo o superaquecimento. Aguarde em torno de 10 a 15 minutos até que as temperaturas lidas se estabilizem.
O que fazer se caso o superaquecimento não tenha sido atingido:  abra mais ¼ de volta a haste de ajuste da válvula. Aguarde novamente e repita este procedimento até obter o superaquecimento desejado.
O que fazer se caso o valor da saída do evaporador esteja igual, ou até mais baixo que a temperatura de vapor saturado: o procedimento deve ser inverso do descrito acima. A válvula deve ser fechada girando-se a haste de ajuste no sentido horário. Caso mesmo assim não consiga o ajuste satisfatório, é sinal que a válvula de expansão está com o orifício em tamanho acima do necessário, devendo o mesmo ser substituído por um número menor.
No caso do superaquecimento estar em um valor elevado, acima de 11 K, e a válvula não responder a regulagem, ou seja, mesmo a válvula expansão estando totalmente aberta o superaquecimento não diminui, o orifício da válvula está pequeno, devendo o mesmo ser substituído por um número maior.
Variação do superaquecimento em função do ajuste da válvula
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Superaquecimento total na sucção do compressor
O superaquecimento na sucção deve ser verificado conforme exemplo demonstrado abaixo:
Medir a pressão de sucção na válvula de serviço do compressor, converter a pressão lida em temperatura;
Medir a temperatura na linha de sucção a aproximadamente 20 a 30 cm da entrada do compressor utilizando um termômetro apropriado;
Subtrair a temperatura de saturação equivalente à pressão de sucção da temperatura medida na sucção. A diferença é o superaquecimento total.
Exemplo:
Pressão de sucção = 37 Psig (Temperatura de evaporação = -10°C)
Temperatura na sucção do compressor = 5°C
Superaquecimento Total = 5 – (-10) = 15K
Vale à pena lembrar:
Superaquecimento total muito baixo
Pode resultar em retorno de líquido para o compressor. Isto causa a diluição do óleo e risco de quebra mecânica do compressor.
Superaquecimento total elevado (Alto)
Ocasiona altas temperaturas de descarga no compressor, diminui a capacidade do evaporador, aumenta a potência consumida e reduz a vida útil do compressor.

Importante: Instalações com grandes linhas de sucção, como câmaras, sistemas de supermercados e instalações industriais, é importante realizar a medição do superaquecimento total o mais próximo possível da válvula de serviço do compressor.

Gomes

Por que os compressores quebram



Retorno de Líquido


altEste é o primeiro capítulo de uma série de artigos lançados pela Danfoss sobre o tema. 
O foco da série é nas possíveis causas de quebra de compressores e nas maneiras de tratá-las.
O retorno de líquido ocorre durante a operação do equipamento. 
É quando grandes volumes de líquido refrigerante retornam de forma descontrolada ao compressor em funcionamento através da linha de sucção.
A quantidade de líquido que retorna ao compressor determina a extensão dos danos. 
Podemos detectar esse problema quando há presença de espuma no visor de nível de óleo do compressor.

Consequências do Retorno de Líquido Refrigerante

altQuando há líquido dentro dos canais de lubrificação do cilindro, a lubrificação do cilindro e do pistão fica comprometida, gerando desgaste e superaquecimento no cilindro, o que, por sua vez, leva à formação de pequenas partículas metálicas contaminando a parte interna do equipamento. Esse líquido também dilui o óleo lubrificante no cárter do compressor.
Conforme o óleo vai ficando mais diluído com o refrigerante, sua capacidade de lubrificação é prejudicada. Quando esse óleo rico em líquido chega ao virabrequim para lubrificar os mancais, bielas, paredes do cilindro e demais estruturas, o refrigerante presente no óleo começa a evaporar devido à fricção, formando o que chamamos de flash gás. Isto impede que o óleo lubrifique adequadamente as peças necessárias e, geralmente, o mancal principal e as bielas ficam rapidamente ressecados e, consequentemente, desgastam-se.

Evidências de resíduos de alumínio da biela no virabrequim

altÀs vezes, o mancal principal se desgasta a tal ponto que leva o rotor e o estator ao contato e queima, ou, o que é mais frequente, as bielas travam no virabrequim e o motor continua funcionando com a movimentação normal, quebrando então as bielas de alumínio e, eventualmente, até mesmo os pistões.
Quando o líquido leva as bielas a se travarem dessa forma no virabrequim, pode-se observar a presença de alumínio das bielas soldado na superfície do mancal. Isto se dá pela virtual "explosão" de líquido refrigerante no óleo devido ao calor gerado pelo atrito das superfícies do mancal.
Como as bielas e os pistões se quebram, grandes fragmentos são lançados na região do compressor e do motor, o que pode causar danos e até queimar o motor. Geralmente, o diagnóstico inicial é o de queima do motor, mas a causa real é o retorno de líquido refrigerante.
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Como ocorre o retorno de líquido refrigerante

O retorno de líquido geralmente ocorre durante o período de funcionamento noturno, quando a carga térmica é mais baixa e o sistema apresenta excesso de capacidade. 
É comum as válvulas de expansão estarem superdimensionadas para o sistema e então, cada vez que se dá a partida do compressor ou quando grandes cargas de produto são introduzidas na instalação, a válvula de expansão é forçada a se abrir, e o resultado é uma sobrecarga no evaporador, principalmente se o superaquecimento ajustado é baixo demais.
As válvulas de expansão termostática têm sua abertura forçada pela queda da pressão de sucção, acarretando redução na pressão no diafragma das válvulas de expansão. 
Tal queda de pressão reage mais rápido do que a carga no bulbo da válvula de expansão, 
levando à abertura da válvula inicialmente. Até que a carga no bulbo reaja e a pressão do bulbo comece a cair, ajudando a fechar a válvula, o líquido refrigerante correrá para o evaporador de forma descontrolada (quanto maior a válvula, maior a quantidade de líquido).
Quando esse líquido chega à linha de sucção, sua próxima parada será o compressor. 
Monitorar o ajuste do superaquecimento da válvula de expansão sob todas as condições de carga térmica e ajustar o superaquecimento a um ponto estável e que possa ser mantido sob todas as possíveis condições de carga geralmente soluciona o problema. 
Pode ser necessário utilizar um orifício de menor capacidade para atingir esse controle estável.
O uso de uma válvula de expansão eletrônica ou a inserção de um acumulador na linha de sucção pode ser necessário em sistemas que não possam ser controlados pelos antigos controles convencionais.

Causas do Retorno de Líquido Refrigerante

Baixas cargas no evaporador;
Equipamentos superdimensionado;
Distribuição de produtos na câmara frigorífica (circulação de ar deficiente causada pela iluminação, paletes, prateleiras, etc.);
Falha nos ventiladores do evaporador;
Entrada de óleo no evaporador;
Degelo insuficiente no evaporador (evaporador congelado / ausência do fluxo de ar / transferência de calor deficitária);
Orifício da válvula de expansão superdimensionado;
Tipo de válvula de expansão equivocado;
Tubo de equalização da válvula de expansão restrito ou bloqueado (tubo capilar? presença de óleo? etc);
Braçadeira do bulbo da válvula de expansão frouxa ou bulbo na posição errada na linha de sucção;
Superaquecimento ajustado em um valor baixo demais.

Medidas Preventivas contra o Retorno de Líquido Refrigerante

Certifique-se de que a válvula de expansão esteja operando com o orifício do tamanho correto.
O ajuste de superaquecimento deve ser feito para no mínimo 6 a 8 K quando o sistema utilizar válvula de expansão termostática. 
Em caso de válvula de expansão eletrônica, pode-se trabalhar com um superaquecimento menor.
Utilize um acumulador de sucção de tamanho adequado e com a função de retorno de óleo apropriada.
Verifique e reset o controle de degelo se necessário.  
Verifique detalhadamente a operação do sistema ou recondicione a instalação.

Observação:

O retorno de líquido geralmente ocorre em condições de carga parcial, o que tende a acontecer no período noturno, devido à falta de atividade como abertura de porta e movimentação de produto, empilhadeira e pessoas dentro da câmara, fatores que elevam a carga térmica da instalação. 
Portanto, o registro das condições de operação da instalação por 24 horas ajuda a apontar problemas que possam ocorrer à noite, quando a instalação está menos ativa.

Gomes..

The shower O chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar energia elétrica em energia térmica, o que possibilita a elevaçã...