Controles Automáticos para Sistemas de Refrigeração...
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Controles Automáticospara Sistemas de Refrigeração Industrial
Manual de AplicaçãoDIVISÃO DE REFRIGERAÇÃOE AR CONDICIONADO
MAKING MODERN LIVING POSSIBLE
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
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Índice PáginaPrefácio ..........................................................................................................................................................................................31. Introdução................................................................................................................................................................................42. Controles para o Compressor............................................................................................................................................6
2.1 Controle de Capacidade do Compressor .............................................................................................................62.2 Controle da Temperatura de Descarga com Injeção de Líquido...............................................................102.3 Controle da Pressão do Cárter...............................................................................................................................132.4 Controle do Contra-Fluxo........................................................................................................................................152.5 Resumo ..........................................................................................................................................................................162.6 Literatura de Referência...........................................................................................................................................17
3. Controles para o Condensador ......................................................................................................................................183.1 Condensadores Resfriados a Ar ............................................................................................................................183.2 Condensadores Evaporativos ................................................................................................................................213.3 Condensadores Resfriados a Água ......................................................................................................................243.4 Resumo ..........................................................................................................................................................................263.5 Literatura de Referência...........................................................................................................................................26
4. Controles para o Nível de Líquido.................................................................................................................................274.1 Sistema de Controle de Nível pelo Lado de Alta Pressão (HP LLRS) ........................................................274.2 Sistema de Controle de Nível pelo Lado de Baixa Pressão (LP LLRS) ......................................................31
4.4 Literatura de Referência...........................................................................................................................................355. Controles para o Evaporador ..........................................................................................................................................36
5.1 Controle da Expansão Direta .................................................................................................................................365.2 Controle da Recirculação do Líquido Bombeado...........................................................................................405.3 Degelo por Gás Quente para Evaporadores com Expansão Direta .........................................................415.4 Degelo por Gás Quente para Evaporadores com Recirculação por Líquido Bombeado ................455.5 Controle em Sistemas com Múltiplas Temperaturas .....................................................................................475.6 Controle da Temperatura do Meio.......................................................................................................................485.7 Resumo ..........................................................................................................................................................................505.8 Literatura de Referência...........................................................................................................................................51
6. Sistemas de Lubrificação..................................................................................................................................................526.1 Resfriamento de óleo ...............................................................................................................................................526.2 Controle de Pressão Diferencial do Óleo ...........................................................................................................566.3 Sistemas de Recuperação de óleo .......................................................................................................................586.4 Resumo ..........................................................................................................................................................................616.5 Literatura de Referência...........................................................................................................................................62
7. Sistemas de Segurança .....................................................................................................................................................637.1 Dispositivos para Alívio de Pressão .....................................................................................................................637.2 Dispositivos Limitadores de Pressão e Temperatura.....................................................................................667.3 Dispositivos para Nível de Líquido ......................................................................................................................677.4 Resumo ..........................................................................................................................................................................687.5 Literatura de Referência...........................................................................................................................................68
8. Controles da Bomba de Refrigerante ..........................................................................................................................698.1 Proteção da Bomba pelo Controle da Pressão Diferencial..........................................................................698.2 Controle da Vazão de By-Pass da Bomba ..........................................................................................................718.3 Controle da Pressão da Bomba .............................................................................................................................728.4 Resumo ..........................................................................................................................................................................738.5 Literatura de Referência...........................................................................................................................................73
9. Outros......................................................................................................................................................................................749.1 Filtros Secadores nos Sistemas com Fluorados...............................................................................................749.2 Filtros Secadores nos Sistemas com CO ............................................................................................................76
9.3 Remoção de Água no Sistema com Amônia....................................................................................................799.4 Sistemas de Purga de Ar ..........................................................................................................................................839.5 Sistemas de Recuperação de Calor......................................................................................................................859.6 Literatura de Referência...........................................................................................................................................87
10. Apêndice..............................................................................................................................................................................8810.1 Sistemas de Refrigeração Típicos.......................................................................................................................8810.2 Controles ON/OFF (liga/desliga) e Controles Modulantes ......................................................................92
4.3 Resumo ..........................................................................................................................................................................35
2
Literatura de Referência - Ordem Alfabética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
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Prefácio
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Este guia de aplicação da Danfoss foi elaboradopara ser utilizado como um documento dereferência por todos aqueles envolvidos comtrabalhos em sistemas de refrigeração industrial.
O objetivo deste guia é o de apresentar respostasàs diversas questões relativas ao controle dosistema de refrigeração industrial: - Por que umcerto método de controle é necessário para osistema de refrigeração? Por que ele deve serprojetado desta forma? Que tipo decomponentes podem ser utilizados? Comoselecionar métodos de controle para diferentessistemas de refrigeração? Ao responder à essasquestões, são introduzidos os princípios dosdiferentes métodos de controle, seguidos deexemplos onde os mesmos são utilizados, ecompreendendo os produtos da Danfoss paraRefrigeração Industrial.
Os principais dados técnicos dos componentestambém são fornecidos. Finalmente, são feitascomparações entre as diferentes soluções paracada método de controle de modo que o leitorpoderá identificar quando e porque esta deveráser adotada.Neste guia de aplicação, a válvula servo-operada
por piloto ICS é recomendada como um reguladorde pressão e temperatura. Observe que a válvulaPM, bem reconhecida, também pode ser aplicadaonde a ICS for utilizada.
Para o projeto final da instalação será necessárioutilizar outras ferramentas, tais como o catálogodo fabricante e o software de cálculo (porexemplo: o catálogo de Refrigeração Industrial daDanfoss e o programa DIRcalc).
O DIRCalc é um software de cálculo e seleção deválvulas para refrigeração industrial Danfoss.O DIRCalc é gratuíto; para recebê-lo, por favorcontatar o escritório Danfoss em seu País.
Não hesite em entrar em contato com a Danfossse houver qualquer dúvida sobre os métodos decontrole, sobre a aplicação, ou sobre oscontroles descritos neste guia de aplicação.
,
e
4
1. Introdução
Válvula de expansão 1
1
2
3
5
4
6
Da
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01
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02
04
-20
06
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Sistema de Refrigeração com Recirculação por Bomba
Separador deóleo
Refrigerante vapor a alta pressão (HP)
Refrigerante líquido a alta pressão (HP)
Refrigerante em mistura de líquido/vapor
Refrigerante vapor a baixa pressão (LP)
Refrigerante líquido a baixa pressão (LP)
Compressor
CondensadorResfriador de óleo
Recipientede líquido
Evaporador
Bomba de refrigeração
Separador de líquido
Óleo
Controle do Compressor Controle de Óleo
Por quê?
Como?
– Primário: para controlar a pressão de sucção;
– Secundário: operação confiável do compressor(partidas/paradas, etc.)
– Controlando a capacidade do compressor deacordo com a carga de refrigeração através dodesvio do gás do lado HP de volta para o ladoLP, controle ON/OFF (liga/desliga) de estágiosdo compressor ou controlando a velocidade derotação do compressor;
– Instalando válvula de retenção na linha dedescarga para evitar o contra-fluxo dorefrigerante para o compressor;
– Mantenha as pressões e temperaturas nasucção e descarga do compressor dentro dafaixa de trabalho.
Por quê?
Como?
– Manter a temperatura e a pressão de óleo idealpara garantir uma operação confiável docompressor.
– Pressão: mantendo e controlando o diferencialde pressão por todo o compressor para quepossa ocorrer a circulação de óleo, mantendo apressão do cárter (somente para compressoresalternativos);
– Temperatura: pelo by-pass de algum óleo doresfriador de óleo; controlando o ar ou a águade resfriamento para o resfriador de óleo;
– Nível: fazendo o retorno do óleo nos sistemasde amoníaco e nos sistemas de baixatemperatura com fluorados.
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Controle do Sistema de Evaporação
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
1.Introdução(continuação)
Controle do Condensador
Por quê?
Como?
– Manter a pressão de condensação acima dovalor mínimo aceitável para garantir vazãosuficiente através dos dispositivos deexpansão;
– Assegurar uma distribuição correta dorefrigerante pelo sistema.
– Executando a operação on/off (liga/desliga) ouo controle de velocidade dos ventiladores docondensador, controlando a vazão da água deresfriamento, deixando os condensadoresafogados em líquido refrigerante.
Por quê?
Como?
– Primário: Manter uma pressão constante domeio utilizado;
– Secundário: otimizar a operação dosevaporadores;
– Para sistemas de expansão direta: garantir quenenhum líquido refrigerante dosevaporadores entre na linha de sucção docompressor.
– Mudando a taxa de vazão do refrigerante nosevaporadores de acordo com a demanda;
– Fazendo o degelo dos evaporadores.
Por quê?
Como?
– Assegurar a correta vazão de refrigerantelíquido do lado de alta pressão para o lado debaixa pressão, de acordo com a demandaefetiva;
– Assegurar uma operação segura e confiáveldos dispositivos de expansão.
– Controlando o grau de abertura do dispositivode expansão de acordo com a alteração donível do líquido.
Por quê?
Como?
– Evitar deixar os vasos de pressãodesprotegidos;
– Proteger o compressor contra danos causadospor golpe de ariete (de líquido), sobrecarga,falta lubrificação e alta de temperatura, etc.;
– Proteger a bomba contra danos por cavitação.
– Instalando válvulas de alívio de segurança nosvasos e em outros locais necessários;
– Desligando o compressor e a bomba derefrigerante se a pressão de sucção/descargaou se o diferencial de pressão estiver fora dafaixa permissível;
– Desligando o sistema ou parte do sistemaquando o nível no separador de líquido ou norecipiente de líquido exceder o valorpermissível.
Controle do Nível de Líquido
Sistemas de Segurança
Por quê?
Como?
– Permitir que a bomba opere sem problemas,mantendo a vazão dentro da faixa permissívelde operação;
– Manter constante, em alguns sistemas, apressão diferencial da bomba.
– Projetando um sistema de by-pass de modoque a vazão possa ser mantida acima domínimo permissível;
– Desliguando a bomba se ela não conseguiratingir suficiente pressão diferencial.
– Instalando uma válvula reguladora depressão.
Controle da Bomba de Refrigerante
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2. Controles do Compressor
2.1Controle de Capacidadedo Compressor
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
O compressor é o "coração" do sistema derefrigeração. Ele tem duas funções básicas:1. Manter a pressão no evaporador de modo que
o refrigerante líquido possa evaporar natemperatura requerida.
2. Comprimir o fluido refrigerante de modo queo mesmo possa ser condensado numatemperatura normal.
A função básica do controle do compressor,portanto, é a de ajustar a capacidade do
compressor à demanda efetiva do sistema derefrigeração, de modo que a temperatura deevaporação requerida possa ser mantida. Se acapacidade do compressor for maior que ademanda, a pressão e temperatura deevaporação serão mais baixas que as requeridas evice-versa.Além disto, não se deve permitir a operação docompressor fora de sua faixa de temperatura epressão aceitáveis com objetivo de se tentarotimizar suas condições de operação.
Esta solução é aplicável a todos os tipos decompressores e é eficiente. Para variar a velocidadedo compressor podem ser usados um motorelétrico de duas velocidades ou um conversor defreqüência. O motor elétrico de duas velocidadescontrola a capacidade do compressor operando emalta velocidade quando a carga térmica for alta (porexemplo, período de resfriamento) e em baixavelocidade quando a carga t;ermica for baixa (porexemplo, período de armazenamento).O conversor de freqüência pode variar a velocidadede rotação continuamente para satisfazer ademanda efetiva.
Esta solução é aplicável a compressores comcapacidades fixas e é mais facilmenteencontrado na refrigeração comercial. Paracontrolar a capacidade de refrigeração, parte dofluxo de gás quente na linha de descarga édesviado para o lado de baixa pressão. Istoauxilia a diminuir a capacidade de refrigeraçãode duas formas: diminuindo o fornecimento derefrigerante líquido e liberando algum calor parao circuito de baixa pressão.
3. Controle de velocidade variável.
4. By-pass de gás quente.
Em um sistema de refrigeração o compressor énormalmente selecionado para que seja capaz desatisfazer a maior carga possível de refrigeração.No entanto, durante operação normal, muitasvezes a carga de refrigeração é inferior à carga derefrigeração de projeto. Isto significa que ésempre necessário controlar a capacidade docompressor para que ela seja adequada à cargaefetiva do calor a ser removido. Há diversasformas comuns de controlar a capacidade docompressor:
Isto significa desativar cilindros em umcompressor de vários estágios de capacidade,abrir e fechar as portas de sucção de umcompressor parafuso ou fazer a parada e partidade alguns compressores em um sistema comvários compressores. Este sistema é simples econveniente. Além disto, a eficiência diminuimuito pouco durante o período em que o sistemaestá em carga parcial. É especialmente aplicável asistemas com diversos compressores alternativoscom vários cilindros.
O dispositivo mais comum utilizado para controlar acapacidade de um compressor parafuso é a válvulade deslizamento (“slide valve”), a qual é acionadapor pressão de óleo.A atuação desta válvula impede que parte do gásna sucção seja comprimido. A “slide valve” permiteuma modulação suave e contínua da capacidade docompressor, de 100% para 10%, mas a eficiênciadiminui quando a operação é em carga parcial.
1. Por Estágios.
2. Controle da válvula de deslizamento (“slide valve”).
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SCA
EVRAT+FASVA
FIA
AKS 33
EKC 331
SVA
MDanfoss
Tapp_0016_02
04-2006
>33
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 2.1.1:Controle por estágios dacapacidade do compressor
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Óleo
Controlador de Estágios
Transmissor de Pressão
Do separadorde líquido/evaporador
Separadorde óleo
Compressor alternativo
Para ocondensador
A solução para o controle em estágios dacapacidade do compressor pode ser encontradautilizando um controlador por estágios EKC 331 .O EKC 331 é um controlador de quatro estágioscom sáida para até quatro relés. Ele controla oaumento/ redução da capacidade doscompressores, o liga/desliga dos pistões ou domotor elétrico do compressor de acordo com osinal de pressão do transmissor de pressão AKS33 ou AKS 32R instalado na tubulação de sucção.Com base no controle de zona neutra, o EKC 331é capaz de controlar, por estágios, um sistemacomposto por até quatro compressores iguaisou, alternativamente, dois compressorescontrolados por capacidade (cada um deles comuma válvula de carga).
A versão EKC 331T aceita um sinal de um sensorde temperatura PT 1000, que pode ser necessáriopara sistemas com fluido secundário.
Controle de Zona NeutraA zona neutra é estabelecida próxima ao valor dereferência onde não ocorra aumento / reduçãode carga. Fora da zona neutra (nas áreas
hachuradas "+zone" e "- zone") ocorrerá oaumento / redução de carga à medida que apressão medida for desviando dos valoresajustados de zona neutra.
Se o controle ocorrer fora da área hachurada(chamada de ++zone e -zone), as mudanças nacapacidade ativação do controlador de algumaforma ocorrerão mais rapidamente do que seestivesse dentro da área hachurada.
Para obter mais detalhes, consulte o manual doEKC 331 (T) da Danfoss.
Transmissor de pressão - AKS 33 Transmissor de pressão - AKS 32R
Refrigerantes
Faixa de operação [bar]
Pressão máxima de trabalho PB [bar]
Faixa de temperatura de operação [°C]
Faixa de temperatura compensada [°C]
Sinal nominal de saída
Todos os refrigerantes, inclusive o R717
-1 até 34, veja a especificação deencomenda
Até 55, veja a especificação de encomenda
-40 a 85
LP: -30 a +40 / HP: 0 a +80
4 a 20mA
-1 até 34, veja o pedido de compra
10 a 90% do fornecimento de V
Dados técnicos
8
EVRAT+FATEA SVASVA
EVM
CVC
ICS
SVA
SVA
SVA
EVRAT+FASVA
ICS
CVC
SVA
SCA
FIADanfo
ss
Ta
pp_0017_02
04-2
006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 2.1.2:Controle da capacidade docompressorpor desvio degás quente (hot gas by-pass)
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Óleo
Válvula de bloqueio
Regulador de capacidade
Válvula de bloqueio
Compressor
Para ocondensador
Separadorde óleo
Do recipientede líquido
Evaporador
O d e s v i o d o g á s q u e n t e p o d e serutilizado para controlar a capacidade derefrigeração para compressores que nãopossuem sistema para controle de capacidade.A servo válvula operada por piloto ICSjuntamente com uma válvula piloto CVC éutilizada para controlar a vazão de gás quente aser desviado de acordo com a pressão na linha
de sucção. A CVC é uma válvula pilotocontrolada por contrapressão que abre a ICS eaumenta a vazão de gás quente quando apressão de sucção estiver abaixo do valorajustado. Desta forma, a pressão de sucção naentrada do compressor é mantida constante,portanto a capacidade de refrigeração satisfaz acarga efetiva de refrigeração.
Servo válvula operada por piloto - ICS
Material Carcaça: 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] 52DN [mm] 20 a 80
Válvula piloto – CVC
Material Carcaça: aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns
Faixa de temperatura do meio [°C] -50 a 120
Lado de alta pressão: 28Pressão máxima de trabalho [bar]
Lado de baixa pressão: 17Faixa de pressão [bar] -0,45 a 7
Valor de Kv [m3/h] 0,2
Dados técnicos
9
Exemplo de aplicação 2.1.3:Controle da capacidade coma variação de velocidadedo compressor
FIADo separadorde líquido/evaporador SVA
M
AKD 5000
SVA
M
Do separadorde líquido/evaporador SVA
FIA
PLC/OEMcontrolador
VLT 5000
Para o separador de óleo
Para o separador de óleo
SVA
AK2
AKS 33
AKS 33
Danfo
ss
Tapp_0139_02
08-2
006
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
O controle por conversor de freqüência oferece as seguintesvantagens:
Economia de energia
Melhor controle e qualidade do produto
Redução do nível de ruído do compressor
Vida longa ao compressor
Instalação simples
Controle completo e programação amigável
Dados técnicos Conversor de freqüência AKD2800 Conversor de freqüência AKD5000
Grau de proteção IP 20 IP 20 ou IP 54
Temperatura ambiente
Potência kW 0,7kW a18.5kW 0,75kW a 55kW
Voltagem 200-240V ou 380-480V 200-240V ou 380-500V
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Conversor de freqüência
Controlador
Trandutor de pressão
Compressor
RT 107
EVRA+FA
TEAT
SVA
SVA
SVA
FIA
RT 1ART 5A
Danfoss
Tapp_0018_02
04-2006
2.2Controle da Temperatura deDescarga com Injeção deLíquido
Os fabricantes de compressores geralmenterecomendam limitar a temperatura de descargaabaixo de um certo valor para evitar osobreaquecimento do óleo, prolongando assima vida útil dos compressores e impedindo o malfuncionamento devido a temperaturas muitoaltas do óleo.
A partir do diagrama log p-h é possível notarque a temperatura de descarga pode ser altaquando:
o compressor opera numa alta pressãodiferencial.
�
�
�
o compressor recebe na sucção vapor comalto grau de superaquecido.
o compressor funciona com o controle decapacidade por desvio de gás quente (hotgas by-pass).
Há diversas formas de reduzir a temperatura dedescarga. Uma forma é a utilização, emcompressores alternativos, de cabeçotesresfriados a água, outro método é a injeção delíquido pelo qual o refrigerante líquido da saídado condensador ou do recipiente é injetado nalinha de sucção, no resfriador intermediário ouna porta lateral do compressor parafuso.
Exemplo de Aplicação 2.2.1:Injeção de líquido com a válvulade injeção termostática
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Óleo
Válvula de bloqueio
Válvula solenóide
Válvula de injeçãotermostática
Válvula de bloqueio
Termostato
Do recipientede líquido
Do separadorde líquido/evaporador
Do resfriadorde óleo
Para o separadorde óleo
Quando a temperatura de descarga subir acimado valor de ajuste do termostato RT 107 , o RT107 energizará a válvula solenóide EVRA a qualpermitirá o início da injeção de líquido na portalateral do compressor parafuso.
A válvula de injeção termostática TEAT controla avazão de líquido injetado de acordo com atemperatura de descarga impedindo que estatemperatura de descarga aumente ainda mais.
Dados técnicos
Termostato - RT
Refrigerantes R717 refrigerantes fluorados a especificação de encomenda
Proteção IP 66/54, veja a especificação de encomenda
Temperatura máxima do bulbo [bar] [°C] 65 a 300, veja a especificação de encomenda
Temperatura ambiente [°C] -50 a 70
Faixa de ajuste [°C] -65 a 150, a especificação de encomenda
Diferencial Δt [°C] 1,0 a 25,0, a especificação de encomenda
Válvula de injeção termostática -TEAT
Refrigerantes R717 e refrigerantes fluorados
Faixa de ajuste [°C] Temperatura máxima do bulbo [bar] 150P faixa: 20
Pressão máxima de trabalho [bar] 20
Capacidade nominal * [kW] 3,3 a 274
*Condições:T = +5°C, p = 8 bar, T = 4°Ce sub
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
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Exemplo de Aplicação 2.2.2:Injeção líquida com válvulamotorizada
Compressor
SVA
ICAD
ICMEVRA+FA
EKC 361
AKS 21
SVA
SVA
FIA
Danfoss
Tapp_0019_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Óleo
Válvula de bloqueio
Válvula solenóide
Válvula motorizada
Válvula de bloqueio
Termostato
Sensor de temperatura
Do recipientede líquido
Do separadorde líquido/evaporador
Do resfriadorde óleo
Para o separadorde óleo
Uma solução para o controle de injeção delíquido de forma eletrônica pode ser obtida pormeio de uma válvula motorizada ICM . O sensorde temperatura AKS 21 PT 1000 registrará atemperatura de descarga e transmitirá o sinalpara o controlador de temperatura EKC 361 .
Se a temperatura alcançar o valor de ajuste, oEKC 361 enviará um sinal de controle para oatuador ICAD que ajustará o grau de abertura daválvula motorizada ICM de modo que atemperatura de descarga seja limitada.
Válvula motorizada -ICM
Material Carcaça: Aço especial para serviço a baixa temperatura
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717 e R744
Faixa de temperatura do meio [°C] -60 a 120
Pressão máxima de trabalho [bar] 52 bar
DN [mm] 20 a 65
Capacidade nominal. [kW] 224 a 14000
Atuador – ICAD
Material Carcaça: alumínio
Faixa de temperatura do meio [°C] -30 a 50 (ambiente)
Sinal de entrada de controle 0/4-10mA,ou 0/2-10V
Tempo de abertura-fechamento 3 a 13 segundos dependendo do tamanho da válvula
Dados técnicos
*Condições:T = +10°C, p = 8,0 bar, T = 4Ke sub
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Estação de válvula com:
Filtro
Operador manual
M
Válvula de bloqueio
Válvula solenóide
Válvula motorizada
Válvula de bloqueio
Sensor de temperatura
Controlador
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Óleo
Exemplo de Aplicação 2.2.3:Uma solução compacta parainjeção de líquido com ICF
Dados técnicos
Para a injeção de líquido, a Danfoss podefornecer uma solução de controle bemcompacta, a válvula ICF . Até seis módulosdistintos podem ser montados na mesmacarcaça. Esta solução opera da mesma maneiraque apresentado no exemplo 2.2.2, no entantoocupa um espaço bem reduzido compacta e émais fácil de instalar.
Solução de controle ICFMaterial Carcaça: Aço especial para serviço a baixa temperaturaRefrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717 e R744Faixa de temperatura do meio [°C] -60 a 120Pressão máxima de trabalho [bar] 52 barDN [mm] 20 a 40
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
SVA
Compressor
EKC 361
AKS 21
FIA
ICFS
ICF
ICFM
ICFF
ICM ICFE ICFS
Danfoss
Tapp_0020_02
04-2006Do recipientede líquido
Para o separadorde óleoDo separador
de líquido/evaporador
Do resfriadorde óleo
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Regulador de pressão do cárter
SVA
EVRAT+FASVA
ICS
CVC
Separador deóleo
CompressorSCA
Danfoss
Tapp_0021_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Dados técnicos
Válvula de bloqueio
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Óleo
Doevaporador
Para ocondensador
2.3Controle da Pressão do Cárter
Durante a partida ou após o degelo, a pressãode sucção deve ser controlada, caso contrárioela poderá ser muito alta e o motor docompressor será sobrecarregado.
O motor elétrico do compressor pode serdanificado por esta sobrecarga.
Há duas formas de solucionar este problema:1. Dê a partida no compressor com carga
parcial. Os métodos de controle decapacidade podem ser utilizados para partiro compressor com carga parcial, porexemplo, desativando alguns dos pistões
para compressores alternativos com váriospistões ou desviando algum gás de sucçãopara compressores parafusos com “slide valve”,etc.
2. Controle da pressão do cárter paracompressores alternativos. A pressão desucção poderá ser mantida em um certo nívelatravés da instalação, na linha de sucção, deuma válvula reguladora controlada porcontrapressão que não abrirá até que apressão na linha de sucção tenha caído abaixodo valor de ajuste.
Exemplo de Aplicação 2.3.1:Controle de pressão do cártercom ICS e CVC
Para possibilitar o controle da pressão do cárterdurante a partida, após o degelo, ou em outroscasos quando a pressão de sucção se elevardemasiadamente, devem ser instaladas nalinha de sucção a servo válvula operada porpiloto ICS com a válvula piloto controlada por
contrapressão CVC. A ICS não abrirá até que apressão de sucção a jusante caia abaixo do valorde ajuste da válvula piloto CVC. Desta forma, ovapor de alta pressão na linha de sucção pode seraliviado para o cárter gradualmente, o queassegura uma capacidade controlável docompressor.
Válvula servo operada por piloto –ICSMaterial Carcaça: Aço especial para serviço a baixa temperaturaRefrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717 e R744Faixa de temperatura do meio [°C] -60 a +120Pressão máxima de trabalho [bar] 52DN [mm] 20 a 80Capacidade* [kW] 11,4 a 470*Condições:Te = -10°C, Ti = 30°C, p = 0,2 bar, Tsub = 8K
Válvula piloto - CVCMaterial Carcaça: Aço especial para serviço a baixa temperaturaRefrigerantes Todos os refrigerantes comunsFaixa de temperatura do meio [°C] -52 a 120
Pressão máxima de trabalho [bar]Lado de alta pressão: 28Lado de baixa pressão: 17
Faixa de pressão [bar] -0,45 a 7Valor de Kv [m3/h] 0,2
13
SVA
EVRAT+FASVA
CVP(HP)
Separador deóleo
CompressorSCA
CVH
REGREG
ICS
Danfoss
Tapp_0022_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Dados técnicos
Válvula de bloqueio
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Óleo
Doevaporador
Para ocondensador
Exemplo de Aplicação 2.3.2:Controle de pressão do cártercom ICS e CVP - (P > 17 bar)
Válvula piloto de pressãoconstante
Servo válvula operada por piloto
Válvula de regulagem manual
Válvula de regulagem manual
Para os sistemas de refrigeração com a pressão desucção acima de 17 bar (por exemplo, sistemacom CO ), a válvula piloto CVC não pode serutilizada. O controle de pressão do cárter pode serobtida utilizando a válvula piloto de pressãoconstante CVP.
A pressão máxima de sucção requerida é ajustadana válvula piloto CVP . Quando a pressão desucção alcançar o valor de ajuste, o CVP abre.Uma vez que o vapor de alta pressão no servopistão da válvula principal ICS é aliviado para alinha de sucção, a pressão sobre o pistão diminui ea válvula começa a fechar. Isto evitará que apressão na sucção aumente acima do valor deajuste.
2
Após a operar por algum tempo, o compressorpuxará uma quantidade suficiente de vapor doevaporador capaz de fazer com que a pressão deevaporação caia abaixo daquela ajustada na CVP.Quando isto estiver ocorrido, o CVP fechará e aválvula principal ICS abrirá. Durante a operaçãonormal a válvula ICS estará completamenteaberta. As válvulas de regulagem REG emostradas são ajustadas para uma abertura queresulta em um tempo de abertura e fechamentoadequados na válvula principal.
O CVH para o piloto CVP deve serinstalado contra a direção do fluxo principal,conforme mostrado no diagrama.
Observação:
Válvula piloto de pressão constante - CVP
Material
CVP (LP) Corpo: açoBase: aço
CVP (HP) Corpo: ferro fundidoBase: aço inoxidável
CVP (XP) Corpo: açoBase: aço
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns
Faixa de temperatura do meio [°C] -50 a 120
Pressão máxima de trabalho [bar]CVP (LP): 17CVP (HP): 28CVP (XP): 52
Faixa de pressão [bar]CVP (LP): -0,66 a 28CVP (HP): -0,66 a 28CVP (XP): 25 a 52
Valor de Kv [m3/h]CVP (LP): 0,4CVP (HP): 0,4CVP (XP): 0,45
14
SVA
EVRAT+FA
SVA
Compressor
SCA
Danfoss
Tapp_0023_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Dados técnicos
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Óleo
Doevaporador
Para ocondensador
Separador deóleo
2.4Controle do Contra-Fluxo
O contra-fluxo do refrigerante do condensador ea condensação de refrigerante no separador deóleo e no compressor deverão ser evitados emtodo momento. Para os compressores de pistão,o contra-fluxo pode resultar em golpe deariente. Para os compressores parafuso, ocontra-fluxo pode causar rotação contrária edanificar os mancais do compressor.
Além disso, durante as paradas de curta duração,deverá ser evitada a migração da refrigeraçãopara o separador de óleo e também para ocompressore. Para evitar este contra-fluxo, énecessário instalar uma válvula de retenção nasaída do separador de óleo.
Exemplo de Aplicação 2.4.1:Controle do contra-fluxo
Válvula conjugada debloqueio e de retenção
A válvula conjugada de bloqueio e de retençãoSCA funciona como uma válvula de retençãoquando o sistema está em operação normal,como também permite isolar a linha de descargapara serviços de manutenção como uma válvulade bloqueio convencional. Esta soluçãocombinada de válvula de bloqueio/retenção émais fácil instalar e tem uma resistência aoescoamento inferior quando comparada asolução que adota uma válvula de bloqueionormal mais uma da válvula de retenção simples.
Ao selecionar uma válvula conjugada debloqueio e de retenção, é importante observar:1. Selecione uma válvula de acordo com acapacidade e não o tamanho da tubulação.
2. Considere as condições de trabalho tanto nacapacidade nominal e na parcial. A velocidadena condição nominal deverá estar próxima dovalor recomendado para o produto, ao mesmotempo em que a velocidade na condição dacarga parcial deverá ser maior do que avelocidade mínima recomendada.
Para maiores detalhes sobre como selecionaras válvulas, consulte o catálogo de produto.
Válvula conjugada de bloqueio e de retenção - SCAMaterial Corpo: aço especial aprovado para aplicações a baixa temperatura.
Haste: aço inoxidável polidoRefrigerantes Todos os refrigerantes comuns não inflamáveis, inclusive R717Faixa de temperatura do meio [°C] -60 a 150Pressão diferencial de abertura [bar] 0,04Pressão máxima de trabalho [bar] 40DN [mm] 15 a 125
15
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
2.5Resumo
LimitaçõesSolução Aplicação Benefícios
Controle da Temperatura de Descarga com Injeção de Líquido
Controle da Capacidade do Compressor
Controle da Pressão do Cárter
Controle do Contra- Fluxo
Controle gradual dacapacidade do compressorcom EKC 331 e AKS 32/33
Aplicável a compressor comvários pistões, compressorparafuso com múltiplasportas de sucção e sistemascom diversos compressoresoperando em paralelo.
Simples.Quase tão eficiente tantosob carga parcial quantoem carga total.
O controle não écontínuo, especialmentequando houver somentealguns estágios.Flutuações na pressão desucção.
Controle da capacidade docompressor por desvio degás quente utilizandoa ICS e CVC
Aplicável a compressor comcapacidades fixa.
Eficaz para controlar acapacidade continuamentede acordo com a cargatérmica requerida. O gásquente pode ajudar o retornodo óleo do evaporador.
Não é eficiente em cargaparcial.Alto consumo de energia.
Solução mecânica parainjeção de líquido com TEAT,EVRA(T) e RT
Aplicável a sistemas onde astemperaturas de descargapossam ser muito altas.
Simples e eficaz. A injeção de líquidorefrigerante pode serperigosa para o compressor.Menor eficácia do que umresfriador intermediário.
Solução eletrônica para ocontrole de injeção delíquido com EKC 361 e ICM
Solução eletrônica para ocontrole de injeção delíquido com EKC361 e ICF.
Aplicável a sistemas onde astemperaturas de descargapossam ser muito altas.
Flexível e compacto. Possívelde ser monitorado econtrolado remotamente.
Não aplicável a refrigerantesinflamáveis. A injeção delíquido refrigerante pode serperigosa ao compressor.Menor eficácia do que umresfriador intermediário.
Controle de pressão do cártercom ICS e CVC
Controle da pressão docárter com ICS e CVP.
Aplicável a compressoresalternativos, normalmenteutilizados para sistemaspequenos e médios.
Simples e confiável. Eficaz naproteção de compressoresalternativos na partida ouapós o degelo comgás quente.
Possibilita perda de pressãoconstante na linhade sucção.
Controle do contra-fluxocom SCA
Simples.Fácil de instalar.Baixa resistência aoescoamento.
Possibilita perda de pressãoconstante na linha dedescarga.
Aplicável a todas asinstalações de refrigeração
PC
TC
TSHL
M
TC
PC
PC
Controle de variação davelocidade docompressor
Aplicável a todos oscompressores quetrabalham emvelocidades reduzidas
O AKD2800 não pode seraplicado à compressoresde pistão. O compressordeve poder trabalhar emvelocidades baixas
Baixa corrente de partidaEconomia de energiaBaixo nível de ruidoVida mais longa docompressorInstalação simples
M
16
Manual de Uso Controles Automáticos para Sistemas de Refrigeración Industriales
Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss na Internethttp://www.danfoss.com/BusinessAreas/RefrigerationAndAirConditioning/Products/Documentation.htm
Tipo N° da Literatura Tipo N° da Literatura
Folheto / Manual Técnico
Tipo N° da Literatura Tipo N° da Literatura
IInstrução do Produto2.6Literatura de Referência
17
AKD RB.8D.B
AKS 21 ED.SA0.A
AKS 32R RD.5G.J
AKS 33 RD.5G.H
CVC PD.HN0.A
CVP PD.HN0.A
EKC 331 RS.8A.G
EKC 361 RS.8A.E
EVRA(T ) RD.3C.B
ICF PD.FT0.A
ICM PD.HT0.A
ICS PD.HS0.A
REG RD.1G.D
SCA RD.7E.C
SVA PD.KD0.A
TEAT RD.1F.A
AKD 2800 EI.R1.H
AKD 5000 EI.R1.R
AKS 21 RI.14.D
AKS 32R PI.SB0.A
AKS 33 PI.SB0.A
CVC RI.4X.L
CVP RI.4X.D
EKC 331 RI.8B.E
EKC 361 RI.8B.F
EVRA(T ) RI.3D.A
ICF PI.FT0.A
ICM PI.HT0.A
ICS PI.HS0.A
REG PI.KM0.A
SCA PI.FL0.A
SVA PI.KD0.B
TEAT PI.AU0.A
Consulte a paraobter a relação das literaturasde referência em ordemalfabética.
página 101
18
3. Controles doCondensador
3.1
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Em áreas onde há grandes variações detemperatura do ar ambiente e/ou das condiçõesde carga é necessário controlar a pressão decondensação para evitar que a mesma caia paravalores muito baixos. Pressões de condensaçãomuito baixas resultam em um diferencial depressão insuficiente por todos os dispositivos deexpansão e fazem com que o evaporador nãoreceba uma quantidade suficiente derefrigerante. Significa que o controle dacapacidade do condensador é utilizadoprincipalmente nas zonas de climas temperadosa um menor grau nas zonas subtropicais etropicais.
A idéia básica do controle, portanto, é a deajustar a capacidade do condensador quando atemperatura ambiente for baixa, de forma que apressão de condensação possa ser mantidaacima do nível mínimo aceitável.Este controle da capacidade de condensaçãopode ser obitido ou regulando a vazão de ar ouágua que circula através do condensador oureduzindo a área efetiva da superfície de troca decalor.
Diferentes soluções podem ser projetadas paradiferentes tipos de condensadores:3.1 Condensadores resfriados a ar3.2 Condensadores evaporativos3.3 Condensadores resfriados a água
Um condensador resfriado a ar é umcondensador resfriado pelo ar ambiente,insuflado por ventiladores axiais ou centrífugos,de baixo para cima e passando através da
superfície de troca de calor (tubos com aletas).O controle de pressão de condensação paracondensadores resfriados a ar pode ser realizadodas seguintes formas:
O primeiro método utilizado foi o de instalar umnúmero necessário de dispositivos de controlesde pressão, equivalente ao pressostato DanfossRT-5, e ajustá-los em diferentes condições de ligae desliga de ventiladores de acordo com apressão a ser mantida.
O segundo método utilizado para controlar osventiladores foi a através da instalação de umcontrolador de pressão de zona neutraequivalente ao Danfoss tipo RT-L. Inicialmente,
este método foi utilizado em conjunto com umcontrolador em estágios, que possuía um númerode contatos de acordo com a quantidade deventiladores exitentes.Entretanto este sistema reagia com muita rapideze foi necessário utilizar temporizadores pararetardar o liga desliga dos ventiladores.
O terceiro método é o atual controlador porestágios, EKC-331 da Danfoss.
Este método de controle do ventilador docondensador tem sido utilizado por muitos anos,porém o objetivo principal foi a redução do nívelde ruído por motivos de preservação do meioambiente.
Atualmente, este tipo de instalação é muito maiscomum, e pode ser utilizado o conversor defreqüência AKD da Danfoss.
Para o controle da capacidade de condensadoresresfriados a ar através do controle da área detroca térmica do condensador, é necessário umrecipiente de líquido. Este recipiente de líquidodeve ter um volume suficiente para ser capaz deacomodar as variações na quantidade derefrigerante no condensador.
O controle da área do condensador pode serexecutado de duas formas:1. Com a válvula principal ICS ou PM, pilotada
através de válvula piloto de pressão constanteCVP (HP), montada na linha de descarga docompressor na entrada do condensador, e umaoutra válvula principal ICS, agora pilotada porválvula piloto de pressão diferencial CVPP (HP),montado numa tubulção de by-pass entre alinha de descarga do compressor e o recipientede líquido. Na tubulação entre o condensador eo recipiente deve ser instalada uma válvula de
retenção NRVA, com objetivo de impedir que olíquido retorne do recipiente para ocondensador.
2. Com uma válvula principal ICS pilotada atravésde válvula piloto de pressão constante CVP(HP) montada na tubulação entre ocondensador e o recipiente de líquido, e umaoutra válvula principa ICS agora pilotadaatravés de um piloto de pressão diferencialCVPP (HP) montada numa tubulaçao de by-pass entre a linha de descarga do compressore o recipiente. Este sistema é utilizadoprincipalmente em refrigeração comercial.
Condensadoresresfriados a ar
3.1.3 - O controle da área de condensadores resfriados a ar
3.1.2 - Controle de Velocidade dos Ventiladores dos Condensadores Resfriados a Ar.
3.1.1 - Controle Gradual de Condensadores Resfriados a Ar
19
AKS 33
EKC 331
Da linha de descarga
SFA SFA
LLG
SVA
SNV
SNVDSV
SVASVA
SVA
Danfoss
Tapp_0031_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Dados técnicos
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Transmissor de pressão
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Exemplo de Aplicação 3.1.1:Controle gradual dos ventiladorescom o controladorpor estágios EKC 331
Controlador por estágios
Condensador
Recipiente de líquido
Para os dispositivosde expansão
O EKC 331 é um controlador de quatro estágioscom até quatro saídas a relé. Ele controla aativação dos ventiladores de acordo com o sinalde pressão de condensação do transmissor depressão AKS 33 ou AKS 32R. Com base nocontrole da zona neutra o EKC 331 é capaz decontrolar a capacidade de condensação de modoque a pressão de condensação seja mantidaacima do nível mínimo exigido.
Para obter mais informações sobre o controle dezona neutra, consulte a seção 2.1.
A linha de by-pass onde a SVA está instalada éum tubo de equalização que ajuda equilibrar apressão no recipiente de líquido com a pressãode entrada do condensador de modo que olíquido refrigerante no condensador possa serdrenado para este recipiente.
1 Em algumas instalações, o EKC 3311 é utilizado.Neste caso, o sinal de entrada pode ser de umsensor de temperatura PT 1000, por exemplo, OAKS 21. O sensor de temperatura é normalmenteinstalado na saída do condensador.
: Esta solução não é tãoprecisa quanto a solução que utiliza o transmissorde pressão pois a temperatura de saída pode nãorefletir corretamente a pressão de condensaçãodevido ao subresfriamento.Se o subresfriamento for muito baixo, podeocorrer flash gass, quando os ventiladoresestiverem partindo.
Observe o seguinte
Transmissor de pressão - AKS 33 Transmissor de pressão - AKS 32R
Refrigerantes Todos os refrigerantes, inclusive o R717
Faixa de operação [bar] -1 até 34, veja a especificação de encomenda -1 até 34, veja a especificação de encomenda
Pressão máxima de trabalho [bar] Até 55, veja a especificação de encomenda >33
Faixa de temperatura de operação [°C] -40 a 85
Faixa de temperatura compensada [°C] LP: -30 a +40 / HP: 0 a +80
Sinal nominal de saída 4 a 20 mA 10 a 90% do fornecimento de V
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
20
Exemplo de aplicação 3.1.2:Controle de velocidade dosventiladores de condensadoresresfriados a ar
SVA
SVA
AKS 33
SVA
AKD
Dalinha dedescarga
Condensador
SFV SFV
Para o dispositivode expansão
Recipiente de líquido
DSV
SNV
LLG
SVADanfossTapp_0141_0208-2006
Controle por conversor de freqüência oferece as seguintesvantagens:
Economia de energia
Melhor controle e qualidade do produto
Redução do nível de ruido do compressor
Vida longa ao compressor
Instalação simples
Controle completo e programação amigável
Dados técnicos
* Potências kW maiores mediante solicitação
Conversor de freqüência AKD2800 Conversor de freqüência AKD5000
Grau de proteção IP20 IP20 ou IP54
Temperatura ambiente
Potência kW 0,37 kW a 18,5 kW 0,75 kW a 55 kW
Voltagem 200-240 V ou 380-480 V 200-240 V ou 380-500 V
2
3
5
4
1
1 Conversor de freqüência
2 Transdutor de pressão
Refrigerante de vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
21
3.2
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Dados técnicos(Continuação) Válvula piloto de pressão constante - CVP (HP/XP)
Material CVP (HP) Corpo: ferro fundidoBase: aço inoxidávelCVP (XP) Corpo: açoBase: aço
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns
Faixa de temperatura do meio [°C] -50 a 120
Pressão máxima de trabalho [bar] CVP (HP): 28
CVP (XP): 52
CVP (HP): -0.66 a 28Faixa de pressão [bar]
CVP (XP): 25 a 52
CVP (HP): 0.4Valor Kv [m3/h]
CVP (XP): 0.45
Válvula de alívio - 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 até 8
Condensadoresevaporativos
O condensador evaporativo é um condensadorresfriado a ar ambiente combinado com apulverização de água através de orifícios edefletores de ar em contra-fluxo com o ar. Aágua evapora e o efeito de evaporação dospingos de água aumenta a capacidade decondensação.
Os condensadores evaporativos atuais sãoenvoltos por um carcaça de aço ou plástico comventiladores axiais ou centrífugos na parteinferior ou superior do condensador.
A superfície de troca de calor no fluxo de arúmido é composta por tubos de aço.Acima dos orifícios de pulverização de água (noar seco) normalmente há um
quente antes que este alcance o trocador de calorna região de fluxo de ar úmido. Desta forma aformação decorrente de calcificação (depósito decálcio) na superfície da tubulação do trocador decalor principal é bastante reduzida.
O consumo de água nste tipo de condensador ébastante inferior ao de um condensador normalresfriado a água. O controle da capacidade de umcondensador evaporativo pode ser obtido oupelo uso de ventiladores de duas velocidade ouatravés da instalação de ventiladores comvariadores de velocidade, e, em condições detemperaturas ambientes muito baixas, através dodesligamento da bomba de circulação de água.
3.2.1 - Controle de Condensadores EvaporativosO controle da pressão de condensação ou dacapacidade dos condensadores evaporativos podeser obtido de duas formas:
1. Controladores de pressão (pressostatos) RT ou KPpara o controle do ventilador e da bomba deágua (conforme mencionado anteriormente).
2. Controladores de pressão de zona neutra(pressostatos) RT-L para o controle do ventiladore da bomba de água.
3. Controlador por estágios para o controle deventiladores com duas velocidades e da bombade água.
4. Conversores de freqüência para o controle davelocidade do ventilador e controle da bomba deágua.
5. Chave de fluxo Saginomiya para alarme no casode falha na circulação de água.
22
SCA
SNV DSV
LLG
SVA SNV
SFA
SVA
SFA
SVA
RT 5A
RT 5A
SVA
Danfoss
Tapp_0033_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Controlador de pressão
Controlador de pressão
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Óleo
Condensador
Para os dispositivosde expansão
Compressor
Da linhade sucção
Para oresfriadorde óleo
Bombade água
Exemplo de Aplicação 3.2.1:Controle por estágios docondensador evaporativo compressostato RT
Esta solução de ajuste mantém a pressão decondensação, assim como a pressão norecipiente de líquido em um nívelsuficientemente alto sob baixa temperaturaambiente.
Quando a pressão na entrada do condensadorcair abaixo do valor de ajuste do pressostato RT5A , este desligará o ventilador para diminuira capacidade de condensação.
Em temperatura ambiente extremamente baixa,quando a pressão de condensação cair abaixodo valor de ajuste do RT 5A , mesmo apóstodos os ventiladores terem sido desligados, oRT desligará a bomba de água.
Quando a bomba estiver desligada, ocondensador e a tubulação de água deverãoser drenados para evitar a formação dedepósito de cálcio (calcificação) econgelamento.
Dados técnicos Pressotato HP - RT 5ª
Refrigerantes R717 refrigerantes fluorados, veja a especificação de encomenda
Proteçào IP 66/54, veja a especificação de encomenda
Temperatura 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
Recipiente de líquido
EKC 331
AKS 33
LLG
SVA SNV
SNVDSV
SCA
SVASVA
SFA SFA
SVA
Danfoss
Tapp_0034_02
04-2006
Condensador
Para os dispositivosde expansãoPara o
resfriadorde óleo
Bombade água
Recipiente de líquido
Compressor
Da linhade sucção
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Óleo
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Transmissor de pressão
Controlador por estágios
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Exemplo de Aplicação 3.2.2:Controle gradual do condensadorevaporativo com controlador porestágios EKC 331
Dados técnicos
Esta solução funciona da mesma forma daquelaapresentada no exemplo 3.2.1, porém operadapor controlador por estágios EKC 331 . Para obtermais informações sobre o EKC 331, consulte a
.
A solução de controle por estágios para ocompressor pode ser obtida utilizando umcontrolador gradual EKC 331 . O EKC 331 é umcontrolador de quatro estágios com até quatrosaídas a relé. Ele controla ocarregamento/descarregamento doscompressores/pistões ou do motor elétrico docompressor de acordo com o sinal de pressão desucção do transmissor de pressão AKS 33 ouAKS 32R. Com base no controle de zona neutra oEKC 331 é capaz de controlar um sistemaconjunto de compressor com até quatro estágiosiguais ou alternativamente dois compressorescontrolados por capacidade (cada um deles comuma válvula de descarga).
A versão EKC 331T aceita um sinal de um sensorde temperatura PT 1000, que pode ser necessáriopara sistemas secundários.
Controle de Zona NeutraA zona neutra é estabelecida próxima ao valor de
página 7
1
2
referência onde não ocorracarregamento/descarregamento. Fora da zonaneutra (nas áreas hachuradas "+zone" e "- zone")o carregamento/descarregamento ocorrerá àmedida que a pressão de medição for desviandodos ajustes de zona neutra.
Se o controle ocorrer fora da área hachurada(chamada de ++zone e -zone), ocorrerãoalgumas mudanças na capacidade ativação(colocação em circuito) mais rapidamente do quese estivesse dentro da área hachurada.
Para obter mais detalhes, consulte o manual doEKC 331 (T) da Danfoss.
Transmissor de pressão - AKS 33 Transmissor de pressão - AKS 32R
Refrigerantes Todos os refrigerantes, inclusive o R717
Faixa de operação [bar] -1 até 34, veja a especificação de encomenda -1 até 34, veja a especificação de encomenda
Pressão máxima de trabalho PB [bar] Até 55, veja a especificação de encomenda >33
Faixa de temperatura de operação [°C] -40 a 85
Faixa de temperatura compensada [°C] LP: -30 a +40 / HP: 0 a +80
Sinal nominal de saída 4 a 20mA 10 a 90% do fornecimento de V
23
24
Compressor
SCA SVA
SVA
SNVSFA
DSV
SFA
SNV
WVS
Danfoss
Tapp_0035_02
04-2006
Dados técnicos
3.3Condensadores resfriadosa água
O condensador resfriado a água era,originalmente, um trocador de calor casco etubos, mas hoje é mais comum o uso domoderno projeto de trocador de calor a placas(para amônia, fabricado de aço inoxidável).
Condensadores resfriados a água não sãousados com muita frequência, pois em várioslugares é proibido a utilização de grandesquantidades de água que estes tipos decondensadores consomem (controle doconsumo de água e / ou alto custo da água).
Hoje em dia os condensadores resfriados a águasão comuns em sistemas compactos pararesfriamento (“chillers”), sendo a água deresfriamento proveniente de uma torre deresfriamento e recirculada. Ele também pode serutilizado como um condensador de recuperação decalor para o fornecimento de água quente.
O controle da pressão de condensação pode serobtido pelo controle da vazão de água deresfriamento efetuado através da instalação de umaválvula automática controlada pela pressão ou poruma válvula motorizada controlada por umcontrolador eletrônico.
Exemplo de Aplicação 3.3.1:Controle, com válvula de água,da vazão de água paracondensadores resfriados a água
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Óleo
Válvula de água
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Esta solução mantém a pressão de condensaçãoem um nível constante. A pressão decondensação do refrigerante é direcionadaatravés de um tubo capilar para a parte superiorda válvula de água WVS , e ajusta a abertura daWVS de forma correspondente. A válvula deágua 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, salmora 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
Para os dispositivosde expansão
Da linhade sucção
Condensador
Saída deágua deresfriamento
Entrada deágua deresfriamento
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
25
Compressor
SNV
VM2
SVA
SFA
SNV
SCASVA
SFA
DSV
AMV 20
AKS 33
Danfoss
Tapp_0036_02
04-2006
Para os dispositivosde expansão
Da linhade sucção
Entrada deágua deresfriamento
Saída deágua deresfriamento
Condensador
Controlador
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Exemplo de Aplicação 3.3.2:Controle com válvulamotorizada, da vazão de águapara condensadoresresfriados a água
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Óleo
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula motorizada
Transmissor de pressão
Controlador
O controlador recebe o sinal de pressão decondensação do transmissor de pressão AKS 33
e envia um sinal de modulaçãocorrespondente para o atuador AMV 20 daválvula motorizada VM 2 . Desta forma, avazão da água de resfriamento é ajustada e apressão de condensação é mantida em um
nível constante.Nesta solução, o controlador pode serconfigurado para controle PI ou PID.
A VM 2 e VFG 2 são válvulas motorizadasprojetadas para aquecimento urbano e tambémpodem ser utilizadas para o controle da vazão deágua em instalações de refrigeração.
Válvula motorizada -VM 2
Material Corpo de válvula: bronze vermelho
Meio Água de circulação / água em solução de glicol em até 30%
Faixa de temperatura do meio [°C] 2 a 150
Pressão máxima de trabalho [bar] 25
DN [mm] 15 a 50
Válvula motorizada - VFG 2
Material Corpo de válvula: Ferro fundido / ferro doce / aço fundido, veja o pedido de compra
Meio Circulação de água / água com solução glicólica em até 30%
Faixa de temperatura do meio [°C] 2 a 200
Pressão máxima de trabalho [bar] 16/25/40, veja o pedido de compras
DN [mm] 15 a 250
Dados técnicos
26
Condensador
Recipientede líquido
Recipientede líquido
PT
Da linhade descarga
Condensador
PS PS
Da linhade descarga
Recipientede líquido
Condensador
Bombad’água
PT
Condensador
Compressor
Entrada deágua geladaPC
Compressor
M
PT
PC
3.4Resumo
3.5
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Solução Aplicação Benefícios Limitações
Controle de Condensador Refrigerado a Ar
Controle de Condensador Evaporativo
Controle de Condensador Resfriados a Água
Controle gradual dosventiladores com ocontrolador por estágiosEKC331
Utilizado principalmentepara refrigeração industrialem climas quentes e em umgrau bem inferior paraclimas frios.
Controle em estágios dovolume de ar ou com ocontrole da variação develocidade do ventilador;economia de energia;Sem utilização de água.
Temperatura ambiente bembaixa;O controle gradual doventilador pode emitir ruído.
Controle gradual docondensador evaporativocom pressostato RT
Refrigeração industrial comgrande requisito decapacidade.
Grande redução de consumode água em comparaçãocom os condensadoresresfriados a água erelativamente de fácilcontrole de capacidade;Economia de energia.
Não aplicável em países comalta umidade relativa; emclimas frios devem sertomadas precauçõesespeciais para que a águanos tubos seja drenadadurante os períodos deinatividade da bombade água.
Controle gradual docondensador evaporativocom controlador porestágios EKC 331
Refrigeração industrial comgrande requisito decapacidade.
Grande redução de consumode água em comparação comos condensadores resfriadosa água e relativamente defácil controle de capacidade;Possível de ser controladoremotamente.Economia de energia.
Não aplicável em países comalta umidade relativa; emclimas frios devem sertomadas precauçõesespeciais para que a águanos tubos seja drenadadurante os períodos deinatividade da bombade água.
Controle da vazão deágua com válvula de água
Chillers, condensadores /recuperadores de calor
Chillers, condensadores /recuperadores de calor
Fácil de controlar a capacidade
Facil de controlar acapacidade do condensadore a recuperação de calor;Possíibilidade de sercontrolado remotamente.
Não aplicável quando adisponibilidade de águaé um problema.
Controle da vazão de águacom válvula motorizada
Este tipo de instalação émais cara que uma instalaçãonormal; n Não aplicávelquando a disponibilidadede água é um problema.
Literatura de Referência
Consulte a para obtera relação das literaturas dereferência em ordem alfabética.
página 101
Folheto / Manual Técnico Instrução do Produto
Recipientede líquido
Saída deágua gelada
Condensador
Entrada deágua gelada
Saída deágua gelada
Controle de velocidade deventiladores decondensadores resfriadosa ar
Temperaturas ambientemuito baixas:
Baixa corrente de partidaEconomia de energiaBaixo nível de ruídoVida mais longa para ocondensadorInstalação simples
Aplicável a todos oscondensadores quetrabalham em velocidadesreduzidasCodensador
PT
Tipo N° da Literatura Tipo N° da Literatura Tipo N° da Literatura Tipo N° da Literatura
Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss na Internethttp://www.danfoss.com/BusinessAreas/RefrigerationAndAirConditioning/Products/Documentation.htm
AKD RB.8D.B
AKS 21 ED.SA0.A
AKS 32R RD.5G.J
AKS 33 RD.5G.H
AMV 0 ED.95.N
CVPP PD.HN0.A
CVP PD.HN0.A
ICS PD.HS0.A
NRVA RD.6H.A
RT 5A RD.5B.A
SVA PD.KD0.A
VM 2 ED.97.K
WVS RD.4C.A
AKD 2800 EI.R1.H
AKD 5000 EI.R1.R
AKS 21 RI.14.D
AKS 32R PI.SB0.A
AKS 33 PI.SB0.A
AMV 20 EI.96.A
CVPP RI.4X.D
CVP RI.4X.D
ICS PI.HS0.A
NRVA RI.6H.B
RT 5A RI.5B.C
SVA PI.KD0.B
VM 2 VI.HB.C
WVS RI.4C.B
27
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
O controle do nível do líquido é um elementoimportante no projeto de sistemas derefrigeração industrial. O sistema controla ainjeção de líquido para manter um nívelconstante de líquido.
Dois mais importantes princípios distintospodem ser utilizados ao se projetar um sistemade controle de nível:
Sistema de controle de nível de líquido pelolado de alta pressão (HP LLRS)Sistema de controle de nível de líquido pelolado de baixa pressão (LP LLRS)
1. Foco no nível do líquido do lado decondensação do sistema.2. Carga crítica de refrigerante3. Recipiente de líquido pequeno ou até sem
�
�
Os sistemas de controle de nível de líquidopelo lado de alta pressão são tipicamentecaracterizados pelo seguinte:
recipiente4. Aplicável principalmente a “chillers” e outrossistemas com pequenas cargas de refrigerante(por exemplo, congeladores pequenos)
1. Foco no nível do líquido do lado de evaporaçãodo sistema2. Normalmente o recipiente de líquido é grande3. Alta (suficiente) carga de refrigerante4. Aplicável principalmente a sistemasdescentralizados
Ambos os princípios podem ser obtidosutilizando componentes mecânicos e eletrônicos
Os sistemas de controle de nível de líquidopelo lado de baixa pressão são caracterizadospelo seguinte:
4. Controle de Nível de Líquido
4.1Sistema de Controle de Nível deLíquido Pelo Lado de AltaPressão (HP LLRS)
Ao projetar um HP LLRS, os seguintes pontosdevem ser levados em consideração:
Logo que o líquido estiver "formado" nocondensador ele será alimentado aoevaporador (lado de baixa pressão).
O líquido que sai do condensador terá pouco ounenhum sub-resfriamento. Isto é importante edeve ser considerado quando o líquido flui parao lado de baixa pressão. Se houver perda depressão na tubulação ou nos componentes,poderá ocorrer flash-gas e causar redução dacapacidade de fluxo.
A carga de refrigerante deve ser precisamentecalculada para assegurar a existência de umaquantidade de refrigerante adequado nosistema. Uma sobrecarga aumenta o risco de“transbordamento” no evaporador ou no
separador de líquido e pode causar a aspiraçãodo líquido para dentro do compressor (golpe delíquido). Se a carga no sistema for insuficiente oevaporador será prejudicado por falta dealimentação. O tamanho do vaso do lado debaixa pressão (separador de líquido / evaporadorcasco e tubos) deve ser cuidadosamenteprojetado para acomodar o refrigerante sobtodas as condições sem causar golpe de líquido.
Devido aos motivos acima, os HP LLRS sãoespecialmente adequados para sistema quenecessitem de pouca carga de refrigerante, talcomo “chillers” ou pequenos freezers.Normalmente as unidades “chillers” não precisamde recipientes de líquido. Mesmo que umrecipientes de líquido seja necessário parainstalar os pilotos e prover refrigerante líquidoum resfriador de óleo, o recipientes poderá serpequeno.
28
Exemplo de aplicação 4.1.1:Solução mecânica para o controlede nível de líquido a alta pressão(HP)
FIASVASVA
EVM
PMFH
SNV
SV1
SVA
SNV
DSV
LLG
SVASVA
SFASFA
SVA
SVA
Danfo
ss
Tapp_0044_02
04-2
006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Para o resfriadorde óleo
Do condensador
Da linha dedescarga
Recipiente de líquido
Para oseparador
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bóia
Válvula principal operadapor piloto
Filtro
Dados técnicos
Em grandes HP LLRS a válvula de bóia SV1 ou SV3é utilizada como uma válvula piloto para uma válvulaprincipal PMFH . Conforme ilustrado acima,quando o nível de líquido no recipiente de líquidoaumentar acima do nível ajustado, a válvula de bóiaSv1 fornece um sinal para que a válvula principalFMFH abra.
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, Ti= 28°C
Válvula de bóia - SV1 e SV3
MaterialCarcaça: açoTampa: Ferro fundido especial para baixa temperaturaFlutuador: aço inoxidável
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
Valor Kv [m3/h] 0,06 para SV 10,14 para SV 3
Capacidade nominal * [kW]SV1:25SV3: 64
* Condições: R717, +5/32°C, Ti = 28°C
29
Óleo
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Exemplo de Aplicação 4.1.2:Solução mecânica para o controlede nível de líquido HP com HFI
Docompressor
Tubo de purga (opção 1)
Saída de água de resfriamento
Entrada de água de resfriamento
Condensador do tipo placas
Para o separadorde líquido
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Dados técnicos
Válvula de bóia HP
Se o condensador for do tipo trocador de calorde placas, poderá ser utilizada a válvula debóia mecânica HFI para controlar o nível dolíquido.
A HFI é uma válvula de bóia de alta pressão deação direta; portanto não será necessárianenhuma pressão diferencial para suaativação.
Em alguns casos pode ser necessário conectar otubo de purga no lado de HP/LP (opção 1/ opção2), conforme indicado no desenho. Esta soluçãopermite que a capacidade necessária seja obtidaquando a HFI for colocada remotamente emrelação ao condensador.
HFI
Material Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura.
RefrigerantesR717 e outros refrigerantes não inflamáveis. Para refrigerantes com densidade maior que700 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 flutuador)
Capacidade nominal * [kW] 400 a 2400
*Condições: R717, -10/35ºC
HFI
Tubo de purga(opção 2)Danfoss
Tapp_0045_0208-2006
1
30
FIASVASVA
SNV
SVA
SNV
SFA
DSV
SFA
LLG
SVASVA
EKC 347
ICAD
ICM
SVA
SVA
AKS 41
Do condensador
Danfo
ss
Ta
pp_0046_02
04-2
006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Filtro
Válvula motorizada
Controlador
Transmissor de nível Para o resfriadorde óleo
Da linha dedescarga
Recipiente de líquido
Para oseparador
Ao projetar uma solução LLRS eletrônica o sinalde nível do líquido pode ser fornecido por umAKS 38, que é uma chave (liga/desliga) de nívelou um AKS 41 que é um transmissor (4-20 mA) denível.
O sinal eletrônico é enviado para o controladoreletrônico EKC 347 que controla a válvula deinjeção.
A injeção do líquido pode ser controlada dediversas formas:
Por meio de uma válvula moduladoramotorizada tipo ICM com um atuador ICAD.Por meio de uma válvula de expansãopulsante tipo AKVA. A válvula AKVA deve ser
�
�
utilizada somente quando a pulsação daválvula for aceitável.
Por meio de uma válvula de regulagem REGatuando como uma válvula de expansão euma válvula solenóide EVRA para permitir ocontrole ON/OFF (liga/desliga).
O sistema ilustrado é um transmissor de nívelAKS 41 que envia um sinal de nível para umcontrolador de nível de líquido EKC 347 . Aválvula motorizada ICM atua como umaválvula de expansão.
�
�
Dados técnicos Válvula motorizada -ICM
Material Carcaça: 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 65
Capacidade nominal* [kW] 224 a 14000
*Condições: R717, Te = -10°C, Δp = 8.0 bar, ΔTsub = 4K;
Transmissor de pressão - AKS 41
MaterialRosca e tubo: aço inoxidávelParte superior: alumínio fundido
Refrigerantes R717, R22, R404a, R134a, R718, R744
Faixa de temperatura do meio [°C] -60 a 100
Pressão máxima de trabalho [bar] 60
Faixa de medição [mm] 207 a 2927
Exemplo de Aplicação 4.1.3:Solução eletrônica para o controlede nível de líquido a alta pressão(HP)
31
FIASVA
AKS 38
AKS 38
SNV
SVASNV
DSV
LLG
SVA
SVA
SVA
EVM
ICS1
SVA
SFASFASVA SVA
SVA
SV4
QDVDanfoss
Tapp_0047_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
4.2Sistema de Controle deNível de Líquido deBaixa Pressão (LP LLRS)
Ao projetar um LP LLRS, os seguintes pontosdevem ser levados em consideração:
O nível do líquido no vaso de baixa pressão(separador de líquido / evaporador de casco etubos) é mantido em um nível constante. Isto éseguro ao sistema, uma vez que um nível muitoalto de líquido no separador de líquido podecausar golpe de líquido ao compressor e umnível muito baixo pode levar à cavitação dasbombas de refrigerantes em um sistema decirculação por bombas.
O recipiente de líquido deve ser suficientementegrande para acumular o líquido refrigeranteproveniente dos evaporadores quando aquantidade de refrigerante em algunsevaporadores variar com relação à cargatérmica, quando alguns evaporadores sãodesligados para manutenção ou quando parte
dos evaporadores são drenados para degelo.
Devido aos motivos acima, os LP LLRS sãoespecialmente adequados para sistemasdescentralizados com muitos evaporadores,grande carga de refrigerante, tais como defrigoríficos. Com o LP LLRS, estes sistemas podemoperar seguramente, mesmo que a carga derefrigerante seja impossível de ser calculada.
Conclusão, os HP LLRS são adequados parasistemas compactos, tais como “chillers”; avantagem é o custo reduzido (recipiente delíquido pequeno ou inexistente). Enquanto queos LP LLRS são especialmente adequados parasistemas descentralizados com muitosevaporadores, tubulação extensa, tal como osistema de um grande frigorífico; com avantagem de oferecer a mais alta segurança econfiabilidade.
Exemplo de Aplicação 4.2.1:Solução mecânica para o controlede nível de líquido LP
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Filtro
Válvula solenóide
Válvula de bóia LP
Para a linha desucção docompressor
Para o evaporador
Do evaporador
Dorecipientede líquido
Separador de Líquido
Mistura de líquido/vapor refrigerante
As válvulas de bóia SV "monitoram" o nível do líquidoem vasos de baixa pressão. Se a capacidade forpequena, as válvulas SV podem atuar diretamentecomo uma válvula de expansão no vaso de baixapressão, conforme mostrado.
Dados técnicos
SV 4-6
Material Carcaça: açoTampa: Ferro fundido especial aprovado para serviço a baixa temperatura (nodular)Flutuador de aço inoxidável
Refrigerantes R717, HFC, HCFC e CFCFaixa de temperatura do meio [°C] -50 a +120Faixa P [mm] 35Pressão máxima de trabalho [bar] 28
Pressão máxima de teste [bar] 42
valor Kv [m3/h]0,23 para SV 40,31 para SV 50,43 para SV 6
Capacidade nominal * [kW]SV4: 102SV5: 138SV6: 186
* Condições: R717. +5/32°C, ΔTsub = 4K.
32
AKS 38
AKS 38
SNV
SV4
SVASNV
DSV
LLG
SVA
SVA
SVA
SVA
SFASFA
SVA
SVA
FIAPMFL
EVM
SVA
SVASVA
QDVDanfoss
Tapp_0048_02
04-2006
AKS 38
SNV
SVA
DSV
LLG
SFASFA
ICSFIA
EVM
EKC 347AKS 41
SVA
SVA
SVA SVA
SVA
SVA
SVA
SNV
ICAD
ICM
QDVDanfoss
Tapp_0049_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Para a linha desucção docompressor
Separador de Líquido
Para o evaporador
Dorecipientede líquido
Para a linha desucção docompressor
Separador de Líquido
Para o evaporador
Do evaporador
Dorecipientede líquidoRefrigerante líquido a
alta pressão (HP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Mistura de líquido/vapor refrigerante
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Filtro
Válvula pirncipal operadapor piloto
Válvula de bóia LP
Dados técnicos
Do evaporador
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Mistura de líquido/vapor refrigerante
Transmissor de nível
Controlador
Válvula motorizada
Válvula de bloqueio
Filtro
Válvula solenóide
Válvula de bloqueio
Chave de nível
Exemplo de aplicação 4.2.2:Solução mecânica para o controlede nível de líquido LP
Se a capacidade for grande, a válvula de bóia SV éutilizada como uma válvula piloto para uma válvulaprincipal PMFH. Conforme ilustrado acima, quando onível de líquido no recipiente de líquido cair abaixo donível ajustado, a válvula de bóia SV provê um sinal paraque a válvula PMFL abra.
PMFL 80 - 1 a 500
Material Ferro fundido nodular especial aprovado para serviço a 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, Tsub = 4K.
Exemplo de aplicação 4.2.3:Solução eletrônica para ocontrole de nível de líquido LP
O transmissor de nível AKS 41 monitora onível de líquido no separador e envia um sinalde nível para o controlador de nível de líquidoEKC 347 , que envia um sinal de modulaçãopara o atuador da válvula motorizada ICM .A válvula motorizada ICM atua como umaválvula de expansão.
O controlador de nível de líquido EKC 347também provê saídas a relé para limitessuperiores e inferiores e para nível de alarme.Entretanto recomenda-se que a chave de nívelAKS 38 seja instalada como uma chave de nívelalto.
33
AKS 38
SNV
SVA
DSV
LLG
SFASFA
AKVAICS1
FIA
EVM
EKC 347
AKS 41
SVA
SVA
SVA
SVA
SVA
SVA
SVA
SNV
QDVDanfoss
Tapp_0050_02
04-2006
AKS 38
SNV
SVA
DSV
LLG
SFASFA
AKS 41
SVA
SVA
SVA
SVA
SVA
SNV
EKC 347
ICFS
ICM
ICF
ICFM
ICFE
ICFF
ICFS
QDVDanfoss
Tapp_0051_02
04-2006
M
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Válvula de bloqueio
Filtro
Válvula de expansãooperada eletrônicamente
Válvula solenóide
Válvula de bloqueio
Controlador
Transmissor de nível
Dados técnicos
Para a linha desucção docompressor
Separador de Líquido
Para o evaporador
Dorecipeintede líquido
Do evaporador
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Válvula de bloqueioFiltroVálvula solenóide
Válvula motorizadaOperador manual
Válvula de bloqueio
Controlador
Transmissor de nível
Estação de válvula ICF, incluindo:
Para o evaporador
Dorecipientede líquido
Do evaporador
Para a linha desucção docompressor
Separadorde Líquido
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Exemplo de Aplicação 4.2.4:Solução eletrônica para ocontrole de nível de líquido LP
Esta solução é similar à solução 4.2.3. Entanto,com este exemplo, a válvula motorizada ICM ésubstituída por uma válvula de expansãopulsante AKVA. A servo válvula ICS é usadacomo uma válvula solenóide adicional paraassegurar 100% de fechamento (estanqueidade)durante períodos fora de ciclo de pulsação.
O controlador de nível de líquido EKC 347também provê saídas a relé para limitessuperiores e inferiores e para nível de alarme.Entretanto recomenda-se que a chave de nívelAKS 38 seja instalada como uma chave de nívelalto.
A Danfoss pode fornecer uma solução queutilize uma válvula bem compacta ICF . Até seismódulos distintos podem ser montados nomesmo corpo, com muita facilidade.O módulo ICM atua como uma válvula de
expansão e o módulo ICFE é uma válvulasolenóide.Esta solução funciona de forma idêntica aoexemplo 4.2.3. Também existe solução alternativacom válvula ICF para a aplicação 4.2.4.
Exemplo de Aplicação 4.2.5:Solução eletrônica para ocontrole de nível de líquido LP
AKVA
AKVA 10: aço inoxidávelAKVA 15: ferro fundidoMaterial
AKVA 20: ferro fundido
Refrigerantes R717
Faixa de temperatura do meio [°C]AKVA 10:-50 a +60AKVA 15/20: -40 a +60
Pressão máxima de trabalho [bar] 42
DN [mm] 10 a 50
Capacidade nominal* [kW] 4 a 3150
* Condições: R717, +5/32°C, Tsub = 4K.
34
AKS 38
SNV
SVA
DSV
LLG
SFASFA
SVA
SVA
SVA
SVA
SVA
SNV
REG
SVA SVAEVRA+FA
AKS 38
QDVDanfoss
Tapp_0052_02
04-2006
AKS 38
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula solenóide
Válvula reguladamanualmente
Chave de nível
Dados técnicos
Para a linha desucção docompressor
Separador de Líquido
Para o evaporador
Do evaporador
Dorecipientede líquido
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Exemplo de Aplicação 4.2.6:Solução eletrônica para ocontrole de nível de líquido LP
Esta solução controla a injeção de líquido utilizando ocontrole On/Off (liga/desliga). A chave de nível AKS 38controla a energização da válvula solenóide EVRA , deacordo com o nível de líquido no separador. A válvula deregulagem manual REG atua como uma válvula deexpansão.
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] 40
Pressão de teste [bar] Teste de resistência: 80Teste de vazamento: 40
valor Kv [m3/h] 0,17 a 81,4 para válvulas totalmente abertas
EVRA
Refrigerantes R717, R22, R134a, R404a, R410a, R744, R502
Faixa de temperatura do meio [°C] -40 a +105
Pressão máxima de trabalho [bar] 42
Capacidade nominal * [kW] 21,8 a 2368
valor Kv [m3/h] 0,23 a 25,0
* Condições: R717, -10/+25°C, p = 0,15 bar
35
Recipientede líquido
Recipientede líquido
Separadorde líquido
Separadorde líquido
Separadorde líquido
Separadorde líquido
Separadorde líquido
Separadorde líquido
Condensadorde placas
M
LC
LT
M
LT
LC
AKVA LC
LT
M
LT
LC
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
4.3Resumo
4.4Literatura de Referência
Consulte a para obtera relação das literaturas dereferência em ordem alfabética.
página 101
Folheto / Manual Técnico Instrução do produto
Solução Aplicação Benefícios LimitaçõesAplicável a sistemas comcargas pequenas derefrigerantes, por ex.“Chillers”
Aplicável a sistemas compequenas cargasrefrigerantes e comcondensadores tipo aplacas.
Aplicável a sistemas comcargas refrigerantespequenas, por ex.“Chillers”.
Aplicável a sistemaspequenos
Especificamente aplicável asistemas descentralizados,tais como em frigoríficos.
Especificamente aplicável asistemas descentralizados,tais como em frigoríficos.
Especificamente aplicável asistemas descentralizados,tais como em frigoríficos.
Solução eletrônica parabaixa pressão:AKS 38 + EVRA + REG
Solução mecânica paraalta pressão:SV1/3 + PMFH
Solução mecânica paralta pressão: HFI
Solução eletrônica paraalta pressão:AKS 41+EKC 347 + ICM
Solução mecânica parabaixa pressão: SV4-6
Solução mecânica parabaixa pressão:SV 4-6 + PMFL
Solução eletrônica parabaixa pressão:AKS 41 + EKC 347 + ICM
Solução eletrônica parabaixa pressão:AKS 41 + EKC 347 + AKVA
Solução eletrônica parabaixa pressão:AKS 41 + EKC 347 + ICF
Especificamente aplicável asistemas descentralizados,tais como em frigoríficos.
Especificamente aplicável asistemas descentralizados,tais como em frigoríficos.
Puramente mecânico.Ampla faixa de capacidade.
Puramente mecânico.Solução simples.Especialmente adequadopara o trocador de calora placas.
Flexível e compacto.Possível de ser monitorado econtrolado remotamente.Abrange uma grande faixa decapacidade.
Puramente mecânico.Solução simples de baixocusto.
Puramente mecânico.Ampla faixa de capacidade.
Flexível e compacto.Possível de ser monitoradoe controlado remotamente.Cobre uma grande faixa decapacidade.
Flexível e compacto.Possível de ser monitoradoe controlado remotamente.Ampla faixa de capacidade.Mais rápido que a válvulamotorizada. Válvula seguracontra falha (NC).
Flexível e compacto.Possível de ser monitoradoe controlado remotamente.Cobre uma grande faixa decapacidade.Fácil de instalar.
Simples.Baixo custo.
Impossível de ser operadoremotamente, a distânciaentre a SV e o PMFH ficalimitada a vários metros.Um pouco lento em resposta.
Impossível utilizar oresfriamento do óleopor termosifão.
Não aplicável arefrigerantes inflamáveis.
Capacidade limitada.
Impossível de ser operadoremotamente, a distânciaentre a SV e o PMFH ficalimitada a vários metros.Um pouco lento em resposta.
Não aplicável arefrigerantes inflamáveis.
Não aplicável arefrigerantes inflamáveisOs sistemas precisamadmitir pulsações.
Não aplicável arefrigerantes inflamáveis.
Apenas 40 mm para o ajustede nível. Muito dependentede ajuste da válvula REG.Não aplicável a sistemascom grande flutuação decapacidade.
Tipo N° da Literatura
AKS 38 RD.5M.A
AKS 41 PD.SC0.A
AKVA PD.VA1.B
EKC 347 RS.8A.X
EVRA(T ) RD.3C.B
ICM PD.HT0.A
Tipo N° da Literatura
PMFH/L RD.2C.B
ICF PD.FT0.A
REG RD.1G.D
SV 1-3 RD.2C.B
SV 4-6 RD.2C.B
Tipo N° da Literatura
AKS 38 RI.5M.A
AKS 41 PI.SC0.A
AKVA PI.VA1.C PI.VA1.B
EKC 347 RI.8B.Y
EVRA(T ) RI.3D.A
ICM PI.HT0.A
Tipo N° da Literatura
PMFH/L RI.2C.F PI.GE0.A
ICF PI.FT0.A
REG PI.KM0.A
SV 1-3 RI.2B.F
SV 4-6 RI.2B.B
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36
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
O evaporador é uma parte do sistema derefrigeração onde o calor efetivo é transferidodo meio que se deseja resfriar (por ex., ar,salmora ou produto diretamente) para orefrigerante.
Portanto, a função principal do sistema decontrole do evaporador é a de obter atemperatura desejada do meio. Além disto, osistema de controle também deve manter oevaporador sempre operando eficientemente elivre de problemas.
Especificamente, os seguintes métodos decontrole são necessários aos evaporadores:
As Seções 5.1 e 5.2 sobre sistemas decontrole de suprimento líquido descrevemdois tipos distintos para fornecimento delíquido: de expansão direta (DX) e re-
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circulação de líquido bombeado.
Degelo (Seção 5.3 & 5.4), que é necessáriopara resfriadores de ar operando emtemperaturas abaixo de 0°C.
Controle de sistemas com múltiplastemperaturas (Seção 5.5) para evaporadoresque precisam operar sob diferentes níveis detemperatura.
Controle da temperatura do meio (Seção 5.6)quando for necessário que a temperatura domeio seja mantida em um nível constantecom grande precisão.
Ao introduzir o controle de temperatura e degelo,os evaporadores de expansão direta (DX) e os decirculação de líquido bombeado serão abordadosindividualmente, pois há algumas diferenças nossistemas de controle.
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Para projetar o sistema de fornecimento delíquido para evaporadores de expansão direta,os seguintes requisitos deverão ser satisfeitos:
O líquido refrigerante fornecido aoevaporador deve ser completamenteevaporado. Isto é necessário para protegero compressor contra golpe de líquido.
A temperatura “off” do meio deve sermantida dentro da faixa desejada.A injeção de líquido é controlada por umaválvula de expansão controlada por
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Superaquecimento que mantém osuperaquecimento na saída do evaporador dentroda faixa desejada. Esta válvula de expansão podeser por uma válvula de expansão termostática oupor uma válvula de expansão eletrônica.
O controle de temperatura é normalmente obtidopelo controle ON/OFF (liga/desliga) que ativa edesativa o fornecimento de líquido para oevaporador de acordo com a temperatura domeio.
5.1Controle da Expansão Direta
5. Controles do Evaporador
37
FA +EVRA
TEA
SVASVA
SVA
AKS 21
EKC 202
Danfoss
Tapp_0062_02
04-2006
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Entrada de líquido naválvula de bloqueio
Filtro
Válvula solenóide
Válvula de expansãotermostáticaEntrada da válvula debloqueio do evaporadorVálvula de bloqueiona linha de sucçãoEvaporador
Termostato digital
Sensor de temperatura
Dados técnicos
Para a linha de sucção
Evaporador
Dorecipientede líquido
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Exemplo de Aplicação 5.1.1:Evaporador DX, expansãotermostática
Exemplo de aplicação 5.1.1 mostra umainstalação típica para um evaporador DX semdegelo por gás quente.
A injeção de líquido é controlada por umaválvula de expansão termostática TEA quemantém o superaquecimento do refrigerante nasaída do evaporador em um nível constante. ATEA é projetada para amoníaco. A Danfosstambém fornece válvulas de expansãotermostática para refrigerantes fluorados.
A temperatura do meio é controlada pelotermostato digital EKC 202 , que controla aatuação ON/OFF (liga/desliga) da válvulasolenóide EVRA de acordo com o sinal detemperatura do meio do sensor de temperaturaPT 1000 AKS 21 .
Esta solução também pode ser aplicada aosevaporadores DX com degelo natural ou elétrico.
O degelo natural é obtido pela parada do fluxo derefrigerante para o evaporador, mantendo oventilador operando. O degelo elétrico é obtidointerrompendo o fluxo do refrigerante para oevaporador e parando o ventilador e ao mesmotempo que é ligada a restência elétrico dentro dobloco aletado do evaporador.
O termostato digital controlará todas as funçõesdo evaporador, inclusive o termostato, ventilador,degelo e alarmes.Para obter mais detalhes, consulte o manual doEKC 202 da Danfoss.
Controlador do Evaporador EKC 202
Válvula de expansão termostática - TEA
Refrigerantes R717
Faixa de temperatura de evaporação [°C] -50 a 30, veja o pedido de compra.
Temperatura máxima do bulbo [bar] [°C] 100Pressão máxima de trabalho [bar] 19Capacidade nominal * [kW] 3,5 a 295
* Condições: -15°C/+32°C, Tsub = 4°C
Válvula solenóide - EVRA(T)
Refrigerantes R717, R22, R134a, R404a, R410a, R744, R502Faixa de temperatura do meio [°C] -40 a + 105Pressão máxima de trabalho [bar] 42Capacidade nominal * [kW] 21,8 a 2368Valor Kv [m3/h] 0,23 a 25,0
* Condições: R717, -10/+25°C, p = 0,15 bar
Filtro - FA
Refrigerantes Amoníaco e refrigerantes fluoradosFaixa de temperatura do meio [°C] -50 a +140Pressão máxima de trabalho [bar] 28DN [mm] 15/20Inserto do filtro Entrelaçamento de aço inoxidável 1501-1Valor Kv [m3/h] 3,3/7,0
38
SVASVA
SVA
ICM
ICAD
AKS 21
FA +EVRA
EKC 315A
AKS 33
AKS 21
Danfoss
Tapp_0063_02
04-2006
Evaporador
Dorecipeintede líquido
Para a linhade sucção
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Entrada de líquidona válvula de bloqueioFiltroVálvula solenóide
Válvula de expansãoeletrônicaVálvula de bloqueio naentrada do evaporadorVálvula de bloqueio da linhade sucção
Evaporador
Sensor de temperatura
Sensor de temperatura
Transmissor de pressão
Controlador
Dados técnicos
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Exemplo de Aplicação 5.1.2:Evaporador DX, expansãoeletrônica
O exemplo de aplicação 5.1.2 mostra umainstalação típica para um evaporador DXcontrolado eletrônicamente e sem degelo porgás quente.
A injeção de líquido é controlada pela válvulamotorizada ICM controlada pelo controladorde evaporador tipo 315 . O controlador EKC 315medirá o superaquecimento por meio dotransmissor de pressão AKS 33 e de umsensor de temperatura AKS 21 na saída doevaporador, controlando a abertura da ICM paramanter o superaquecimento em um nível ideal.
Ao mesmo tempo o controlador EKC 315 operacomo um termostato digital que controlará aatuação ON/OFF (liga/desliga) da válvulasolenóide EVRA dependendo do sinal detemperatura do meio do sensor de temperaturaAKS 21 .
Em comparação com a solução 5.1.1, esta soluçãooperará o evaporador sob um superaquecimentootimizado, constantemente adaptando o grau deabertura da válvula de injeção para assegurar amáxima capacidade e eficiência. A área de trocado evaporador será totalmente utilizada. Alémdisto, esta solução oferece uma alta precisão nocontrole da temperatura do meio.
O controlador digital controlará todas as funçõesdo evaporador, inclusive o termostato, expansão ealarmes.
Para obter mais detalhes, consulte o manual doEKC 315 da Danfoss.
Controlador do Evaporador EKC 315
Válvula motorizada - ICM
Material Carcaça: 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 120Pressão máxima de trabalho [bar] 52DN [mm] 20 a 65Capacidade nominal* [kW] 224 a 14000
* Condições: R717, T. = -10°C, p = 8.0 bar, Tsub = 4K;
Transmissor de pressão - AKS 33
Refrigerantes Todos os refrigerantesFaixa de operação [bar] 1 até 34, veja o pedido de compraPressão máxima de trabalho [bar] Até 55, veja o pedido de compraFaixa de temperatura de operação [°C] -40 a 85
Faixa de temperatura compensada [°C]lP: -30 a +40HP: 0 a +80
Sinal nominal de saída 4 a 20 mA
39
ICF
SVA
AKS 33
AKS 21
AKS 21
EKC 315A
ICFS
ICFS
ICM
ICFF
ICFE
ICFM
Danfoss
Tapp_0064_02
04-2006
M
Para a linha desucção
Dorecipientede líquido
Evaporador
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Estação de válvula ICF, incluindo:
Válvula de bloqueiona entrada de líquidoFiltroVálvula solenóideOperador manual
Válvula de expansão ICMoperada eletrônicamenteEntrada da válvula debloqueio do evaporador
Válvula de bloqueio nalinha de sucçãoEvaporadorControlador
Sensor de temperatura
Transmissor de pressão
Sensor de temperatura
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
O exemplo de aplicação 5.1.3 mostra a novasolução de controle com a ICF para umevaporador DX controlado eletronicamente semdegelo por gás quente, similar ao exemplo 5.1.2.
A ICF acomodará até seis módulos distintosmontados no mesmo corpo, oferecendo umasolução de controle compacta e de fácilinstalação.
A injeção de líquido é controlada por umaválvula motorizada ICM que é controlada porum controlador de evaporador tipo EKC 315 .O controlador EKC 315 medirá osuperaquecimento por meio do transmissor depressão AKS 33 e o sensor de temperaturaAKS 21 na saída do evaporador e controlará aabertura da válvula ICM para manter osuperaquecimento em um nível ideal.
Ao mesmo tempo, o controlador EKC 315 operacomo um termostato digital que controlará aatuação ON/OFF (liga/desliga) da válvulasolenóide ICFE dependendo do sinal detemperatura do meio do sensor de temperaturaAKS 21 .
De forma similar ao exemplo 5.1.1, esta soluçãooperará o evaporador sob um superaquecimentootimizado, constantemente adaptando o grau deabertura da válvula de injeção para assegurar amáxima capacidade e eficiência. A área de trocado evaporador será totalmente utilizada. Alémdisto, esta solução oferece uma alta precisão nocontrole da temperatura do meio.
O controlador digital controlará todas as funçõesdo evaporador, inclusive o termostato, expansão ealarmes.
Para obter mais detalhes, consulte o manual doEKC 315 da Danfoss.
Controlador do Evaporador EKC 315
Exemplo de aplicação 5.1.3:Evaporador DX, ExpansãoEletrônica com solução deControle ICF
40
FA +EVRA
REGSVA SVASVA
EKC 202 AKS 21Danfoss
Tapp_0065_02
04-2006
Evaporador
Para oSeparadorde Líquido
DoSeparadorde Líquido
Mistura de líquido/vapor refrigerante
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Válvula de bloqueiona entrada de líquidoFiltroVálvula solenóide
Válvula de expansãomanualVálvula de bloqueiona e do evaporadorntradaVálvula de bloqueio nalinha de sucçãoEvaporador
Termostato digital
Sensor de temperatura
Dados técnicos
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
5.2Controle da Recirculaçãodo Líquido Bombeado
Exemplo de Aplicação 5.2.:Evaporador de recirculaçãopor líquido bombeado,sem degelo por gás quente.
O controle do fornecimento de líquido paraevaporadores de re-circulação por líquidobombeado é mais simples do que para osevaporadores DX, pois não é necessário evitargolpe de líquido no compressor.
O separador de líquido assegurará quesomente o gás de sucção seco retorne aocompressor.
Portanto, os evaporadores com re-circulaçãosomente precisam de um controle ON/OFF(liga/desliga) para obterem o controle correto datemperatura do meio.
O exemplo de aplicação 5.2.1 mostra umainstalação típica para evaporadores de re-circulação por líquido bombeado sem degelo porgás quente, podendo ser aplicável também aevaporadores de re-circulação por líquidobombeado com degelo natural ou elétrico.
A temperatura do meio é mantida no níveldesejado pelo termostato digital EKC 202 , quecontrola a atuação ON/OFF (liga/desliga) daválvula solenóide EVRA de acordo com o sinalde temperatura do meio do sensor detemperatura PT 1000 AKS 21
A quantidade de líquido injetado no evaporador écontrolada pela abertura da válvula de regulagemmanual REG . É importante ajustar esta válvulade regulagem no grau correto de abertura.
.
Um grau de abertura muito alto levará a umaoperação freqüente da válvula solenóide comum conseqüente desgaste. Um grau de aberturamuito baixo prejudicará o evaporador por faltade alimentação de líquido refrigerante.
O termostato digital controlará todas as funçõesdo evaporador, inclusive o termostato,ventilador, descongelamento e alarmes.
Para obter mais detalhes, consulte o manual doEKC 202 da Danfoss.
Controlador do Evaporador EKC 202
Válvula reguladora - REG
Material Aço especial aprovado para serviço a 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] 40
Pressão de teste [bar] Teste de resistência: 80Teste de vazamento: 40
Valor Kv [m3/h] 0,17 a 81,4 para válvulas totalmente abertas
41
SVA
ICF
ICFS
ICFS
ICFR
ICFF
ICFE
ICFM
EKC 202 AKS 21Danfoss
Tapp_0066_02
04-2006Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante líquidoa baixa pressão (LP)
Para oSeparadorde Líquido
DoSeparadorde Líquido
Evaporador
Válvula de bloqueiona entrada de líquidoFiltroVálvula solenóideVálvula de expansãomanualEntrada da válvula debloqueio do evaporadorVálvula de bloqueio nalinha de sucçãoEvaporador
Termostato digital
Sensor de temperatura
Estação de válvula ICF, incluindo:
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Exemplo de Aplicação 5.2.2:Evaporador de circulação porlíquido bombeado, solução decontrole ICF, sem dscongelamento por gás quente.
O exemplo de aplicação 5.2.2 pode ser incluído nasolução de controle com ICF com operação idêntica aoexemplo 5.2.1, podendo ser aplicável também aevaporadores de re-circulação por líquido bombeadocom degelo natural ou elétrico.A ICF acomodará até seis módulos distintos montadosno mesmo corpo, oferecendo uma solução de controlecompacta e de fácil instalação.
A temperatura do meio é mantida no nível desejadopelo termostato digital EKC 202 , que controla aatuação ON/OFF (liga/desliga) da válvula solenóide ICFEna ICF de acordo com o sinal de temperatura do meiodo sensor de temperatura PT 1000 AKS 21 .
A quantidade de líquido injetado no evaporador écontrolada pela abertura da válvula reguladora manual
ICFR. É importante ajustar esta válvula reguladora nograu correto de abertura. Um grau de abertura muitoalto levará a uma operação freqüente da válvulasolenóide com um conseqüente desgaste. Um grau deabertura muito baixo prejudicará o evaporador por faltade alimentação de líquido refrigerante.
O termostato digital controlará todas as funções doevaporador, inclusive o termostato, ventilador,descongelamento e alarmes.
Para obter mais detalhes, consulte o manual do EKC 202da Danfoss.
Controlador do Evaporador EKC 202
Em aplicações onde o resfriador a ar opera sobtemperaturas de evaporação abaixo de 0°C, o gelo seformará na superfície de troca de calor, com suaespessura aumentando com o tempo. O acúmulo degelo leva a uma queda de desempenho do evaporadormediante a redução do coeficiente de transferência decalor e bloqueio da circulação de ar ao mesmo tempo.Portanto, estes resfriadores a ar devem serdescongelados periodicamente para manter seusdesempenhos 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
temperaturas ambientes acima de 0°C. O tempo
resultante do degelo é longo.
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�
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O degelo elétrico é obtido interrompendo o ventilador eo fluxo do refrigerante para o evaporador e ao mesmotempo ligando um aquecedor elétrico dentro do blocoaletado do evaporador. Com uma função de timer e/outermostato de término de degelo, o degelo pode serterminado quando a superfície de troca de calor estivercompletamente livre de gelo. Enquanto esta solução éde fácil instalação e de baixo investimento inicial, oscustos operacionais (eletricidade) sãoconsideravelmente mais altos que os de outras soluções.
Para os sistemas de degelo por gás quente, o gás quenteserá injetado no evaporador para descongelar asuperfície. Esta solução requer mais controlesautomáticos que outros sistemas, porém oferece omenor custo operacional com o passar do tempo. Umefeito positivo da injeção de gás quente no evaporador éa remoção e retorno do óleo. Para assegurar umacapacidade suficiente de gás quente, esta solução deveser utilizada somente em sistemas de refrigeração comtrês ou mais evaporadores. Somente um terço dacapacidade total do evaporador pode estar sob degelode cada vez.
5.3Degelo a Gás Quente paraResfriadores a Ar DX
42
Exemplo de aplicação 5.3.1:Evaporador OX, com sistema dedescongelamento por gás quente
Para orecipiente delíquido
Controlador
EvaporadorDorecipiente delíquido
De outrosevaporadores
Para outrosevaporadores
Para ocondensador
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Mistura de líquido/vapor refrigerante
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Linha do líquidoVálvula de bloqueiona entrada de líquidoFiltro
Válvula solenóide
Válvula de retenção
Válvula de expansãoVálvula de bloqueiona entrada do evaporador
Linha de sucção
Válvula de bloqueiona entrada do evaporadorVálvula solenóide dedois estágiosVálvula de bloqueio nalinha de sucção
Linha de gás quente
Válvula de bloqueio
Filtro
Válvula solenóide
Válvula de retenção
Válvula de bloqueio
Linha de descarga
Válvula de bloqueioconjugada com retençãona linha de descargaRegulador depressão diferencial
Sensores de temperaturaSensores de temperatura
Sensores de temperatura
Controlador
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
O exemplo da aplicação ilustrado acima é o deum sistema com evaporador DX com degelo porgás quente. Apesar deste método de degelo nãoser comum, ele ainda é menos utilizado parasistemas de evaporador DX de amoníaco e maisaplicável a sistemas fluorados.
A servo válvula ICS na linha de líquido émantida aberta por sua válvula solenóide pilotoEVM. A injeção de líquido é controlada por umaválvula de expansão eletrônica AKVA
A válvula solenóide GPLX na linha de sucçãoé mantida aberta, e a válvula solenóide dedegelo ICS é mantida fechada por sua válvulasolenóide piloto EVM. A válvula de retençãoNRVA impede a formação de gelo na bandejade drenagem.
A servo válvula ICS é mantida aberta por suaválvula solenóide piloto EVM.
Após o início do ciclo de degelo, a válvulasolenóide de fornecimento de líquido ICS éfechada. O ventilador é mantido funcionandopor 120 a 600 segundos, dependendo dotamanho do evaporador para bombear o líquidodo evaporador.
Os ventiladores são parados e a GPLX fechada.Leva 45 a 700 segundos para que a válvulasolenóide operada por gás GPLX feche,dependendo do tamanho da válvula, volume derefrigerante e temperatura de evaporação. Umatraso adicional de 10 a 20 segundos seránecessário para que o líquido no evaporador seestabilize na parte inferior sem bolhas de vapor.A servo válvula ICS é então aberta por suaválvula solenóide piloto EVM e fornece gásquente para o evaporador.
Ciclo de Refrigeração
Ciclo de Degelo
.
Durante o ciclo de degelo, a válvula solenóidepiloto EVM da servo válvula ICS fecha de modoque a ICS seja controlada pela CVPP piloto depressão diferencial.
ICS há a geração de uma pressão diferencialentre a pressão do gás quente e a pressão do
recipiente de líquido. Esta queda de pressãoassegura que o líquido que está condensadodurante o degelo seja forçado para fora para alinha de líquido através da válvula NRVA
Quando a temperatura no evaporador (medidapela AKS21 ) alcança o valor de ajuste, odegelo é finalizado, a válvula solenóide EVM daICS é fechada, a válvula solenóide EVM da ICS
é aberta e a válvula solenóide GPLX éaberta.
Devido à alta pressão diferencial entre oevaporador e a linha de sucção, é necessárioutilizar uma válvula solenóide de dois estágios talcomo a Danfoss GPLX ou PMLX. A GPLX/PMLXterá capacidade para apenas 10 % sob altapressão diferencial, permitindo que a pressãoseja equalizada antes da abertura total paraassegurar uma operação suave e evitar golpes delíquido na linha de sucção.
Após a GPLX estar totalmente aberta, a ICSabrirá para reiniciar o ciclo de refrigeração. Oventilador entra em operação após um retardopara congelar as gotículas de líquido quepermaneceram na superfície do evaporador.
p
.
13
12
14
15
16
17
18
19
20
21 Válvula de retenção
SVA
GPLX
Compressor
EVMCVPP
SCA
16 ICS
17
18
AKVA
SVA SVAICS
EVM
FIA NRVA
SVA
14
SVA
EVM
SVAFIA
ICS12
NRVA
15
13
AKS 21
19 AKS 21
20 AKS 21
Danfoss
Ta pp_0067_02
08-2006
21
NRVA
43
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Dados técnicos Servo válvula operada por piloto - IC5
Material Carcaça: 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
ON [mm] 20 a 80
Capacidade nominal* [kW] Na linha de gás quente: 20,9 a 864
Na Linha de Líquido sem troca de fase: 55 a 2248
* Condições: R717, Tliq = 30°C, Pdisch. = 12bar, P = 0,2bar, Tdisch. = 80°C, Te=-10°C, Índice de Recirculação = 4
Válvula de bloqueio atuada por gás - GPLXVálvula solenóide de dois estágiosON/OFF - PMLX
MaterialCarcaça: Aço especial aprovado para serviço abaixa temperatura
Carcaça: Ferro fundido especial aprovadopara serviço a baixa temperatura
RefrigerantesTodos os refrigerantes comuns não inflamáveis,inclusive R717.
Todos os refrigerantes comuns nãoinflamáveis, inclusive R717.
Faixa de temperatura do meio [°C] -60 a 150 -60 a 120Pressão máxima de trabalho [bar] 40 28DN [mm] 80 a 150 32 a 150
Capacidade nominal* [kW]Em linha de sucção seca: 442 a 1910Em linha de sucção úmida: 279 a 1205
Em linha de sucção seca: 76 a 1299Em linha de sucção úmida: 48 a 820
* Condições R717, P = 0,05 bar, Te = -10°C, Tliq = 30°C, Índice de Recirculação = 4
Válvula de retenção - NRVA
Material Corpo: açoRefrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717Faixa de temperatura do meio [°C] -50 a 140Pressão máxima de trabalho [bar] 40DN [mm] 15 a 65Capacidade 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: açoRefrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717Faixa de temperatura do meio [°C] -60 a 150Pressão máxima de trabalho [bar] 40ON [mm] 15 a 200Inserto do filtro Entrelaçamento de aço inoxidável 100/150/250/500μ
44
CVPPEVM
Compressor
SCA
ICS
SVA
GPLX SVA
EKC 315A
AKS 2112
AKS 3316
NRVA
ICFICFS
ICFS
ICFF
ICFE
ICFS
ICM
ICFE
ICF
NRVA
ICFF ICFSICFM
AKS 2113
AKS 2114
AKS 2115
Danfoss
Tapp_0068_02
04-2006
M
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Válvula de bloqueioFiltroVálvula solenóideVálvula de bloqueio
Válvula de retenção
Válvula de retençãoVálvula de bloqueioconjugada com retençãona linha de descargaRegulador depressão diferencial
Controlador
Controlador desuperaquecimento
Sensores de temperatura
Sensores de temperatura
Sensores de temperatura
Sensores de temperatura
Transmissor de pressão
Válvula de bloqueiona entrada de líquidoFiltroVálvula solenóideOperador manualVálvula de expansão ICMVálvula de bloqueiona e do evaporadorntradaVálvula de bloqueiona s do evaporadoraídaVálvula solenóide dedois estágiosVálvula de bloqueio nalinha de sucçãoLinha de gás quente ICF, com:
Linha de líquido ICF, com
Exemplo de Aplicação 5.3.2:Evaporador DX, com sistemade degelo por gás quente esolução de controle com ICF.
Para orecipientede líquido
Para ocondensador
EvaporadorDorecipientede líquido
De outrosevaporadores
Controlador
Para outrosevaporadores
O exemplo de aplicação 5.3.2 mostra umainstalação para evaporadores DX com degelo porgás quente utilizando a nova solução de controleICF.
A ICF acomodará até seis módulos distintosmontados no mesmo corpo, oferecendo umasolução de controle compacta e de fácilinstalação.
A válvula solenóide ICFE na ICF na linha delíquido é mantida aberta. A injeção de líquido écontrolada por uma válvula motorizada ICM naICF .
A servo válvula GPLX na linha de sucção émantida aberta, e a válvula solenóide dedescongelamento ICFE na ICF é mantidafechada.
A servo válvula ICS é mantida aberta por suaválvula solenóide piloto EVM.
Após o início do ciclo de degelo, a válvulasolenóide de fornecimento de líquido ICFE naICF é fechada. O ventilador é mantidofuncionando por 120 a 600 segundos,dependendo do tamanho do evaporador parabombear o líquido do evaporador.
Os ventiladores são parados e a GPLX fechada.Leva 45 a 700 segundos para que a válvulasolenóide operada por gás GPLX feche,dependendo do tamanho da válvula, volume derefrigerante e temperatura de evaporação. Umatraso adicional de 10 a 20 segundos seránecessário para que o líquido no evaporador seestabilize na parte inferior sem bolhas de vapor.A válvula solenóide ICFE na ICF é então abertae fornece gás quente ao evaporador.
Ciclo de Refrigeração
Ciclo de Degelo
Durante o ciclo de degelo, a válvula solenóidepiloto EVM da servo válvula ICS fecha de modoque a ICS seja controlada pela CVPP piloto depressão diferencial. A ICS então gerará umapressão diferencial delta-P entre a pressão do gásquente e a pressão do recipiente de líquido.
Esta queda de pressão assegura que o líquidoque está condensado durante o degelo sejaforçado para fora para a linha de líquido atravésda válvula NRVA
Quando a temperatura no evaporador (medidapela AKS 21 alcançar o valor de ajuste, odegelo terminará, a válvula solenóide ECFE naICF é fechada, a válvula solenóide piloto EVMda ECS é aberta e a válvula solenóide GPLXé aberta.
Devido à alta pressão diferencial entre oevaporador e a linha de sucção, é necessárioutilizar uma válvula solenóide de duasvelocidades tal como a Danfoss GPLX ouPMLX. A GPLX /PMLX terão uma capacidadede apenas 10% sob alta pressão diferencial,permitindo que a pressão seja equalizada antesda abertura total para assegurar uma operaçãosuave e evitar golpes de líquido na linha desucção.
Após a GPLX estar totalmente aberta, a válvulasolenóide de fornecimento de líquido ICFE naICF abrirá para reiniciar o ciclo de refrigeração.O ventilador entra em operação após um atrasopara congelar as gotículas de líquido quepermaneceram na superfície do evaporador.
.
45
SVA
SVA
FIAREGICS
EVM
NRVA
SVA
SVA
GPLX
NRVA14
OFV15
16
AKS 2117
AKS 2118
AKS 2119
EVM
SVAFIA
ICS12 SVA13
12
15
Danfoss
Tapp_0069_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
5.4Degelo a Gás Quente paraResfriadores a Ar comRecirculação por LíquidoBombeado
Exemplo de Aplicação 5.4.1:Evaporador de circulação porlíquido bombeado, com sistemade degelo por gás quente.
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Dados técnicos
Controles
Controlador
Controlador
Controlador
Controlador
Linha de alívio da pressãodo degelo
Válvula de alívio
Linha do líquido
Válvula solenóide
Válvula de retenção
Válvula de expansãomanualVálvula de bloqueiona e do evaporadorntrada
Linha de Sucção
Válvula de bloqueiona linha de sucção
Válvula solenóide dedois estágios
Válvula de bloqueiona saída do evaporador
Válvula de bloqueiona entrada de líquido
Filtro
Válvula de bloqueio
Filtro
Válvula solenóide
Válvula de retenção
Válvula de bloqueio
Linha de gás quente
Para oSeparadorde Líquido
DoSeparadorde Líquido
Dalinha dedescarga
Evaporador
Controlador
Válvula alívio de pressão - OFV
Material Corpo: açoRefrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717Faixa de temperatura do meio [°C] -50 a 150Pressão máxima de trabalho [bar] 40DN [mm] 20/25Faixa de pressão diferencial de abertura [bar] 2 a 8
O exemplo de aplicação 5.4.1 mostra umainstalação típica para um evaporador comrecirculação por líquido bombeado com degelopor gás quente.
A válvula solenóide ICS na linha de líquido émantida aberta. A injeção de líquido écontrolada pela válvula reguladora manualREG .
A válvula solenóide GPLX na linha de sucçãoé mantida aberta e a válvula solenóide de degeloICS é mantida fechada.
Após a iniciação do ciclo de degelo, a válvulasolenóide de fornecimento de líquido ICS éfechada. O ventilador é mantido funcionandopor 120 a 600 segundos, dependendo dotamanho do evaporador para bombear o líquidodo evaporador.
Os ventiladores são parados e a GPLX fechada.Leva 45 a 700 segundos para que a válvulasolenóide operada por gás GPLX feche,dependendo do tamanho da válvula, volume derefrigerante e temperatura de evaporação. Umatraso adicional de 10 a 20 segundos será
Ciclo de Refrigeração
Ciclo de Degelo
necessário para que o líquido no evaporador seestabilize na parte inferior sem bolhas de vapor.A válvula solenóide ICS é então aberta efornece gás quente ao evaporador.
Durante o ciclo de degelo, a válvula de alívio depressão OFV abre automaticamente deacordo com a pressão diferencial. A válvula dealívio de pressão permite que o gás quentecondensado do evaporador seja liberado paradentro da linha de sucção úmida. A OFV tambémpoderia ser substituída por um regulador depressão ICS+CVP dependendo da capacidade oupor uma válvula de bóia de alta pressão SV1/3que apenas drena o líquido para o lado de baixapressão.
Quando a temperatura no evaporador (medidapela AKS 21 alcança o valor de ajuste, odegelo está terminado, a válvula solenóideICS é fechada, e a válvula solenóide ICS éaberta.
Após a GPLX estar totalmente aberta, a válvulasolenóide de fornecimento de líquido ICSabrirá para reiniciar o ciclo de refrigeração. Oventilador entra em operação após um atrasopara congelar as gotículas de líquido que
46
SVA
ICF
ICF
GPLX
AKS 21
SV 1
NRVA
AKS 21
AKS 21
SVA
ICFS
ICFS
ICFE
ICFF
ICFS ICFR
ICFSICFF ICFC
ICFE
Danfoss
Tapp_0070_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Válvula de bloqueiona entrada de líquidoFiltroVálvula solenóideVálvula de retençãoVálvula de expansãomanualVálvula de bloqueio nae do evaporadorntrada
Válvula solenóide dedois estágiosVálvula de bloqueio nalinha de sucçãoLinha de gás quente ICF com:
Válvula de bloqueioFiltroVálvula solenóideVálvula de bloqueio
Válvula de retenção
Válvula de bóia
Controlador
Sensores de temperatura
Válvula de bloqueiona saída do evaporador
Sensores de temperaturaSensores de temperatura
Linha do líquido ICF, com
Exemplo de aplicação 5.4.2:Evaporador com recirculaçãopor bomba, com sistema dedegelo por gás quente utilizandoestação de válvula ICF eválvula de bóia SV 1/3
Evaporador
Dalinha dedescarga
DoSeparadorde Líquido
Para oSeparadorde Líquido
O exemplo de aplicação 5.4.2 mostra umainstalação para evaporadores com recirculaçãode líquido com degelo por gás quente utilizandoa nova solução de controle ICF e a válvula deflutuador SV 1/3.
A ICF acomodará até seis módulos distintosmontados no mesmo corpo, oferecendo umasolução de controle compacta e de fácilinstalação.
A válvula solenóide ICFE na ICF na linha delíquido é mantida aberta. A injeção de líquido écontrolada pela válvula reguladora manual ICFRna ICF .
A válvula solenóide GPLX na linha de sucção émantida aberta e a válvula solenóide dedescongelamento ICFE na ICF é mantidafechada.
Após a iniciação do ciclo de degelo, é fechado ofornecimento de líquido pelo módulo solenóideICFE da válvula ICF . O ventilador é mantidofuncionando por 120 a 600 segundos,dependendo do tamanho do evaporador parabombear o líquido do evaporador.
Os ventiladores são parados e a GPLX fechada.Leva 45 a 700 segundos para que a válvulasolenóide operada por gás GPLX feche,dependendo do tamanho da válvula, volume derefrigerante e temperatura de evaporação.Um atraso adicional de 10 a 20 segundos será
Ciclo de Refrigeração
Ciclo de Degelo
necessário para que o líquido no evaporador seestabilize na parte inferior sem bolhas de vapor.A válvula solenóide ICFE na ICF é então aberta efornece gás quente ao evaporador.
Durante o ciclo de degelo, o gás quentecondensado do evaporador é injetado para olado de baixa pressão. A injeção é controlada pelaválvula de bóia de alta pressão SV 1 ou 3 comuso de um kit interno especial. Em comparaçãocom a válvula de alívio OFV na solução 5.4.1, estaválvula de bóia controla o alívio de acordo com onível do líquido na câmara de flutuação.
A utilização da válvula de bóia assegura quesomente o líquido retorne para a linha de sucçãogerando um aumento de eficiência em geral.Além disto, a válvula de bóia é especialmenteprojetada para o controle de modulação,resultando em um controle muito estável.
Quando a temperatura no evaporador (medidapela AKS 21 alcança o valor de ajuste, odegelo está terminado, a válvula solenóide ICFEna ICF é fechada e, após algum atraso, aválvula solenóide GPLX é aberta.
Após a GPLX estar totalmente aberta, a válvulasolenóide de fornecimento de líquido ICFE naICF abrirá para iniciar o ciclo de refrigeração.O ventilador entra em operação após um atrasopara congelar as gotículas de líquido quepermaneceram na superfície do evaporador.
Controlador
47
5.5
FA+EVRA
REG SVASVA
SVAICS
P:CVP
S1:EVM
S2:CVP
Danfoss
Tapp_0071_02
04-2006
I II
+3°C +8°C
–2°C +2°C
5K 6K
R22 R22
3,6 bar 4,4 bar
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Evaporador
DoSeparadorde Líquido
Para oSeparadorde Líquido
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Mistura de líquido/vapor refrigerante
Válvula reguladora de pressão
Válvula piloto reguladorade pressão
Válvula piloto reguladorade pressão
Válvula solenóide piloto
Exemplo de Aplicação 5.5.1:Controle da pressão deevaporação, comutação entreduas pressões
Sistemas com múltiplastemperaturas
Na indústria de processos, é muito comum utilizarum evaporador para diferentes ajustes detemperatura.
Quando for necessária a operação de um evaporadorem duas pressões distintas e fixas de evaporação,isso pode ser obtido utilizando uma servo válvula ICScom dois pilotos de pressão constante.
O exemplo de aplicação 5.5.1 mostra umasolução para controlar duas pressões deevaporação em evaporadores. Esta solução podeser utilizada para evaporadores DX ou de re-circulação por líquido bombeado com qualquertipo de sistema de degelo.
A servo válvula operada ICS é equipada comuma válvula solenóide piloto EVM (NC) na portaS1 e dois pilotos de pressão constante CVP nasportas S2 e P, respectivamente.
A CVP na porta S2 é ajustada para a pressão deoperação mais baixa e a CVP na Porta P éajustada para a pressão de operação mais alta.
Quando a válvula solenóide na porta S1 forenergizada, a pressão do evaporador seguirá oajuste da válvula piloto CVP na porta S1. Quandoa válvula solenóide for desenergizada, a pressãodo evaporador seguirá o ajuste da válvula pilotoCVP na porta P.
Exemplo:
Pressão de evaporação
Temperatura do ar de saída
Temperatura de evaporação
Mudança de temperatura
Bomba Refrigerante
S2: A CVP é pré-ajustada em 3,6 bar, eP: A CVP é pré-ajustada em 4,4 bar.
I: A válvula piloto EVM abre.Desta forma, a pressão de evaporação écontrolada pela S2: CVP.
II: A válvula piloto EVM fecha.Portanto, a pressão de evaporação écontrolada por P: CVP.
48
ICS
S1:CVQ
S2:CVP
P:A+B
SVA
AKS 21
EKC 361
FA+EVRA
SVA REG SVA
Danfoss
Tapp_0072_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Evaporador
DoSeparadorde Líquido
Para oSeparadorde Líquido
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante líquido abaixa pressão (LP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Válvula reguladora de pressão
Válvula piloto reguladorade pressão
Válvula piloto eletrônica
Bujão cego
Controlador
Válvula solenóide com filtro
Sensor de temperatura
5.6Controle da Temperaturado Meio
As soluções são fornecidas para quando houverrequisitos rigorosos sobre controle preciso detemperatura com relação à refrigeração. Por ex.:
Câmara frigorífica para frutas e produtosalimentícios.
Locais de trabalho da indústria alimentícia
Processo de refrigeração de líquidos
�
�
�
Exemplo de Aplicação 5.6.1:Controle da temperatura domeio utilizando a válvulaoperada por piloto ICS
O exemplo de aplicação 5.6.1 mostra uma soluçãopara o controle preciso da temperatura do meio.Além disto, há a necessidade de proteger oevaporador contra uma pressão muito baixa paraevitar o congelamento dos produtos na aplicação.
Esta solução pode ser utilizada para evaporadoresDX ou de re-circulação por líquido bombeadocom qualquer tipo de sistema de degelo.
A válvula de controle tipo ICS 3 com CVQ na portaS2, controlada pelo controlador de temperaturade meio EKC 361 e CVP na porta S1. A porta P éisolada mediante a utilização de um bujão cegoA+B.
A CVP é ajustada de acordo com a pressão maisbaixa permitida para a aplicação.
O controlador de temperatura de meio EKC 361controlará a temperatura na aplicação no níveldesejado, controlando a abertura da válvula
piloto CVQ, portanto, controlando a pressão deevaporação para que corresponda à temperaturae carga de refrigeração necessária.
Esta solução controlará a temperatura com umaprecisão de +/- 0,25°C. Se a temperatura cairabaixo desta faixa, o controlador EKC poderáfechar a válvula solenóide na linha do líquido.
O controlador de temperatura de meio EKC 361controlará todas as funções do evaporador,inclusive o termostato e alarmes.
Para obter mais detalhes, consulte o manual doEKC 361 do controlador.
49
ICM
EKC 361
SVA
AKS 21
SVAREGSVA
FA+EVRA
Danfoss
Tapp_0073_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Evaporador
Para oSeparadorde Líquido
DoSeparadorde Líquido
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Regulador de pressão(válvula motorizada)
Controlador
Válvula solenóide com filtro
Exemplo de Aplicação 5.6.2:Controle da temperatura do meioutilizando uma válvula operadapor ação direta
O exemplo de aplicação 5.6.2 mostra umasolução para o controle preciso da temperaturado meio sem controle de início/parada deoperação.
Este sistema pode ser utilizado paraevaporadores DX ou de recirculação por líquidobombeado com qualquer tipo de sistema dedegelo.
Foi selecionado o tipo de válvula motorizadaICM controlada pelo controlador detemperatura de meio EKC 361.
O controlador de temperatura de meio EKC 361controlará a temperatura na aplicação no níveldesejado, controlando o grau de abertura daválvula motorizada ICM, portanto, controlando apressão de evaporação para que corresponda àtemperatura e carga de refrigeração necessária.
Esta solução controlará a temperatura do meiocom uma precisão de +/- 0,25°C. Se atemperatura cair abaixo desta faixa, o controladorEKC poderá fechar a válvula solenóide na linha dolíquido.
O controlador de temperatura de meio EKC 361controlará todas as funções do evaporador,inclusive o termostato e alarmes.Para obter mais detalhes, consulte o manual docontrolador EKC 361.
50
Evaporador
TC
5.7Resumo
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Solução Aplicação Benefícios Limitações
Sistemas com múltiplas temperaturas
Controle da Temperatura do Meio
Controle da Expansão Direta
Controle da Circulação do Líquido Bombeado
Controle de Descongelamento por Gás Quente - Refrigeradores a Ar DX
Controle de Descongelamento de Gás - Resfriadores a Ar de Circulação por Líquido Bombeado
Evaporador DX, controle deexpansão eletrônica comICM/ICF, EVRA e KC 315A
Evaporador DX. Controle deexpansão termostática comTEA, EVRA e EKC 202
Todos os sistemas DX
Todos os sistemas DX
Instalação simples semseparador e sistemade bomba.
Superaquecimentootimizado; resposta rápida;possível controle remoto;ampla faixa de capacidade.
Capacidade e eficiênciainferior as dos sistemasrecirculados; solução nãoadequada para refrigerantesinflamáveis
Não adequado arefrigerantes inflamáveis.
Evaporador de recirculaçãode líquido bombeado,controle de expansão comREG, EVRA e EKC 202.
Sistemas de re-circulaçãopor bomba.
Evaporador de altacapacidade e eficiente:
Flutuações e grande cargade refrigerante
Evaporador DX, com degelopor gás quente
Todos os sistemas DX Degelo rápido; o gás quenteé capaz de carrear o óleodeixado no evaporador debaixa temperatura.
Inadequado para sistemascom menos de 3evaporadores.
Evaporador de recirculaçãopor líquido bombeado, comsistema de degelo porgás quente.
Todos os sistemasrecirculados por bomba
Degelo rápido; o gás quenteé capaz de carrear o óleo oevaporador de baixatemperatura.
Inadequado para sistemascom menos de3 evaporadores.
Evaporador de recirculaçãopor líquido bombeado, comsistema de descongelamentopor gás quente controladopor SV1/3
Todos os sistemasrecirculados por bomba
Degelo rápido; o gás quenteé capaz de carrear o óleodeixado no evaporador debaixa temperatura; a válvulade bóia é eficiente e estávelno ajuste do fluxo degás quente.
Inadequado para sistemascom menos de3 evaporadores.
Controle Multitemperaturacom ICS e CVP.
Evaporadores que precisamoperar sob diferentes níveisde temperatura
O evaporador é capaz decomutar entre 2 diferentesníveis de temperatura.
Queda de pressão nalinha de sucção.
Queda de pressão nalinha de sucção.
Controle da temperatura domeio com válvula motorizadaICM
Controle da temperatura domeio com ICS, CVQ e CVP.
Controle da temperatura bempreciso, aliado com proteçãode pressão mínima(Congelamento)
Controle da temperaturabem preciso
A CVQ controlaráprecisamente a temperatura;a CVP é capaz de manter apressão acima do nívelmínimo necessário.
A ICM controlará atemperatura de forma bemprecisa ajustando ograu de abertura.
A capacidade máxima éde ICM 65.
M
Evaporador
Evaporador
EVM
Evaporador
GPLX
TC
EVM
CVPP
ICSIC
Evaporador
OFV
EVM
GPLX
Evaporador
EVM
GPLX
ICS
CVP
EVM
Evaporador
CVP
PC
PC
Evaporador
CVP
ICS
CVQ
EKC 361
E PC
Evaporador
M
ICM
EKC 361
51
5.8Literatura de Referência
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Consulte a página 101 paraobter a relação das literaturasde referência em ordemalfabética.
Folheto / Manual Técnico Instrução do produtoTipo N° da Literatura
AKS 21 ED.SA0.A
AKS 32R RD.5G.J
AKS 33 RD.5G.H
AKVA PD.VA1.B
CVP PD.HN0.A
CVQ PD.HN0.A
EVM PD.HN0.A
EKC 202 RS.8D.Z
EKC 315A RS.8C.S
EKC 361 RS.8A.E
EVRA(T ) RD.3C.B
FA PD.FM0.A
Tipo N° da Literatura
FIA PD.FN0.A
GPLX PD.BO0.A
ICF PD.FT0.A
ICM PD.HT0.A
ICS PD.HS0.A
NRVA RD.6H.A
OFV RD.7G.D
PMLX PD.BR0.A
REG RD.1G.D
SV 1-3 RD.2C.B
SVA PD.KD0.A
TEA RD.1E.A
Tipo N° da Literatura
AKS 21 RI.14.D
AKS 32R PI.SB0.A
AKS 33 PI.SB0.A
AKVA PI.VA1.C PI.VA1.B
CVP RI.4X.D
CVQ PI.VH1.A
EVM RI.3X.J
EKC 202 RI.8J.V
EKC 315A RI.8G.T
EKC 361 RI.8B.F
EVRA(T ) RI.3D.A
FA RI.6C.A
Tipo N° da Literatura
FIA PI.FN0.A
GPLX RI.7C.A
ICF PI.FT0.A
ICM PI.HT0.A
ICS PI.HS0.A
NRVA RI.6H.B
OFV PI.HX0.B
PMLX RI.3F.D RI.3F.C
REG PI.KM0.A
SV 1-3 RI.2B.F
SVA PI.KD0.B
TEA PI.AJ0.A
Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss na Internethttp://www.danfoss.com/BusinessAreas/RefrigerationAndAirConditioning/Products/Documentation.htm
52
6.1
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
6. Sistemas de óleo
Refrigeração de óleo
Geralmente os compressores para refrigeraçãoindustrial são lubrificados com óleo, que éforçado pela bomba de óleo ou pelas diferençasde pressão entre os lados de alta e baixa pressãopara as partes móveis dos compressores(mancais, rotores, paredes dos cilindros, etc.).Para garantir uma operação confiável e eficientedo compressor os seguintes parâmetros de óleodevem ser controlados:
Temperatura do óleo. A temperatura do óleodeve ser mantida dentro dos limitesespecificados pelo fabricante. O óleo deve tera viscosidade correta e a temperatura deveser mantida abaixo do ponto de ignição.
Pressão do óleo. A diferença de pressão doóleo deve ser mantida acima do nível mínimoaceitável.Geralmente há alguns componentes eequipamentos de suporte dentro do sistemade refrigeração para a limpeza do óleo,separação do óleo do refrigerante, retorno doóleo do lado de baixa pressão, equalização do
�
�
nível de óleo em sistemas com compressoresoperados por diversos pistões e pontos dedrenagem de óleo. A maioria destes itens éfornecida pelo fabricante do compressor.
O projeto do sistema de óleo de uma instalaçãode refrigeração industrial depende do tipo decompressor (parafuso ou alternativos) e dorefrigerante (amônia ou HFC/HCFC ou C02).Normalmente o tipo de óleo não miscível éutilizado para a amônia e miscível pararefrigerantes fluorados. Como os sistemas de óleosão muito relacionados com compressor, algunsdos pontos mencionados acima foram descritosem controles de compressor (seção 2) e sistemasde segurança (seção 7).
Os compressores de refrigeração (inclusive todosos compressores parafuso e alguns compressoresalternativos) geralmente necessitam derefrigeração do óleo. Temperaturas de descargamuito altas podem destruir o óleo, o que podecausar danos ao compressor. É também degrande importância que o óleo tenha aviscosidade correta, o que depende em grandeparte do nível da temperatura. Não basta apenasmanter a temperatura abaixo do limite crítico, énecessário controlá-la. Normalmente, atemperatura do óleo é especificada pelofabricante do compressor.
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
�
�
�
O óleo também pode ser resfriado pela injeção dolíquido refrigerante diretamente na portaintermediária do compressor. Para compressoresalternativos é muito comum não ter nenhumsistema de refrigeração do óleo, já que atemperatura é menos crítica do que paracompressores parafusos, sendo então o óleoresfriado no cárter.
53
WVTS
SVA
SNV
SVA
Danfoss
Tapp_0083_02
04-2006
Óleo
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Exemplo de aplicação 6.1.1:Resfriamento de óleo com água
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de água
Dados técnicos
Entrada do óleo quente
Resfriador de óleoSaída de água de resfriamento
Entrada de águade resfriamento
Saída do óleoquente
Estes tipos de sistemas são normalmenteutilizados em instalações onde é possível obterágua a baixo custo. Caso contrário, seránecessário instalar uma torre de resfriamentopara resfriar a água. Os resfriadores de óleorefrigerado por água são muito comuns para arefrigeração de instalações no mar.
O fluxo de água é controlado pela válvula deágua tipo WVTS , que controla o fluxo deágua de acordo com a temperatura do óleo.
Entre em contato com sua empresa local devendas da Danfoss para verificar adisponibilidade de componentes a seremutilizados com água marinha como o meio derefrigeração.
Válvula de água - WVT5
Materiais Corpo da válvula: ferro fundido
Meio Água fresca, salmora neutra
Pressão máxima de trabalho [bar] 10
Bulbo: 0 a 90, veja o pedido de compraFaixa de temperatura de operação [°C]
Líquido: -25 a 90DN [mm] 32 a 100
Valor máx. de Kv [m3/h] 12,5 a 125
Válvula de água - AVTA
Meio Água fresca, salmora neutra
Pressão máxima de trabalho [bar] 16
Bulbo: 0 a 90, veja o pedido de compraFaixa de temperatura de operação [°C]
Líquido: -25 a 130
DN [mm] 10 a 25
Valor máx. de Kv [m3/h] 1,4 a 5,5
54
SVA
Compressor
RT 1A RT 5A
SCA
SFA SFA
LLG
SVA SNV
SNV DSV
SVA
SVA
SVA
SVA
ORV
SNV
REG*
MLI
FIA
MLI
Danfoss
Tapp_0084_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Dados técnicos
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Óleo
Filtro
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Visor do nível de óleo
Visor do nível de óleo
Válvula reguladora depressão manual
Válvula reguladora de óleo
Do separadorde líquido/evaporador
Resfriador de óleoPara oSeparadorde Líquido
Condensador
Recipiente de líquidoSep
arado
r de ó
leo
Estes tipos de sistemas são muito convenientes jáque o óleo é resfriado dentro do sistema. Bastasuperdimensionar o condensador para suportar aquantidade de aquecimento recebida doresfriador de óleo. Ao contrário, o resfriamentode óleo por termosifão requer uma tubulaçãoadicional no local e às vezes é necessáriotambém instalar um vaso de suprimentoadicional (em casos onde o recipiente de líquidoestiver colocado muito baixo ou não estiverinstalado).
O refrigerante líquido de alta pressão flui dorecipiente de líquido devido à força da gravidadepara o resfriador de óleo onde se evapora erefrigera o óleo. O vapor refrigerante volta para orecipiente ou, em certos casos, para a entrada docondensador. É crítico que a queda de pressão naalimentação e na tubulação de retorno sejamínima.
Caso contrário, o refrigerante não retornará doresfriador de óleo e o sistema não funcionará.Somente um número mínimo de válvulas debloqueio SVA deve ser instalada. Não sãopermitidas válvulas solenóides dependentes depressão. Na tubulação de retorno recomenda-se ainstalação de um visor de nível de óleo MLI .
A temperatura do óleo é mantida no nível corretopela válvula de três vias ORV . ORV mantém atemperatura do óleo dentro dos limites definidospelo elemento termostático. Se a temperatura doóleo aumentar muito então todo o óleo retornarápara o resfriador de óleo. Se a temperatura doóleo estiver muito baixa, então todo o óleo serádesviado do resfriador a óleo.
* A válvula de regulagem REG pode ser útil nocaso de resfriador de óleo muitoSuperdimensionado.
Válvula de regulagem de óleo– ORV
Materiais Corpo da válvula: Aço resistente a baixa temperaturaMeio Todos os óleos de refrigeração comum e refrigerantes comuns, inclusive o R717Pressão máxima de trabalho [bar] 40Faixa de temperatura [°C] Operação contínua: -10 a 85
Operação curta: -10 a 120DN (mm) 25 a 80
Exemplo de Aplicação 6.1.2:Resfriamento doóleo por termosifão
55
SVA
Compressor
RT 1A RT 5ASCA
ORV
MLI
FIA
Danfoss
Tapp_0085_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)Óleo
Válvula reguladora de óleo
Filtro
Visor do nível de óleo
Exemplo de Aplicação 6.1.3:Resfriamento do óleo com ar
DoSeparadorde líquido/evaporador
Para ocondensador
Separad
or d
e óleo
Resfriador de óleo
É muito comum utilizar resfriadores de óleoresfriados por ar nas unidades compressoras comcompressores parafuso semi-herméticos (powerRACs).
A temperatura do óleo é controlada pela válvulade regulagem de óleo ORV .
Neste caso, a ORV divide o fluxo proveniente doseparador de óleo e executa o controle de acordocom a temperatura de descarga do óleo.
56
SVA
Compressor
RT 1A RT 5ASCA
CVPP
ICS
Danfoss
Tapp_0086_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Dados técnicos
Durante a operação normal do compressor derefrigeração, o óleo é circulado pela bomba deóleo e/ou pressão diferencial entre os lados deHP e LP. O estágio mais crítico é durante apartida.
É de vital importância ter uma formação depressão de óleo rápida, caso contrário ocompressor pode ser danificado.
Há duas formas básicas de formar rapidamentepressão diferencial de óleo no compressor derefrigeração. Primeiro é a de utilizar uma bombade óleo externa e a segunda de instalar umaválvula de controle na linha de descarga docompressor após o separador de óleo.
No último método é necessário verificar se ofabricante do compressor permite algunssegundos de operação a seco. Normalmente istoé possível para compressores parafuso comrolamentos esféricos, mas impossível paraaqueles com rolamentos deslizantes.
Exemplo de Aplicação 6.2.1:Controle da pressão diferencialde óleo com ICS e CVPP.
6.2Controle de PressãoDiferencial do Óleo
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Óleo
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Para ocondensador
Do resfriador de óleo
Do separadorde líquido/evaporador
Para o resfriador de óleo
Separad
or d
e óleo
Regulador de pressãodiferencial
Nesta aplicação, deve-se utilizar uma servoválvula operada ICS completa com pilotodiferencial CVPP. A linha piloto da válvula CVPP éconectada à linha de sucção antes docompressor. A ICS é fechada no momento dapartida do compressor.
Como a tubulação entre o compressor e aválvula é muito pequena, a pressão de descargaaumenta rapidamente. É necessário muitopouco tempo para que a válvula abra totalmentee o compressor funcione sob condições normais.
A maior vantagem desta solução é a suaflexibilidade, já que a pressão diferencial podeser reajustada no local e a ICS também podeexercer outras funções utilizando outros pilotos.
Servo válvula operada por piloto - IC5
Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperaturaRefrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717 e R744Faixa de temperatura do meio [°C] -60 a 120Pressão máxima de trabalho [bar] 52DN [mm] 20 a 80Capacidade nominal* [kW] 20,9 a 864
Condições: R717, linha de gás quente, Tliq = 30°C, Pdisch.= 12bar, P = 0,2bar, Tdisch. = 80°C, Te = -10°C
Piloto de pressão diferencial - CVP (HP)
Material Corpo: aço inoxidávelRefrigerantes Todos os refrigerantes comuns não inflamáveis, inclusive R717Faixa de temperatura do meio [°C] -50 a 120Pressão máxima de trabalho [bar] CVPP(HP): 28Faixa de ajuste [bar] 0 a 7, ou 4 a 22, veja o pedido de compra
57
SVA
Compressor
RT 1A RT 5A
KDC
e
Danfoss
Tapp_0087_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Dados técnicos
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Óleo
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Válvula de retenção
Regulador de pressãodiferencial
Exemplo de Aplicação 6.2.2:Controle de Pressão Diferencialdo Óleo com KDC
Do resfriador de óleo
Para o resfriador de óleo
Para ocondensador
Separad
or d
e óleo
Válvula de retenção
DoSeparador/evaporador
O princípio de operação para este exemplo é omesmo que para o exemplo 6.2.1. A válvula multi-funçào KDC abre até a diferença de pressãoentre o separador de óleo e a linha de sucçãoexceder o valor de ajuste e ao mesmo tempoquando a pressão no separador de óleo for maiorque a pressão de condensação.
A válvula KDC tem algumas vantagens, poispode também operar como uma válvula deretenção (não pode ser aberta pela contrapressão)e provê uma pequena perda de pressão quandoaberta.
No entanto, a KDC também tem suaslimitações. A válvula não é ajustável e há umnúmero limitado de ajustes de pressão diferencialdisponível, sendo necessário ter a válvula deretenção na linha de sucção.
Se esta válvula de retenção não estiver presente,poderá haver grande vazão no contra-fluxo,proveniente do separador de óleo, através docompressor,. Não é tampouco permitido ter umaválvula de retenção entre o compressor e oseparador de óleo; caso contrário, poderá levar
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
58
SVA
Compressor
RT 1A RT 5AKDC
CVHCVH
EVM (NC) EVM (NO)
Danfoss
Tapp_0088_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Exemplo de Aplicação 6.2.3:Controle de Pressão Diferencial doÓleo com KDC e pilotos EVM
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Óleo
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Válvula de compressormulti-função
Válvula solenóide piloto(normalmente fechada)
Válvula solenóide piloto(normalmente aberta)
Do separadorde líquido/evaporador Sep
arado
r de ó
leo
Para o resfriador de óleo
Do resfriador de óleo
Para ocondensador
Quando não houver possibilidade de instalação daválvula de retenção na linha de sucção ou houver umaválvula de retenção entre o compressor e o separadorde óleo, é possível utilizar a KDC equipada comválvulas piloto EVM.
Estes pilotos EVM são instalados em linhas externasutilizando corpos CVH, conforme ilustrados. Durante apartida do compressor o sistema funciona como noexemplo anterior (6.2.2).
Quando o compressor parar, a EVMNC deverá ser fechada e a EVM NOaberta. Isto equaliza a pressão sobre amola da KDC, fechando a válvula.
Observe a direção de instalação dasválvulas pilotos CVH e EVM.
59
AKS 38
SNV
DSV
LLG
SFASFASVA
SVA
SVASVA
AKS 38
SVASVASNV
SVA QDV
SVA
BSVSVA
REG
SVA
AKS 41
Danfoss
Tapp_0089_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Dados técnicos
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Mistura de líquido/vapor refrigerante
Válvula de bloqueio
Óleo
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de drenagemcom fechamento rápidoVálvula reguladora
Válvula de alívio desegurança
6.3Sistemas de recuperaçãode óleo
Exemplo de Aplicação 6.3.1:Drenagem de óleo desistemas com amônia
Normalmente não há a necessidade de óleopara os componentes de instalações derefrigeração industriais exceto para a unidadedo compressor.
Entretanto, o óleo sempre poderá se direcionarpara o sistema de separação de óleo nainstalação e acabar ficando no lado de baixapressão nos separadores e evaporadores delíquido, diminuindo sua eficiência.
Se houver a saída de muito óleo daunidade do compressor para o sistema, onível de óleo no compressor cairá abaixodo limite crítico. Desta forma há duastarefas essenciais para os sistemas derecuperação de óleo são: remover o óleo
Para a linha desucção docompressor
Doevaporador
Dorecipientede líquido
Separador de líquido
Para a bomba de refrigerante
Recipiente de óleoEntrada de gás quente
Em sistemas de amônia é utilizado óleo nãomiscível. Como o óleo é mais pesado que oamônia líquido, ele permanece na parte inferiordo separador de líquido e é incapaz de retornarao compressor através da linha de sucção.
Portanto, o óleo em sistemas de amônia énormalmente drenado do separador de líquidopara o recipiente de óleo. O óleo é separado daamônia muito facilmente.
Quando drenar o óleo, feche a válvula de paradae abra a linha de gás quente, permitindo
que o gás quente aumente a pressão e aqueça oóleo frio.
Então drene o óleo utilizando uma válvula dedrenagem de óleo de fechamento rápido QDV, que pode ser fechada rapidamente após aevacuação do óleo e quando a amônia começar asair.
A válvula de saída SVA entre o QDV e orecipiente deve ser instalada. Esta válvula é abertaantes da evacuação do óleo e fechada emseguida.
Deve ser tomada toda precaução necessáriadurante a drenagem do óleo da amônia.
Válvula de drenagem de óleo de fechamento rápido - QDV
Material Corpo: aço
Refrigerantes Comumente utilizado com o 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
60
SVA
RT 1A
SVA
SVA
SVAEVRA+FA
SNV
DSV
SFASFA
AKS 41
SVA
SVA
ICMSVA
EVM
ICSFIA
SVA
AKS 38
SVA
LLG
SNV
AKS 38
MLI
HE
SVA
SVA
REG
REG
EVRA+FA
SVA
Danfoss
Tapp_0090_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Dados técnicos
Exemplo de Aplicação 6.3.2:Drenagem de óleo de sistemascom amônia
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Mistura de líquido/vapor refrigerante
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Mistura de líquido/vapor refrigerante
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Válvula de bloqueio
Válvula solenóide
Válvula de regulagemmanualTrocador de calor
Visor do nível de óleo
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula solenóideVálvula de regulagemmanualVálvula de bloqueio
Para oSeparadorde óleo
Do evaporador
Dorecipientede líquido
Separador de líquido
Para a bombarefrigerante
Em sistemas fluorados, o óleo miscível éutilizado predominantemente. Em sistemasutilizando boas práticas de tubulação (declives,loops de óleo, etc.), não é necessário recuperaro óleo, pois ele retorna com o vaporrefrigerante.
Entretanto, em instalações de baixastemperaturas o óleo pode permanecer nosvasos de baixa pressão. O óleo é mais leve queo comumente utilizado refrigerante fluorado,desta forma é impossível drená-lo de formasimples como nos sistemas de amônia.
O óleo permanece na parte superior dorefrigerante e o nível varia juntamente com onível do refrigerante.
Neste sistema, o refrigerante move de umseparador de líquido para o trocador de calorpor gravidade.
O refrigerante de baixa pressão é aquecido pelolíquido refrigerante de alta pressão e se evapora.
O vapor refrigerante misturado com o óleoretorna para a linha de sucção. O refrigerante doseparador de líquido é tirado a partir do nível detrabalho.
A válvula e regulagem REG é ajustada de talforma a não haver nenhum vestígio do líquidorefrigerante no visor de nível MLI . O trocadorde calor da Danfoss tipo HE poderá ser utilizadopara recuperar o óleo.
O refrigerante também pode ser tirado das linhasde descarga com bomba. Neste caso, realmentenão importa se o refrigerante é tirado do nível detrabalho ou não.
Trocador de calor - HE
Refrigerantes Todos os refrigerantes fluoradosFaixa de temperatura do meio [°C] -60 a 120Pressão máxima de trabalho [bar] HE0,5, 1,0, 1,5, 4,0: 28
HE8,0: 21.5DN [mm] Linha do líquido: 6 a 16
Linha de Sucção: 12 a 42
61
Entrada de óleo quente
Entrada deágua deresfriamento
Saída de águade resfriamentoResfriador de óleo
Saída de óleo quente
WVTS
TC
Resfriador de óleo
Resfriador de óleo
Separad
or
de ó
leo
Separad
or
de ó
leo
Separad
or
de ó
leo
Separad
or
de ó
leoSep
arado
rd
e óleo
Compressor
Recipientede líquido
Condensador
TC
Compressor
TC
Compressor
Do resfriador de óleo
Do resfriador de óleo
Do resfriadorde óleo
Para o resfriador de óleo
Para o resfriador de óleo
Para o resfriador de óleo
PDC
CompressorPDC
NC NO
CompressorPDC
Recipiente de óleo
Para os vasosde baixa pressão
QDV
Separador de líquido
Separador de líquido
Compressor
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
6.4Resumo
Solução Aplicação Benefícios Limitações
Sistemas de Refrigeração a Óleo
Controle de Pressão Diferencial do Óleo
Sistemas de Recuperação de Óleo
Refrigeração por água,válvula de água WVTS
Instalações no mar,instalações comdisponibilidade deágua a baixo custo.
Simples e eficaz Pode ser de alto custo,requer uma tubulaçãoindividual de água
Resfriamento portermosifão, ORV
Todos os tipos deinstalações derefrigeração
O óleo é resfriado porrefrigerante sem perdada eficiência da instalação.
Isto requer tubulaçãoextra e um receptor delíquido HP instalado naaltura definida.
Resfriamento a ar, ORV Sistemas de refrigeraçãocomercial para serviçospesados com unidadesde alimentação.
Simples, sem anecessidade de tubulaçãoadicional ou de água
Possibilidade daocorrência de grandesflutuações natemperatura do óleo emdiferentes estaçõesclimáticas; o resfriadora ar pode ser muitogrande para instalaçõesde grande porte.
ICS + CVPP
Compressores helicoidais(devem ser confirmadospelo fabricante docompressor)
KDC
KDC+EVM
Flexível, possibilidadesde diferentes ajustes
Necessita da instalaçãode uma válvulade retenção
Não requer uma válvulade retenção, queda depressão mais baixaque a ICS.
É necessário instalar umaválvula de retenção nalinha de sucção, sem apossibilidade demudança do ajuste.
Tal conforme descritoanteriormente, mas énecessária a instalaçãode uma válvula deretenção na linhade sucção.
Há a necessidade de umatubulação externa, sem apossibilidade demudança do ajuste.
Recuperação de óleo desistemas de amonía, QDV
Recuperação de óleo desistemas fluorinados, HE
Todas as instalações comamonía
Sistemas fluorinados debaixa temperatura
Simples e seguro Necessita deoperação manual
Não necessita deoperação manual
O ajuste podeser complicado
62
6.5Literatura de Referência
Folheto / Manual Técnico Instrução do produto
Consulte a página 101 paraobter a relação das literaturasde referência em ordemalfabética.
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Tipo N° da Literatura
BSV RD.7F.B
CVPP PD.HN0.A
EVM PD.HN0.A
FIA PD.FN0.A
HE RD.6K.A
ICS PD.HS0.A
KDC PD.FQ0.A
Tipo N° da Literatura
MLI PD.GH0.A
ORV PD.HP0.A
QDV PD.KL0.A
REG RD.1G.D
SVA PD.KD0.A
WVTS RD.4C.A
Tipo N° da Literatura
BSV RI.7F.A
CVPP RI.4X.D
EVM RI.3X.J
FIA PI.FN0.A
HE RI.6K.A
ICS PI.HS0.A
KDC PI.FQ0.A
Tipo N° daLiteratura
ORV RI.7J.A
QDV PI.KL0.A
REG PI.KM0.A
SVA PI.KD0.B
WVTS RI.4D.A
Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss na Internethttp://www.danfoss.com/BusinessAreas/RefrigerationAndAirConditioning/Products/Documentation.htm
63
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
7. Sistemas de segurança Todos os sistemas de refrigeração industrial sãoprojetados com diferentes sistemas desegurança para protegê-los contra condiçõesinseguras, tal como pressão excessiva. Todapossibilidade de pressão interna excessiva deveser evitada ou aliviada com um risco mínimopara pessoas, propriedades e o meio-ambiente.
Os requisitos sobre sistemas de segurança sãorigorosamente controlados por autoridades,sendo, portanto, sempre necessário verificar asexigências da legislação local do país emquestão.
, porexemplo, válvulas de alívio de pressão, sãoprojetados para aliviarem automaticamente apressão excessiva para uma pressão que nãoexceda o limite màximo permissível eretornarem à condição normal de operaçãoajustada tão logo a pressão tenha caído abaixodesta pressão permissível.
ousomente limitador de temperatura é umdispositivo de atuação por temperaturaprojetado para evitar temperaturas inseguras,de modo que o sistema possa ser parado parcialou completamente em caso de defeito ou maufuncionamento.
O dispositivo de alívio de pressão
O dispositivo limitador de temperatura
queprotege contra alta ou baixa pressão comreinicialização automática.
Chaves de segurança são projetados paralimitarem a pressão com reinicialização manual.
é um dispositivoatuado por nível de líquido projetado para evitarníveis de líquidos inseguros.
é um dispositivosensor que responde a uma concentração pré-estabelecida do gás refrigerante no meioambiente. A Danfoss produz detectores derefrigerantes de tipo GD. Consulte o guia deaplicação específico para obter mais informações.
O limitador de pressão é um dispositivo
Corte de pressão por segurança
O corte de nível de líquido
O detector de refrigerante
As válvulas de segurança são instaladas paraevitar que a pressão no sistema suba acima dapressão máxima permitida com relação aqualquer componente e ao sistema como umtodo. Caso ocorra pressão excessiva, as válvulasde segurança aliviam o refrigerante do sistemade refrigeração.
Os parâmetros principais para as válvulas desegurança são a pressão de alívio e a pressão dereinicialização (retorno `à condição de ajusteoriginal). Normalmente, a pressão de alívio nãodeve exceder mais que 10% a pressão de ajuste.Além disto, se a válvula não conseguir à retornaràs condições originais de ajuste ou se o retornofor à uma pressão muito mais baxo do que aoriginal, poderá haver uma perda significativa derefrigerante no sistema.
7.1Dispositivos de Alíviode Pressão
64
SNV
SVA
SNV
SFA
DSV
SFA
LLG
SVASVA
SVA
SVA
MLI
AKS 38
Danfoss
Tapp_0099_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Exemplo de Aplicação 7.1.1:Válvula de Segurança SFA
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Válvula de bloqueiodupla e de 3 viasVálvula de alívio de segurança
Válvula de alívio de segurançaVisor do nível de óleo
Para o resfriador de óleo Para o separador de líquido
Dalinha dedescarga
Docondensador
NENHUMOPERADORDEVETRABALHAR NAÁREA DEDESCARGA DOTUBO DE ALÍVIODE PRESSÃO
NÍVEL DOÓLEO
Recipiente de líquido
Os dispositivos de alívio de pressão devem serinstalados em todos os vasos do sistema e noscompressores.
Geralmente são utilizadas válvulas de alívio depressão (SFA) dependentes de contrapressão. Asválvulas de segurança devem ser instaladas comuma válvula de 3 vias DSV , para permitir amanutenção de uma válvula enquanto a outraestiver em operação.
Os dispositivos de alívio de pressão devem sermontados próximos à parte do sistema que elesestiverem protegendo. Para verificar se a válvulaestá descarregando para a atmosfera, pode ser
instalado após a válvula um coletor "tubo-U"cheio de óleo e com um visor de nível MLI .
Alguns países não permitema instalação de um coletor "U".
O tubo de saída da válvula de segurança deve serprojetado de tal forma que as pessoas não corramriscos na eventualidade do refrigerante seraliviado.
A queda de pressão no tubo de saída para asválvulas de segurança é importante para a funçãodas válvulas. É aconselhável verificar as normaspertinentes às recomendações sobre comodimensionar estes tubos.
Observe o seguinte:
Dados técnicos Válvula de alívio de Segurança – SFA
Material Corpo: Aço especial aprovado para a operação a baixa temperatura.
RefrigerantesR717, HFC, HCFC e outros refrigerantes (dependendo da compatibilidade com o materialde vedação)
Faixa de temperatura do meio [°C] -30 a 100
Pressão de teste [bar]Teste de resistência 43Teste de vazamento: 25
Pressão de ajuste [bar] 10 a 40
Válvula de bloqueio de 3 vias – DSV 1/2Material Corpo: Aço especial aprovado para operação a baixa temperatura.Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns não inflamáveis, inclusive o R717.Faixa de temperatura do meio [°C] -50 a 100Pressão máxima de trabalho [bar] 40
DSV1: 17,5Valor de Kv [m3/h]
DSV2: 30
65
SVA
EVRAT+FA
SVA
Compressor
SCA
BSVPOV
SFA SFA
MLI
DSV
Danfoss
Tapp_0100_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
NENHUM OPERADOR DEVETRABALHAR NA ÁREA DEDESCARGA DO TUBO DE ALÍVIODE PRESSÃO
Para ocondensador
Separad
or d
e óleo
Doevaporador
Exemplo de Aplicação 7.1.2:Válvulas de segurança interna- BSV e POV.
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Óleo
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Válvula de segurançainterna operada por piloto
Válvula de segurança interna
Válvula de bloqueiodupla e de 3 viasVisor no nível de óleo
Válvula de alívio desegurança Para aliviar o refrigerante do lado de alta
pressão para o lado de baixa pressão somenteválvulas de alívio independentes decontrapressão (BSV/ POV) devem ser utilizadas.
A BSV pode atuar como uma válvula de alíviode ação direta com baixa capacidade ou comouma válvula piloto para a válvula principalPOV . Quando a pressão de descarga excedera pressão de ajuste, a BSV abrirá a POV paraaliviar o vapor de alta pressão para o lado debaixa pressão.
As válvulas de alívio independentes decontrapressão são instaladas sem a válvula debloqueio de 3 vias. Caso seja necessário
substituir ou reajustar as válvulas, o compressordeverá ser desligado.
Se for montada uma válvula de bloqueio na linhade descarga que vem do separador de óleo, seránecessário proteger o separador de óleo e ocompressor contra pressão excessiva causadapelo aquecimento externo ou aquecimento decompressão.
Esta proteção poderá ser obtida com a válvula desegurança padrão SFA combinada com umaválvula bloqueio de 3 vias DSV .
Válvula de alívio de segurança - BSV
Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura.
RefrigerantesR717, HFC, HCFC e outros refrigerantes (dependendo da compatibilidade com o materialde vedação)-30 a 100, como uma válvula de alívio de segurança externa
Faixa de temperatura do meio [°C]-50 a 100, como uma válvula piloto para a POV
Pressão de ajuste [bar] 10 a 25
Teste de resistência 43Pressão de teste [bar]
Teste de vazamento: 25
Válvula de segurança interna operada por piloto - POV
Material Corpo: aço
RefrigerantesR717, HFC, HCFC e outros refrigerantes (dependendo da compatibilidade com o materialde vedação)
Faixa de temperatura do meio [°C] -50 a 150 como uma válvula piloto para a POVPressão de ajuste [bar] 15 a 25
Teste de resistência: 50Pressão de teste [bar]
Teste de vazamento: 25DN [mm] 40/50/80
Dados técnicos
66
CompressorSVA
FIA
RT 1A
RT 5A
MP 55A
RT 107
Danfoss
Tapp_0101_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
7.2Dispositivos de Limite dePressão e Temperatura
Exemplo de Aplicação 7.2.1:Desligamento (parada) porPressão / Temperaturapara compressores
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Óleo
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Parada por baixa pressão
Parada por baixa pressãodiferencial
Parada por alta temperatura
Parada por alta pressão
DoSeparador/evaporador
Para o Separador de Óleo
Do resfriador de óleo
Para proteger o compressor contra excessivaspressão e temperatura de descarga ou depressão de sucção muito baixa, devem serutilizados os pressostatos e termostatos KP/RT.O RT1 A é um pressostato para baixapressão e o RT 5A é um pressostato de altapressão e o RT 107 é um termostato.
O valor da pressão de ajuste para ospressostatos de alta pressão deve ser inferior àpressão ajustada para as válvulas de segurançado lado de alta pressão. O ajuste do
pressostato de baixa pressão é especificado pelofabricante do compressor.
Para compressores alternativos, o pressostato depressão diferencial de óleo MP 54/55 éutilizado para parar o compressor em caso depressão do óleo muito baixa.
O pressostato diferencial de óleo cortará ofuncionamento do compressor se ele não atingiruma pressão diferencial suficiente durante apartida e após um período definido de tempo(0-120 s).
Termostato - RT
Refrigerantes R7l7 refrigerantes fluorados, veja a especificação de encomenda
Proteção IP 66/54, veja a especificação de encomenda
Temperatura máxima do bulbo [Cº] 65 a 300, veja a especificação de encomenda
Temperatura ambiente [Cº] -50 a 70
Faixa de ajuste [°C] -60 a 150, veja a especificação de encomenda
Diferencial /t [°C] 1,0 a 25,0, veja a especificação de encomenda
Controle de Pressão Diferencial - MP S4/55/55A
Refrigerantes MP 54/55: Refrigerantes fluorados
MP 55A: R717Proteção IP 20
MP 54: 0,65/0,9Faixa de ajuste LIP [bar]
MP 55/55A: 0,3 a 4,5Pressão máxima de trabalho [bar] 17
Pressão máxima de teste [bar] 22
Faixa de operaçãodo lado de LP (baixa pressão)[bar]
-1 a 12
Dados técnicos
67
SNV
SVA
DSV
LLG
SFASFA
AKS 41
SVA
SVA
SVA
SVA
SVA
SVA
SNV
AKS 38
AKS 38
QDVDanfoss
Tapp_0102_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
7.3Dispositivos de Nível de Líquido
Exemplo de aplicação 7.3:1:Controles de nível baixo / altopara separador de líquido
Mistura de líquido/vapor refrigerante
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Chave de nível alto
Chave de nível baixoPara o evaporador
Separador de líquido
Para a linha desucção docompressor
Do recipientede líquido
Doevaporador
Os vasos do lado de alta pressão e baixa pressãopossuem diferentes dispositivos para controle donível de líquido.
Os recipientes de líquido (de alta pressão) sóprecisam ter uma chave de nível baixo (AKS 38)para assegurar um nível mínimo de refrigerantepara alimentar os dispositivos de expansão.
O visor de nível LLG para a monitoração visual donível de líquido também pode ser instalado.
Os vasos de baixa pressão normalmentepossuem ambos os controles, ou seja, para nívelalto e baixo. A chave de nível baixo é instaladapara assegurar a existência de uma pressãohidrostática suficiente do refrigerante para evitara cavitação das bombas.
A chave de nível alto é instalada para proteger ocompressor contra golpe de líquido.
Um visor de nível de líquido LLG deve serinstalado para a indicação visual de nível.
Dados técnicos Chave de nível - 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
Visor no nível - LLG
Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns não inflamáveis, inclusive o R717.
Faixa de temperatura do meio [°C] - 10 a 100 ou -50 a 30, veja o pedido de compra
Pressão máxima de trabalho [bar] 25
Comprimento [mm] 185 a 1550
68
Recipiente de líquido
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Solução Aplicação
7.4Resumo
Válvulas de Segurança
Controles de Corte de Pressão
Válvulas de segurança SFA +válvula de 3 vias DSV
Proteção de vasos, compressores etrocadores de calor contrapressão excessiva.
Válvula de segurança interna BSV + válvulade segurança interna pilotada POV
Proteção de compressores e bombascontra pressão excessiva
Pressostato de corte RT
Pressostato de corte para pressãodiferencial - MP 55
Termostato - RT
Proteção de compressores contra pressãode descarga muito alta e pressão desucção muito baixa.
Proteção de compressores alternativoscontra pressão de óleo muito baixa.
Proteção de compressores contratemperatura de descarga muito alta.
Dispositivos de Nível de LíquidoChave de nível de líquido AKS 38
Visor de Nível de Líquido LLG
Proteção do sistema contra nível derefrigerante muito alto / baixo nos vasos.
Monitoração visual do nível de líquidorefrigerante nos vasos
7.5Literatura de Referência
Consulte a página 101 para obtera relação das literaturas dereferência em ordem alfabética.
Folheto / Manual Técnico Instrução do produto
PZHPZLPDZ
TZH
LI LS
LS
Separador de líquido
Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss na Internethttp://www.danfoss.com/BusinessAreas/RefrigerationAndAirConditioning/Products/Documentation.htm
Tipo N° da Literatura
AKS 38 RD.5M.A
BSV RD.7F.B
DSV PD.IE0.A
LLG PD.GG0.A
MLI PD.GH0.A
MP 55 A RD.5C.B
Tipo N° da Literatura
POV PD.ID0.A
RT 1A RD.5B.A
RT 107 RD.5E.A
RT 5A RD.5B.A
SFA PD.IF0.A
Tipo N° da Literatura
AKS 38 RI.5M.A
BSV RI.7F.A
DSV PL.IE0.A./ RI.7D.A
LLG RI.6D.D
MP 55 A RI.5C.E
Tipo N° da Literatura
POV PI.ID0.A
RT 1A RI.5B.C
RT 5A RI.5B.C
SFA RI.7F.F
69
f d>NPSH
H
Danfoss
Tapp_0107_02
04-2006
H
Q0
Q Q
H1
2
NPSH
Q - H Da
nfo
ss
Tap
p_
01
08
_0
2
04
-20
06
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
8.Controles da Bombado Refrigerante
Geralmente os sistemas de refrigeração industrialpossuem recirculação por bomba do líquidorefrigerante. Há algumas vantagens de recirculaçãopor bomba em comparação com os sistemas tipo DX:
As bombas possibilitam uma distribuiçãoeficiente de líquido refrigerante aos evaporadorese o retorno da mistura vapor-líquido para oseparador de líquido;É possível diminuir o superaquecimento a quase0 K, portanto, aumentando a eficiência dosevaporadores sem o risco de golpes de líquido nocompressor.
Ao instalar a bomba, deve ser tomado cuidado paraimpedir a cavitação. A cavitação poderá ocorrersomente se a pressão do líquido refrigerante naentrada da bomba for inferior à pressão de saturaçãocorrespondente à temperatura do líquido nesteponto.
Portanto, a altura do líquido H acima da bomba deveser pelo menos capaz de compensar a perda depressão por atrit
onformemostrado na Fig. 8.1.
�
�
o através dos tubos e válvulas,perda na entrada do tubo e a aceleração dolíquido para o rotor da bomba (Net PositiveSuction Head, ou NPSH da bomba), c
H
H
H
f
dr
p
Para manter a bomba de refrigerante com umaoperação sem problemas, a vazão através da bombadeve ser mantida dentro da faixa permissível deoperação, Fig. 8.2.
Se a vazão for muito reduzida, o calor no motor podecausar a evaporação de algum refrigerante e resultarno funcionamento a seco da bomba.
Quando a vazão for muito alta, a NPSH característicada bomba se deteriora ao ponto de fazer com que aaltura manométrica de sucção positiva disponívelfique muito baixa para impedir a cavitação.
Portanto, os sistemas devem ser projetados para que abomba de refrigerante mantenha a vazão dentro dafaixa de operação.
8.1Proteção para Bomba comControle de PressãoDiferencial
As bombas são facilmente danificadas por cavitação.Para evitar a cavitação é importante manter umaaltura manométrica de sucção para a bomba. Paraobter uma altura manométrica suficiente, deve-seinstalar uma chave de nível baixo AKS 38 noseparador de líquido.
No entanto, mesmo com uma chave de nível baixoinstalado no separador de líquido, mantido acima domínimo nível aceitável, a cavitação ainda poderáocorrer.
Por exemplo, operações incorretas nosevaporadores podem causar um aumento davazão pela bomba, a chave de nível baixo podefalhar, e o filtro antes da bomba pode estarbloqueado, etc.
Todas estas condições podem levar à cavitação.Portanto, é necessário desligar a bomba para finsde proteção quando a pressão diferencial cairabaixo de H da Fig. 8.2 (equivalente a Q ).2 max
Separador de Líquido
Bomba dorefrigerante
Refrigerante líquido a baixa pressão (LP)
Fig. 8.2Curva típica Q-H para bombas
Faixa de operação permissível
Mín. Máx.
Fig.8.1Instalação da bomba
70
SVA
RT 260ART 260A
SVA
REG
FIASVA
SVA
SNV
LLG
SVAFIA
SVA
SVA
AKS 38
AKS 38
SFA
SVA
SFA
DSV
SVA
SNV
AKS 41
REG
SVA
SVA
SVA
NRVA
BSV
BSV
NRVA
QDV
Danfoss
Tapp_0109_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Exemplo de Aplicação 8.1.1:Proteção da Bomba comPressostato Diferencial RT260A
Mistura de líquido/vapor refrigerante
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Filtro
Filtro
Válvula de retenção
Válvula de retenção
Pressostato diferencial
Pressostato diferencial
Para a linha desucção docompressor
Doevaporador
Dorecipientede líquido
Separador de líquido
Para oevaporador
Bombarefrigerante
Os controles de pressão diferencial (pressostatosdifererenciais) são utilizados para a proteçãocontra baixa pressão diferencial. OsRT 260A e são fornecidos semtemporizador e causam o desligamentomomentâneo de cada uma das bombas quando apressão diferencial cai abaixo do ajuste dessespressostatos.
Os filtros FIA e são instalados na linha dabomba para remover partículas e proteger asválvulas de controle automático e as bombascontra danos, bloqueios, desgaste e quebra emgeral. O filtro pode ser instalado na linha desucção ou linha de descarga da bomba.
Se o filtro for instalado na linha de sucção antesda bomba, o mesmo protegerá principalmente abomba contra partículas. Isto é especificamenteimportante durante a limpeza inicial ecomissionamento.
Já que a queda de pressão pode levar à cavitação,recomenda-se instalar uma malha 500ì. Malhasmais finas podem ser utilizadas durante a limpeza,mas certifique-se de levar em ção aqueda de pressão ao projetar a tubulação.Adicionalmente, será necessário substituir a malhaapós um certo período de tempo.
Se o filtro for instalado na linha de descarga, aqueda de pressão não será crucial e nesse casopoderá ser utilizado um filtro 150-200 Éimportante observar que nesta instalação, aspartículas podem ainda entrar na bomba antes deserem removidas dos sistemas.
As válvulas de retenção NRVA e sãoinstaladas nas linhas de descarga das bombaspara proteger as bombas contra contra-fluxo(pressão) durante inatividade.
considera
ì.
Dados técnicosPressostato Diferencial - RT 260A/252A/265A/260AL
Refrigerantes R717 refrigerantes fluorinados, veja a especificação de encomenda
Alojamento IP 66/54, veja a especificação de encomenda
Temperatura ambiente [°C] -50 a 70
Faixa de ajuste [bar] 0,1 a 11, veja a especificação de encomenda
Pressão máxima de trabalho [bar] 22/42, veja a especificação de encomenda
71
REG
SVA
SNV
LLG
SVA
SVA
AKS 38
AKS 38
SFA
SVA
SFA
DSV
SVASNV
AKS 41
REG
SVA
SVA
SVA
BSV
BSV
SVA SVA
FIAFIA
RT 260A
RT 260A
NRVANRVA
SVA
SVA
QDV
Danfoss
Tapp_0110_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
8.2Controle da Vazão deBy-Pass da Bomba
O modo mais comum de manter o fluxo através dabomba acima do valor mínimo permissível (Q naFig. 8.2) é o de projetar um sistema de by-pass paraa bomba.
A linha de by-pass pode ser projetada com a válvulade regulagem REG, válvula de alívio de pressãodiferencial OFV ou mesmo com apenas um orifício.
min
Mesmo se o fornecimento do líquido a todos osevaporadores no sistema for interrompido, a linha deby-pass ainda poderá manter a vazão mínima atravésda bomba.
Exemplo de Aplicação 8.2.1:Controle da Vazão deBy-Pass da Bomba com REG
Mistura de líquido/vapor refrigerante
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Válvula de regulagem manual
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de regulagem manual
Válvula de alívio desegurança interna
Dados técnicos
Para a linha desucção docompressor
Doevaporador
Dorecipientede líquido
Separador de líquido
Para o evaporador
Bombaefrigerante
A linha de by-pass é projetada com a válvula reguladoraREG para cada bomba.
A válvula de segurança interna BSV é projetada para
causar um alívio da pressão excessiva de formasegura. Por exemplo, quando as válvulas debloqueio estiverem fechadas, o líquidorefrigerante confinado nos tubos pode seraquecido e atingir a pressões excessivamentealtas.
Válvula de regulagem - REG
Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura..Refrigerantes Todos os refrigerantes comuns não inflamáveis, inclusive o R717.Faixa de temperatura do meio [°C] -50 a +150Pressão máxima de trabalho [bar] 40Pressão de teste [bar] Teste de resistência 80
Teste de vazamento: 40valor Kv [m3/h] 0,17 a 81,4 para válvulas totalmente abertas
Válvula de alívio de segurança - BSV
Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperatura..
RefrigerantesR717, HFC, HCFC e outros refrigerantes (dependendo da compatibilidade com o material devedação)
Faixa de temperatura do meio [°C]-30 a 100, como uma válvula de alívio de segurança externa-50 a 100 como uma válvula piloto para a POV
Pressão de ajuste [bar] 10 a 25Pressão de teste [bar] Teste de resistência: 43
Teste de vazamento: 25
72
SVA
SFA SFA
DSV
SVA
SNV
AKS 41
SVASVA
SNV
LLG
SVA
SVA
AKS 38
AKS 38
SVA SVA
FIAFIA
ICS
SVA
SVA
CVPP
BSV
BSV
RT 260A RT 260A
NRVANRVA
SVASVA
QDV
Danfoss
Tapp_0111_02
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Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
É de grande importância para alguns tipos desistemas de recirculação por bomba que apressão diferencial possa ser mantidaconstante através da válvula de regulagemmanual na entrada do evaporador.
8.3Controle da Pressão da Bomba
Utilizando uma servo válvula controlada porpiloto ICS e uma válvula piloto CVPP é possívelmanter uma pressão diferencial constante
Exemplo de Aplicação 8.3.1:Controle da pressão diferencialda bomba com ICS e CVPP.
Para a linha desucção docompressor
Do evaporador
Do Recipientede líquido
Para oevaporador
Bombarefrigerante
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Regulador de pressãodiferencial
Dados técnicos Servo válvula operada por piloto - ICS
Material Corpo: Aço especial aprovado para serviço a baixa temperaturaRefrigerantes Todos os refrigerantes comuns, inclusive o R717 e R744Faixa de temperatura do meio [°C] -60 a 120Pressão máxima de trabalho [bar] 52DN [mm] 20 a 80
Válvula piloto de pressão constante - CVPP
Material Corpo: aço inoxidávelRefrigerantes Todos os refrigerantes comuns não inflamáveis, inclusive R717Faixa de temperatura do meio [°C] -50 a 120
Pressão máxima de trabalho [bar]CVPP(HP): 28CVPP(LP): 17
Faixa de ajuste [bar] 0 a 7, ou 4 a 22, veja o pedido de compraValor Kv [m3/h] 0,4
Separador de líquido
Mistura de líquido/vapor refrigerante
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
73
Separador de líquido
Separador de líquido
Separador de líquido
Separador de líquido
PC
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8.4Resumo
Solução Aplicação Benefícios Limitações
Proteção da Bomba com Controle de Pressão Diferencial
Filtro e Válvula de Retenção
Controle da Vazão de By-Pass da Bomba
Controle da Pressão da Bomba
Proteção da Bomba compressostato diferencialRT260A
Aplicável a todos ossistemas de recirculaçãopor bomba
Simples.Efetivo na proteção dabomba contra pressãodiferencial baixa(correspondente a umavazão alta).
Não aplicável arefrigerantesinflamáveis.
Filtro FIA e válvula deretenção NRVA na linhade bomba
Aplicável a todos ossistemas de recirculaçãopor bomba.
Simples.Efetivo na proteção dabomba contracontrapressão epartículas.
O filtro na linha de sucçãopode levar à cavitaçãoquando bloqueado.O filtro na linha dedescarga ainda permiteque as partículas entremna bomba.
Controle da vazão deby-pass com REG eproteção com válvula dealívio de segurança BSV.
Aplicável a todos ossistemas de recirculaçãopor bomba.
Simples.Solução efetiva econfiável para manter avazão mínima da bomba.A válvula de segurança écapaz de efetivamenteevitar pressão excessiva.
Parte da potênciada bomba perdida.
Controle da pressão dabomba com ICS e CVPP.
Aplicável a todos ossistemas de recirculaçãopor bomba que requeremuma pressão diferencialconstante por todas asválvulas de regulagemantes dos evaporadores
Mantém uma pressãodiferencial constante eum índice derecirculação para osevaporadores.
Parte da potênciada bomba perdida.
8.5Literatura de Referência
Consulte a página 101para obtera relação das literaturas dereferência em ordem alfabética.
Folheto / Manual Técnico Instruções do produto
Tipo N° da Literatura
BSV RD.7F.B
CVPP PD.HN0.A
FIA PD.FN0.A
ICS PD.HS0.A
Tipo N° da Literatura
NRVA RD.6H.A
REG RD.1G.D
RT 260A RD.5B.A
SVA PD.KD0.A
Tipo N° da Literatura
BSV RI.7F.A
CVPP RI.4X.D
FIA PI.FN0.A
ICS PI.HS0.A
Tipo N° da Literatura
NRVA RI.6H.B
REG PI.KM .A0
RT 260A RI.5B.B
SVA PI.KD0.B
Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss na Internethttp://www.danfoss.com/BusinessAreas/RefrigerationAndAirConditioning/Products/Documentation.htm
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9. Outros
9.1Filtros Secadores paraSistemas Fluorados
Água, ácidos e partículas aparecemnaturalmente nos sistemas de refrigeração comfluorados. A água pode entrar no sistemadevido à instalação, manutenção, vazamentos,etc; já os ácidos são gerados pela decomposiçãode refrigerantes e óleos; e as partículasnormalmente vêem dos resíduos de solda,reação entre os refrigerantes e óleo, etc.
A não manutenção dos conteúdos de ácidos,água e partículas dentro dos limites aceitáveisencurtará significativamente a vida útil dosistema de refrigeração, podendo até mesmoqueimar o compressor.
Muita umidade nos sistemas com temperaturasde evaporação abaixo de 0ºC pode formar geloque, por sua vez, pode bloquear as válvulas decontrole, válvulas solenóides, filtros, etc. Aspartículas aumentam o desgaste e maufuncionamento do compressor e válvulas,gerando ainda a possibilidade de criar umbloqueio. Os ácidos não são corrosivos se nãohouver água. Porém, em solução ácida, osácidos podem corroer a tubulação e recobrir assuperfícies quentes dos mancais do compressor.
Este recobrimento se acumula nas superfíciesquentes dos mancais, inclusive da bomba deóleo, eixo de manivelas, barras de came, anéisde pistão, hastes de válvulas de sucção edescarga, etc. Este recobrimento faz com que osmancais funcionem mais quentes, pois as folgasde lubrificação nos mancais vão reduzindo àmedida que o recobrimento vai aumentando.
O resfriamento dos mancais é reduzido devido àmenor quantidade de circulação de óleo atravésdas folgas do mancal. Isto faz com que estescomponentes fiquem cada vez mais quentes. Asplacas de válvulas começam a vazar por causaremo efeito de superaquecimento de descarga maisalto. Como os problemas aumentamprogressivamente, a falha do compressor torna-seeminente.
Os filtros secadores são projetados para impedirtodas as circunstâncias acima. Os filtros secadoresexercem duas funções: função de secagem efiltragem.
A função de secagem constitui a proteçãoquímica e inclui a absorção de água e ácidos. Oobjetivo é o de impedir a corrosão da superfíciemetálica, decomposição do óleo e refrigerante eevitar a queima de motores.
A função do filtro constitui a proteção física einclui a retenção de partículas e impurezas dequalquer tipo. Isto minimiza o desgaste e maufuncionamento do compressor, protegendo-ocontra danos e prolongando significativamentesua vida útil.
75
Compressor
TE
DCR
SVA
SVA SGRI
DCR
SVA
SVA SGRI
SNV
SNV
DCR
SVA
SVA SGRI
SNV
12
Danfoss
Tapp_0116_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Filtro Secador
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueioVálvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Visor do nível de óleo
Visor do nível de óleo
Visor do nível de óleo
Filtro secador
Filtro secador
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)Óleo
Exemplo de Aplicação 9.1.1:Filtros secadores parasistemas fluorados
Separador de óleo
Condensador
Recipientede líquido
Evaporador
Para sistemas fluorados, os filtros secadores sãonormalmente instalados na linha de líquido antesda válvula de expansão. Nesta linha, há apenasum fluxo de líquido puro através do filtro secador(diferentemente do bifásico após a válvula deexpansão).
A queda de pressão pelo filtro secador é pequenae a queda de pressão nesta linha exerce poucainfluência no desempenho do sistema. Ainstalação do filtro secador também podeimpedir a formação de gelo na válvula deexpansão.
Em instalações industriais, a capacidade de filtrosecador não é normalmente suficiente para secartodo o sistema, portanto diversos filtrossecadores poderiam ser instalados em paralelo.
O DCR é um filtro secador com núcleos sólidosintercambiáveis. Há três tipos de núcleos sólidos:DM, DC e DA.
- 100% do núcleo sólido com peneiramolecular adequado para os refrigerantesHFC e Co ;
- 80% do núcleo sólido com peneiramolecular e 20% com alumina ativada,adequado para refrigerantes CFC e HCFC ecompatível com os refrigerantes HFC;
�
�
DM
DC2
� DA 30% do núcleo sólido com peneiramolecular e 70% com alumina ativada,adequada para limpeza após queima docompressor e compatível com os refrigerantesCFC / HCFC / HFC.
Além dos núcleos sólidos normais mencionadosacima, a Danfoss também fornece outros núcleossólidos customizados. A Danfoss também fornecefiltros secadores com núcleos sólidos fixos. Paraobter mais informações consulte o catálogo doproduto ou entre em contato com as empresas devendas locais.
O visor com indicador para HCFC/CFC, tipo SGRI éinstalado após o filtro secador para indicar oconteúdo de água após a secagem. Visores comindicador para outros tipos de refrigerantestambém podem ser disponibilizados. Para obtermais informações, consulte o catálogo deprodutos da Danfoss.
-
Dados técnicos Filtro secador – DCR
Refrigerantes CFC/HFC/HCFC/R744Material Carcaça: açoPressão máxima de trabalho [bar] HP: 46, veja a especificação de encomendaFaixa da temperatura de operação [°C] -40 a 70Núcleos sólidos DM/DC/DA
76
1
10
100
1000
-50 -30 -10 10 [°C]
R134a
Danfoss
Tapp_0117_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Em muitos aspectos o CO é um refrigerante bemmais complicado, mas oferece alguns recursosexclusivos em comparação com os refrigerantescomuns. Uma das vantagens é a solubilidade deágua em CO . Conforme mostrado na figuraabaixo, há pouca diferença entre a solubilidadeem ambas as fases, ou seja, de líquido e vapor doR134a. No entanto, com o CO esta diferença ébem significativa.
O que ocorre com o sistema com fluoradotambém ocorrerá com os sistemas de COquando água, ácidos e partículas estiverempresentes no sistema, por ex., bloqueio porpartículas e corrosão por ácidos.
Além disto, a solubilidade exclusiva do COaumentará o risco de congelamento em sistemasde Co .
2
2
2
2
2
2
9.2Filtros Secadores emSistemas com Co2
No evaporador, quando o CO líquido evaporar, asolubilidade da água no refrigerante diminuirásignificativamente, especialmente quando a taxade recirculação estiver próximo a um. Isto gera orisco de aparecimento de água livre. Se istoocorrer e a temperatura estiver abaixo de 0ºC, aágua livre congelará e os cristais de gelo poderãobloquear as válvulas de controle, válvulassolenóides, filtros e outros equipamentos.
A instalação de filtros secadores é ainda ométodo mais eficiente para evitar ocongelamento mencionado acima, bloqueios ereações químicas. O filtro secador de tipo zeolite,comumente utilizado em sistemas fluorados, semostrou comprovadamente efetivo para ossistemas de CO . Para instalar os filtros secadoresem um sistema de CO , a solubilidade exclusivada água também deve ser levada emconsideração.
2
2
2
Solubilidade da água em CO2
Solu
bili
dad
e m
áxim
a [p
pm
](m
g/k
g)
Vapor
Líquido
77
Compressor
SVASVA
SGRN
DCRSNV
Danfoss
Tapp_0118_02
04-2006
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100Danfoss
Tapp_0119_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Exemplo de Aplicação 9.2.1:Filtro s em sistemasde circulação por líquidobombeado de Co
ecadores
2
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)
Óleo
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Válvula de bloqueio
Filtro secador
Válvula de bloqueio
Visor do nível de óleo Evaporador
Separador de líquido
Recipiente de líquido
Condensador
Entrada de Nh3
Saída de Nh3
Válvula deexpansão
Separad
or de óleo
Para instalar um filtro secador em um sistema deCO , os seguintes critérios devem serconsiderados:
Conforme mostrado na figura abaixo, quandoo RH estiver muito baixo, a capacidade dofiltro secador diminuirá rapidamente.
A queda de pressão por todo o filtro secadordeve ser pequena. O desempenho do sistemanão deve ser sensível a esta queda depressão.
2
�
�
Umidade Relativa
Queda de Pressão
� Fluxo em duas fasesO fluxo de duas fases através do filtrosecador deve ser evitado por expor o sistemaa um risco de congelamento e bloqueiodevido às características exclusivas dasolubilidade da água.
Em sistemas de recirculação por CO bombeado,recomenda-se que os filtros secadores sejaminstalados nas linhas de líquido antes dosevaporadores. Nestas linhas, o RH é alto, não háfluxo de duas fases e não é sensível à queda depressão.
A instalação em outras posições não érecomendada pelos seguintes motivos:
1. No laço (loop) do compressor-condensador-válvula expansão o RH é baixo. No separador delíquido, há mais de 90% de água na fase líquidadevido à solubilidade bem menor do vapor deCO em comparação com o líquido. Portanto,pouca água é levada para o loop docompressor pelo vapor de sucção. Se foreminstalados filtros secadores neste laço, osecador terá muito pouca capacidade.
2. Na linha de sucção úmida há um risco de"congelamento" devido às duas fases de fluxomencionadas.
3. Na linha de líquido, antes das bombas dorefrigerante, a queda de pressão aumenta orisco de cavitação para as bombas.
Se a capacidade de um filtro secador não forsuficiente, diversos filtros secadores poderiam serinstalados em paralelo.
2
2
Capacidade relativa do secadorPeneira Moleculares
Cap
acid
ade
rela
tiva
[%]
Umidade relativa - RH [%]
78
Compressor
TE
DCR
SVA
SGRI
DCR
SVA
SGRI
SNV
SNV
DCR
SVA
SGRI
SNV
SVA
SVA
SVA12
Danfoss
Tapp_0120_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Recipiente de líquido
Evaporador
Separador de líquido
Saída de Nh3
Entrada de Nh3
Condensador
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Mistura de líquido/vapor refrigeranteRefrigerante vapor abaixa pressão (LP)Óleo
Filtro secador
Filtro secador
Filtro secador
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueio
Visor do nível de óleoVisor do nível de óleo
Visor do nível de óleo
Válvula de bloqueio
Válvula de bloqueioVálvula de bloqueio
Exemplo de Aplicação 9.2.2:Filtros secadores em sistemas deCo DX2
Em um sistema de CO DX, a concentração deágua é a mesma por todo o sistema de modoque o nível de RH corresponde somente àsolubilidade da água do refrigerante.
Apesar disto, o RH na linha de líquido antes daválvula de expansão é relativamente pequenodevido à alta solubilidade da água na altatemperatura do CO líquido. Recomenda-se,ainda, que os filtro secadores sejam instaladosnesta linha (na mesma posição que em sistemafluorado) pelos seguintes motivos:
2
2
1. Na linha de sucção e de descarga, é sensível àqueda de pressão e ainda ocorre o alto risco decongelamento na linha de sucção. Não serecomenda a instalação dos filtros secadoresneste local, apesar dos RHs serem altos.
2. Na linha de líquido, após a válvula deexpansão, a instalação do secador de filtrotambém deverá ser evitada devido ao fluxo deduas fases.
79
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
9.3Remoção de Águapara Sistema de Amônia
O problema de água no amoníaco é exclusivoquando comparado com sistemas fluorinados ede CO :
A estrutura molecular da amônia é similar à daágua, ambas pequenas e polares,conseqüentemente, a água e a amônia sãocompletamente solúveis.
Devido à similaridade molecular entre a água e aamônia, não foi desenvolvido um filtro secadoreficiente para a amônia. Além disto, devido à altasolubilidade da água na amônia, a água livre édifícil de ser extraída da solução.
Água e amônia coexistirão e atuarão como umtipo de refrigerante zeotrópico, cujorelacionamento P-T saturado não é mais omesmo que o da amônia anidro.
Estes são fatores que contribuem para que ossistemas de amônia sejam raramente projetadoscomo sistemas DX: por um lado, a amônia líquidaé difícil de se evaporar completamente quandopresente em água, o que leva a golpes de líquido;por outro lado, como pode uma válvula deexpansão termostática funcionar corretamentequando existe a alteração do relacionamento P-Tsaturado?
Sistemas de circulação por líquido bombeadopodem satisfatoriamente evitar o potencial dedanos de água aos compressores. Com apenasvapor entrando na linha de sucção, o golpe delíquido é evitado; e contanto que não haja muitaágua no líquido, o vapor praticamente nãoconterá nenhuma água (…..o máximorecomendado de 0,3%), o que podeefetivamente evitar a poluição do óleo pela água.
Ao mesmo tempo em que os sistemas decirculação por líquido bombeado efetivamenteevitam danos aos compressores, eles tambémmantém as outras penalidades da águadespercebidas:
Quando houver conteúdo de água, orelacionamento P-T saturado do refrigeranteserá diferente da amônia pura.Especificamente, o refrigerante evaporará auma temperatura mais alta por uma dadapressão. Isto diminuirá a capacidade derefrigeração do sistema e aumentará oconsumo de energia.
A amônia torna-se corrosiva com a presençade água e começa a corroer a tubulação,válvulas, vasos, etc.
Se a água atingir o compressor, por exemplo,devido a separadores de líquido ineficientes,ela também levará a problemas de corrosão eóleo aos compressores.
2
�
�
�
COP do sistema é reduzido
Corrosão
Problemas do compressor
Portanto, para manter o sistema de modoeficiente e sem problemas, recomenda-sedetectar a água regularmente e empregar algummétodo de remoção de água quando o conteúdode água estiver acima do nível aceitável.
Basicamente, existem três formas de lidar com acontaminação de água:
Isto é adequado para sistemas com cargaspequenas (por ex., resfriadores comevaporadores de placas) e deve atender alegislação local.
Isto é adequado para alguns sistemasoperados por gravidade sem degelo por gásquente. Nestes sistemas, a água permaneceno líquido quando a amônia se evapora, e seacumula nos evaporadores.
Parte da amônia contaminada é drenadapara o retificador onde é aquecida, com aamônia evaporando e a água drenada. Estesistema é a única forma de remoção de águapara os sistemas de re-circulação por líquidobombeado.
Para obter mais informações sobre acontaminação e remoção de água nos sistemasde refrigeração de amônia, consulte o boletim108 IIAR.
É necessário mencionar que há um ladodesfavorável com relação ao conteúdo muitobaixo de água - a possibilidade de um tipoespecial de corrosão do aço. No entanto, não éprovável que ocorra em uma instalação real.
�
�
�
Trocar a carga
Purga de alguns evaporadores
Retificador de água
80
SV4
SV1
SVA
SVA
SVA
SVA
SVA
SVA
SVA
EVRA+FA
EVRA
EVRA+FAREG
BSV
SVAQDV
Danfoss
Tapp_0121_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Exemplo de Aplicação 9.3.1:Retificador de água aquecidopor gás quente controladopor válvulas de bóia
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Óleo
Válvula solenóide
Válvula de bóia de baixa pressão
Válvula solenóide
Válvula de regulagem manual
Válvula de bóia de alta pressão
Válvula de alívio desegurança internaVálvula de drenagem rápida
Válvula solenóide
Para o separador de líquido
Visorcom
indicador
Visorcom
indicadorEntradade gásquente
Para oSeparadorde Líquido
Entradade amôniacontaminada
1. Energize a válvula solenóide EVRA e . Aamônia contaminada é drenada para o vasode retificação. A válvula de bóia SV4fechará quando o nível do líquido no vasoalcançar o nível de ajuste.
2. Energize a válvula solenóide EVRA . O gásquente é alimentado à serpentina dentro dovaso e começa a aquecer a amôniacontaminada. A amônia começa a se evaporare a água permanece no líquido. A válvula debóia SV1/3 completa com um kit especialinterno (mostrado em linhas pontilhadas)controla a vazão de gás quente de acordocom a carga de aquecimento e mantém atemperatura de aquecimento na temperaturade condensação do gás quente. Quando aamônia se evapora no vaso e o nível delíquido cai, a válvula de bóia SV4 abre edrena mais amônia contaminada para dentrodo vaso.
3. Quando o retificador estiver concluído, os níveisdos vasos e da serpentina se estabilizarão e asválvulas de bóia e fecharão. Desenergize aválvula solenóide e , então abra a válvulaSVA e drene a válvula QDV e drene a águaremanescente do vaso.
4. Feche a válvula de drenagem QDV e pare aválvula SVA. Então desenergize a válvulasolenóide para parar o processo de remoçãode água, ou, se necessário, repita a etapa 1 paracontinuar o processo.
Para considerações de segurança, a válvula dealívio de segurança BSV é instalada no vasopara evitar o acúmulo de pressão excessiva.
Procedimentos para a remoção da água:
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
81
SVA
SVA
EVRA
QDV
NRVA
REG
SVAICS
CVP
REGBSV
SV1
SVA SVA
SVA
EVRA+FA
REG
SVA
Danfoss
Tapp_0122_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Óleo
Para o resfriadorintermediário delíquido/separador
Visorcom
indicador
Visorcom
indicador
Entradade gásquente
Para oSeparadorde Líquido
Entradade amôniacontaminada
Para a linha de sucção
Válvula de esfera
Válvula de retenção
Válvula de regulagem
Válvula solenóide
Válvula de regulagem
Válvula reguladora de pressãoVálvula solenóide
Válvula de regulagem
Válvula de bóia de alta pressão
Válvula de alíviode segurança internaVálvula de drenagem rápida
Exemplo de Aplicação 9.3.2:Retificador de água aquecidopor gás quente equipado comválvula de bóia e válvula de esfera
Válvula de esfera
Este é um processo de remoção de águamanual.
1. Energize a válvula solenóide EVRA , e entãoabra a válvula de esfera . A amôniacontaminada do lado de baixa pressão édrenada para dentro do retificador. Quandoa amônia no vaso alcançar o nível necessário(monitore através dos visores de nível), fechea válvula de esfera e desenergize a válvulasolenóide EVRA .
2. Energize a válvula solenóide EVRA . O gásquente é alimentado para a serpentinadentro do vaso e começa a aquecer a amôniacontaminada, com a amônia evaporando e aágua permanecendo no líquido. A válvula debóiar com um kit especial interno(mostrado em linhas pontilhadas) controla avazão de gás quente de acordo com a carga
Etapas para a remoção da água:
de aquecimento e mantém a temperatura deaquecimento na temperatura de condensaçãodo gás quente.
3. Quando a ebulição no vaso parar (monitoreatravés dos visores de nível), desenergize aválvula solenóide EVRA , abra a válvula dedrenagem QDV para drenar a água do vaso.
Durante a destilação, é importante manter apressão e temperatura adequada no vaso. Atemperatura não deve ser muito alta, casocontrário a água se evaporará. Adicionalmente, atemperatura não deve ser muito baixa, casocontrário muita amônia permanecerá no vasocomo líquido e será desperdiçada na drenagem.Isto é garantido pela servo válvula ICS com aválvula piloto de pressão constante CVP, quemantém a pressão no vaso em um nível ideal.
Para considerações de segurança, a válvula dealívio de segurança BSV é instalada no vasopara evitar o acúmulo de pressão excessiva.
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
82
SVA
SVA
SVA
SVA
EVRA
EVRA+FA
REG
BSV
SVA
QDV
NRVA
REG
SVAICS
CVP
REG
Danfoss
Tapp_0123_02
04-2006
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)
Refrigerante vapor aalta pressão (HP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)Óleo
Para o resfriadorintermediário/separador delíquido
Visorcom
indicador
Visorcom
indicador
Entradade águaquente Entrada
de amôniacontaminada
Para a linha de sucção
Saída de água quente
Válvula de esfera
Exemplo de Aplicação 9.3.3:Retificador de água aquecidopor água quente
Válvula de esfera
Válvula de retenção
Válvula de regulagem manual
Válvula solenóide
Válvula de regulagem manual
Válvula reguladora de pressão
Válvula solenóide
Válvula de regulagem manual
Válvula de alívio desegurança internaVálvula de drenagem rápida
Este é um processo de remoção de água manual,sendo a água quente a fonte de aquecimento.Água quente fornecida via recuperador de calor.
1. Energize a válvula solenóide EVRA , e entãoabra a válvula de esfera . A amôniacontaminada do lado de baixa pressão édrenada para dentro do retificador. Quando aamônia no vaso alcançar o nível necessário(monitore através dos visores de nível), feche aválvula de esfera e desenergize a válvulasolenóide EVRA .
2. Abra a válvula solenóide EVRA . O gásquente é alimentado para a serpentina dentrodo vaso e começa a aquecer a amôniacontaminada, com a amônia evaporando e aágua permanecendo no líquido.
3. Quando a ebulição no vaso parar (monitoreatravés dos visores de nível), desenergize aválvula solenóide EVRA , abra a válvula de
Etapas para a remoção da água:
drenagem QDV para drenar a água do vaso.Durante a destilação, é importante manter apressão e temperatura adequada no vaso. Atemperatura não deve ser muito alta, casocontrário a água se evaporará. Adicionalmente, atemperatura não deve ser muito baixa, casocontrário muita amônia permanecerá no vasocomo líquido e será desperdiçado na drenagem.Isto é garantido pela servo válvula ICS com aválvula piloto de pressão constante CVP, quemantém a pressão no vaso em um nível ideal.
Para considerações de segurança, a válvula dealívio de segurança BSV é instalada no vasopara evitar o acúmulo de pressão excessiva.
Refrigerante vapor abaixa pressão (LP)
83
9.4Sistemas de purga de ar
Recipiente de líquido
Condensador evaporativo
Condensador casco e tubos horizontal
Condensadorcasco e
tubos verticalDanfoss
Tapp_0124_02
04-2006
Presença de Gases Não Condensáveis
Localização e Detecção
Problemas gerados
Os gases não condensáveis estão presentes nossistemas de refrigeração no início do processo deinstalação com tubos e acessórios preenchidos com ar.Portanto, se um bom processo de vácuo não forempregado, o ar pode permanecer dentro do sistema.
Adicionalmente, o ar pode entrar no sistema devido aovazamento do sistema quando o sistema for abertopara manutenção, penetração através doscomponentes do sistema, vazamentos em conexõessoldadas onde a pressão do amoníaco é mais baixa quea pressão atmosférica (abaixo de -34°C da temperaturade evaporação), quando da adição de óleo, etc.
Além disto, as impurezas no refrigerante e/oudecomposição do refrigerante ou do óleo delubrificação devido a altas temperaturas de descargapode gerar gases não condensáveis (por ex., a amôniase decompõe em nitrogênio e hidrogênio).
Os gases não condensáveis ficam concentrados no ladode alta pressão do sistema de refrigeração,principalmente nos pontos mais frios e menos agitadosdo condensador.
Uma forma simples de verificar a presença de gases nãocondensáveis no sistema é a de comparar a diferença depressão entre a pressão de condensação efetiva, lida nomanômetro do receptor, e a pressão saturadacorrespondente à temperatura medida na saída docondensador.
Por exemplo, se for medido 30°C na saída docondensador em um sistema de amônia, a temperaturasaturada correspondente será de 10,7 bar g e, se aleitura do manômetro for 11,7 bar g, então haverá adiferença de 1 bar e isto é devido à presença de gasesnão condensáveis.
O ar tende a formar um filme sobre os tubos docondensador, isolando a superfície de troca de calor dorefrigerante no condensador. O resultado é umaredução da capacidade do condensador, levando a umaumento na pressão de condensação. A eficiência daenergia declinará, e, dependendo da pressão decondensação, o potencial dos problemas relacionadoscom óleo aumentará.
A capacidade reduzida no condensador realmenteocorre, mas é muito difícil de ser determinada. Osfabricantes de purgadores de ar disponibilizaram alguns
dados que indicam uma redução de capacidade de 9-10% para cada bar de aumento de pressão decondensação. Se for necessário um cálculo mais preciso,a ASH RAE fornecerá algumas diretrizes sobre comoestimar o valor, assim como alguns exemplos depesquisa executadas com os resultados obtidos.(Sistemas de HVAC (Hidráulica, Ventilação e ArCondicionado) e Equipamentos Manuais, Gases nãoCondensáveis).
Outros fabricantes estimam os riscos e os custosassociados com o lado do compressor. À medida que apressão de condensação e a temperatura de descargaaumentam, existirão riscos mais altos aos mancaisdevido a problemas com óleo, assim como umaumento do custo operacional do compressor. Aestimativa de custo é relacionada com o tipo docompressor e tamanho da instalação.
De uma forma geral, a presença de gases nãocondensáveis é indesejável e inevitável e oequipamento de purga é normalmente utilizado.
O ar ou gases não condensáveis podem ser purgadospara fora do sistema manualmente. Isto é executadopelo pessoal da manutenção e pode levar a perdasexcessivas de refrigerante.
Outra forma de purga é chamada de purga refrigerada:os gases provenientes dos pontos de amostragem sãoresfriados dentro de uma câmara com uma serpentinade resfriamento para condensar o refrigerante eretorná-lo para o sistema. Os gases então deixados nacâmara devem ser purgados para a atmosfera. A idéiade resfriamento e de condensação é a de reduzir aquantidade de refrigerante liberado para a atmosfera.
O refrigerante utilizado para a serpentina deresfriamento pode ser o mesmo usado na instalação derefrigeração ou pode ser também outro refrigerante.
A determinação do local do ponto de purga é muitodifícil e depende do tipo de sistema e condensadorexistente na instalação. Alguns exemplos de pontos depurga podem ser encontrados abaixo: Na figura, assetas nas serpentinas do condensador e os vasosrepresentam as velocidades do fluxo. O comprimentoda seta diminui à medida que a velocidade reduz.
Os locais onde ocorrem acúmulo maior de ar sãorepresentados pelos pontos pretos. Estes locais comalto conteúdo de ar são pontos de onde devem serfeitas as purgas de ar.
Sistemas de purga de ar
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
84
Exemplo de Aplicação 9.4.1:Sistema de purga de arautomático utilizando orefrigerante da instalação
SV1
SVASVA
SVA
SVA
SVA
SVA
SVASVA
FA+EVRAEVRAT+FA
FA+EVRAT
REGREG
REG
RT 280A
EVRA
Condensador
Recipiente de líquido
Da bombade refrigerante
Para o separador de líquido
Da linhadedescarga
Tanque de água
Danfoss
Tapp_0125_02
04-2006
Válvula solenóide
Válvula solenóide
Válvula solenóide
Válvula de bóia
Pressostato
Válvula solenóide
Refrigerante vapor a altapressão (HP)
Refrigerante líquido aalta pressão (HP)Mistura de líquido/vaporrefrigeranteRefrigerante líquido a baixapressão (LP)Óleo
Etapas para a purga de ar:1. Energize a válvula solenóide EVRA , de modo
que o refrigerante líquido de baixa pressãoentre na serpentina e resfrie o refrigerantecontido no vaso.
2. Energize a válvula solenóide EVRA ou . Ogás refrigerante com ar acumulado é puxadopara dentro do vaso, dentro do qual o vaporrefrigerante condensa e o ar se eleva para aparte superior do vaso. A válvula de bóia SV1
drena o líquido refrigerante condensadoautomaticamente.
3. Com o ar que se acumula na parte superior dovaso, a pressão total dentro do vaso aumentaquando comparada com a pressão saturada dolíquido refrigerante. Quando esta pressãoalcança o ajuste, o pressostato RT 280A abrea válvula solenóide EVRA e purga algum ardo vaso.
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
85
9.5Sistemas de Recuperaçãode Calor
Exemplo de Aplicação 9.5.1:Controle para disposição emsérie do trocador de calor para arecuperação de calor docondensador
CondensadorPara o recipiente
de líquido
SVA
Entrada da água
SVASVA
SVA
SVASaída da água
Da linhade descarga
EVRAT+FA
Condensador derecuperação de calor
Para alinha desucção SVA
REG
ICS
ICS
EVM
CVP
NRVA
Danfo
ss
Ta
pp_0126_02
04-2
006
Regulador de pressão
Válvula solenóide
Válvula de retenção
Válvula solenóide
Válvula de regulagemmanual
Refrigerante vapor a altapressão (HP)Refrigerante líquido a altapressão (HP)Refrigerante vapor a baixapressão (LP)Óleo
O calor gerado decorrente do superaquecimentoe/ou condensação no condensador pode serrecuperado se houver necessidade de algum tipo deaquecimento na instalação. Esse calor pode serusado para o aquecimento de ar em escritórios ouoficinas, aquecimento de água para lavagem ouprocessamento, pré-aquecimento da água dealimentação de caldeira, etc.
Para que a recuperação de calor seja uma soluçãoeconômica, é importante assegurar que o calorgerado e as necessidades de aquecimento seequiparem em termos de disponibilidade, nível detemperatura e fluxo de aquecimento. Por exemplo,para a produção de água quente, ou seja, quandofor necessário aquecimento a alta temperatura,poderá ser utilizado o calor proveniente dosuperaquecimento; para o aquecimento deescritórios, normalmente poderá ser considerada autilização total do calor gerado pelo condensador.
Um sistema de controle bem projetado é crucialpara uma operação sem problemas e eficiente desistemas de refrigeração com recuperação de calor.
O objetivo do controle é o de coordenar arecuperação de calor com a refrigeração:1. A função básica da refrigeração deverá ser
assegurada independente do fato da recuperaçãode calor estar ou não em operação. A pressão decondensação não deve se elevar em excessoquando a recuperação de calor cessar. Além disto,para sistemas DX, a pressão de condensação nãodeve ser muito baixa (veja a seção 3).
2. Os requisitos para a recuperação de calor, por ex.,a temperatura e fluxo de calor, devem seratendidos.
3. Funcionamento sem problemas do e de acordocom a necessidade do controle ON/OFF (liga /desliga) da malha de recuperação de calor.
A recuperação de calor necessita de um projetobem sofisticado que pode variar de instalação parainstalação. A seguir são mostrados algunsexemplos:
Este sistema de recuperação de calor é aplicável paraar e para água.
O gás quente da linha de descarga é direcionadodiretamente para o condensador principal atravésda válvula servo operada por piloto ICS com opiloto de pressão constante CVP (HP). A válvula deretenção NRVA impede que o fluxo retorne para ocondensador de recuperação de calor.
A válvula servo operada por piloto ICS écontrolada pelo liga / desliga da válvula pilotosolenóide EVM, através de um temporizador,termostato, etc. O gás quente entra no condensadorde recuperação.
Ciclo de refrigeração sem recuperação de calor
Ciclo de recuperação de calor
A ICS normalmente fechará devido ao aumentoda capacidade de condensação e redução dapressão de descarga. Se a pressão de descargaaumentar, o piloto de pressão constante CVP (HP)abrirá a servo-válvula ICS de modo que parte dogás quente possa fluir em direção ao condensadorprincipal.
No verão, o condensador de recuperação de calorpermanece inativo por extensos períodos de tempo.Para evitar o risco de acúmulo do líquido nestecondensador, uma válvula solenóide EVRA e umaválvula de regulagem REG asseguram aevaporação periódica de qualquer condensado quepossa vir a se formar no mesmo.
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
86
Exemplo de Aplicação 9.5.2:Controle para disposição emsérie do trocador de calor paraa recuperação de calor docondensador
Condensador Para o recipientede líquido
SVA
Entrada da águaRT 107
SVASVA
SVA
SVASaída da água
ICS
NRVA
Da linhadedescarga
Condensador derecuperação de calor
EVMCVPP
Da
nfo
ss
Tap
p_
01
27
_0
2
04
-20
06
Regulador de pressãodiferencial
Termostato
Válvula de retenção
Refrigerante vapor a altapressão (HP)Refrigerante líquido a altapressão (HP)Óleo
Exemplo de Aplicação 9.5.3:Controle para disposição emparalelo do trocador de calorpara a recuperação de calordo condensador
SVA
RT 107
SVASVA
SVA
SVA
ICS
EVMCVP
NRVA
Da
nfo
ss
Ta
pp
_0
12
8_
02
04
-20
06
Regulador de pressão eválvula solenóide
Termostato
Válvula de retenção
Refrigerante vapor a altapressão (HP)Refrigerante líquido a altapressão (HP)Óleo
Este sistema de recuperação de calor é aplicável ainstalações que possuem sistema de refrigeraçãocentral com diversos compressores.
Contanto que somente uma pequena proporção dacapacidade do compressor seja utilizada, todo o gásde descarga passará através do condensador derecuperação e então para o condensador principal.
Quanto mais alta for a capacidade utilizada docompressor maior será a perda de pressão nocondensador de recuperação.
Quando esta perda de pressão exceder o ajuste dopiloto de pressão diferencial CVPP (HP), a servo-válvula ICS abrirá parcialmente e a pressãoexcessiva do gás será aliviada diretamente emdireção ao condensador principal.
Quando a temperatura desejada da água ou do artiver sido alcançada por meio do condensador derecuperação de calor, o termostato RT 107 ativaráo piloto EVM do tipo ON/OFF (liga / desliga) e aservo-válvula ICS abrirá totalmente.
Este sistema de recuperação de calor é aplicável ainstalações que possuem sistema de refrigeraçãocentral com diversos compressores, com uso docalor recuperado, por ex., para o aquecimentocentral de água.
Sob operação normal, a servo-válvula operada porpiloto ICS é mantida aberta pelo operaçãoON/OFF (liga / desliga) da válvula piloto solenóideEVM, ativada por um controle externo conectadoao termostato RT 107.
No inverno, quando a demanda de aquecimentonecessita do calor recuperado, a válvula pilotosolenóide EVM fecha, o que, por sua vez faz comque a servo-válvula ICS feche também. Se apressão de condensação exceder o ajuste do pilotode pressão constante CVP (HP), a servo válvula ICSabrirá e a pressão excessiva do gás será aliviadadiretamente em direção ao condensador principal.
A válvula de retenção NRVA impede que orefrigerante retorne para o condensador derecuperação de calor.
CondensadorPara o recipiente
de líquido
Entrada da água
Saída da água
Da linhadedescarga
Condensador derecuperação de calor
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
87
9.6Literatura de Referência
Consulte a página 101 paraobter a relação das literaturasde referência em ordemalfabética.
Instrução do Produto
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
Folheto / Manual Técnico
Tipo N° da Literatura
BSV RD.7F.B
CVP PD.HN0.A
DCR PD.EJ0.A
EVM PD.HN0.A
EVRA(T ) RD.3C.B
ICS PD.HS0.A
NRVA RD.6H.A
Tipo N° da Literatura
REG RD.1G.D
RT 107 RD.5E.A
SGR PD.EK0.A
SNV PD.KB0.A
SVA PD.KD0.A
SV 1-3 RD.2C.B
SV 4-6 RD.2C.B
Tipo N° da Literatura
BSV RI.7F.A
CVP RI.4X.D
DCR PI.EJ0.B
EVM RI.3X.J
EVRA(T ) RI.3D.A
ICS PI.HS0.A
NRVA RI.6H.B
Tipo N° da Literatura
REG PI.KM0.A
SGR PI.EK0.A
SNV PI.KB0.A
SVA PI.KD0.B
SV 1-3 RI.2B.F
SV 4-6 RI.2B.B
Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss na Internethttp://www.danfoss.com/BusinessAreas/RefrigerationAndAirConditioning/Products/Documentation.htm
88
10. Apêndice
10.1Sistemas Típicos deRefrigeração
Os sistemas de refrigeração são basicamentecaracterizados pelo ciclo de refrigeração e pelaforma em que fornecem refrigerante para oevaporador. Pelo ciclo de refrigerante, ossistemas de refrigeração industrial sãocategorizados em três tipos:
Este é o ciclo mais básico: compressão-condensação-expansão-evaporação.
Neste tipo de sistema, há sempre um resfriadorintermediário ou um economizador.
Este sistema é na verdade dois ciclos básicos emcascata. O evaporador no ciclo de altatemperatura atua como o condensador do ciclo
Sistema de simples estágio
Sistema de dois estágios
Sistema em cascata
de baixa temperatura.Pela forma de fornecimento de refrigerante paraos evaporadores, os sistemas podem sercategorizados em dois tipos básicos:
A mistura do líquido / vapor do refrigerante apósa expansão é diretamente alimentada aosevaporadores.
A mistura do líquido / vapor do refrigerante apósa expansão é separada em um separador delíquido e somente o líquido é alimentado aosevaporadores. A circulação do líquido pode serpor gravidade ou bombeamento.
Estes tipos de sistemas de refrigeração serãoilustrados por alguns exemplos:
Sistema de expansão direta
Sistema por recirculação
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
89
Sistema de simples estágiocom expansão direta (DX)
Zona de controle docompressorZona de controle de óleo
Zona de controle docondensadorZona de controle doevaporador
Refrigerante vapor a altapressão (HP)Refrigerante líquido a altapressão (HP)Mistura de líquido/vaporrefrigeranteRefrigerante vapor a baixapressão (LP)Óleo
Fig. 10.1 Sistema de Refrigeração de Simples Estágio com Expansão Direta
TC
Compressor
Condensador
Separad
or d
e óleo
Recipiente de líquido
EvaporadorVálvula deexpansãotermostática
1 2 3
4 Danfo
ss
Tapp_0129_02
04-2
006
O sistema de refrigeração de simples estágio comexpansão direta é o sistema de refrigeração maisbásico, que é muito popular para ar condicionadoe pequenos sistemas de refrigeração, Fig. 10.1. Ociclo de refrigeração é: o refrigerante vapor a baixapressão é comprimido pelo compressor edirecionado ao condensador onde o vapor a altapressão condensa transformando-se em líquidopressurizado. O líquido a alta pressão então seexpande através da válvula de expansãotérmostática para o evaporador onde o líquido abaixa pressão se evapora e gera o vapor a baixapressão e será aspirado para o compressornovamente.
O separador de óleo e o recipiente de líquido nãoparticipam diretamente do ciclo de refrigeração,mas são importantes para o controle:O separador de óleo separa e coleta o óleo dorefrigerante e então envia o óleo de volta para ocompressor. Este laço (loop) de óleo é importantepara assegurar um funcionamento seguro eeficiente do compressor, por ex., boa lubrificação econtrole do óleo (seção 6) são essenciais paramanter a temperatura e pressão do óleo em níveisaceitáveis.
O recipiente de líquido é capaz de absorver /liberar refrigerante quando os conteúdos dorefrigerante em diferentes componentes variamcom a carga ou quando alguns componentesestiverem desligados para manutenção. Orecipiente de líquido também mantém umfornecimento de líquido refrigerante sob pressãoconstante para a válvula de expansão.A válvula de expansão termostática é controladapelo superaquecimento. Esta válvula é de grandeimportância para as funções do evaporador ecompressor:
Mantendo um superaquecimento na saída doevaporador, a válvula de expansãotermostática fornece a vazão exata de líquidorefrigerante para o evaporador, de acordo coma carga.Uma certa quantidade de superaquecimento écapaz de assegurar que somente vaporesentrem na sucção do compressor. Gotículas delíquido na sucção causarão golpes de líquido, oque equivale às batidas de um motor.
�
�
Observe que a válvula de expansão termostática sóé capaz de manter um superaquecimentoconstante, ao invés de uma temperatura deevaporação constante. Especificamente, se nãoocorrer nenhum outro controle, a temperatura deevaporação subirá com o aumento de carga e cairácom a diminuição de carga. Já que umatemperatura de evaporação constante é o objetivoda refrigeração, alguns outros controles tambémsão necessários, por ex., o controle do compressor edo evaporador. O podeajustá-lo à capacidade de refrigeração do sistema eo pode assegurar umavazão adequada de refrigerante para o evaporador.Detalhes destes dois tipos de controle foramapresentados na Seção 2 e Seção 5,respectivamente.
Teoricamente, quanto mais baixa for a temperaturade condensação, mais alta será a eficiência derefrigeração. Porém em um sistema de expansãodireta, se a pressão no recipiente de líquido formuita baixa, a diferença de pressão pela válvula deexpansão será muito baixa para fornecer uma vazãosuficiente de refrigerante. Portanto, controlesdevem ser projetados para impedir uma pressão decondensação muito baixa, quando existe apossibilidade de muita variação da capacidade decondensação em um sistema de expansão direta.Isto foi discutido nos(Seção 3).
A maior desvantagem da expansão direta é a baixaeficiência. Considerando que umsuperaquecimento deva ser mantido:Parte da área de transferência de calor noevaporador é ocupada pelo vapor e a eficiênciade transferência de calor é mais baixa.O compressor consome mais energia paracomprimir o vapor superaquecido do que ovapor saturado.
Esta desvantagem torna-se especialmente críticaem uma instalação de refrigeração de baixatemperatura ou em uma instalação de refrigeraçãode grandes proporções. Para economizar energia,sistemas de refrigeração com recirculação porbomba ou por recirculação natural são projetados.
controle do compressor
controle do evaporador
Controles do Condensador
�
�
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para Sistemas de Refrigeração Industrial
90
Sistema de simples estágiocom recirculação derefrigerante por bomba
Zona de controle do compressor
Zona de controle de óleo
Zona de controle docondensadorZona de controle de nível delíquidoZona de controle doevaporador
Fig. 10.2 Sistema de Refrigeração de Simples Estágio com Re-Circulação por Bomba e Degelo com Gás Quente
Refrigerante vapor a altapressão (HP)Refrigerante líquido a altapressão (HP)Mistura de líquido/vaporrefrigeranteRefrigerante vapor a baixapressão (LP)Refrigerante líquido a baixapressão (LP)Óleo
Compressor Separad
or d
e óleo
Condensador
Recipiente de líquido
Evaporador
1 2 3
Válvula deexpansão 1
Válvula d
eexp
ansão
1
Refrigerador de óleo
Bomba derefrigerante
5 4
Separador de Líquido
Danfoss
Tapp_0130_02
04-2006
O ciclo de refrigeração para o sistema de simplesestágio com recirculação por bomba mostrado naFig. 10.2 é quase o mesmo daquele com DXmostrado na Fig. 1.1. A maior diferença é queneste sistema o refrigerante vapor que entra nalinha de sucção do compressor é vapor saturado,ao invés de vapor superaquecido.
Isto graças à instalação do separador de líquidoentre a válvula de expansão 1 e o evaporador. Olíquido e o vapor gerado na expansão sãoseparados no separador de líquido. Somente ovapor entra na linha de sucção do compressor esomente o líquido é alimentado ao evaporadorpelas bombas de refrigerante.
Já que o superaquecimento desaparece, atemperatura na linha de sucção é baixa e ocompressor é capaz de economizar algumaenergia. E o evaporador pode ser preenchido comlíquido refrigerante, podendo assim melhorar aeficiência de transferência de calor. Assim sendo,um sistema circulado é mais econômico que umsistema DX similar.
A linha entre o recipiente de líquido e a entradado condensador tem a função de equalizar apressão e assegurar uma boa drenagem dolíquido refrigerante do condensador para orecipiente de líquido.
Em sistemas com recirculação por bomba, éessencial manter a bomba funcionando bem.Portanto, o deve ser exercidopara manter uma pressão adequada por toda abomba, garantir um fluxo de líquido limpo,detectar o estado da bomba, etc. Isto foi discutidona Seção 7.
Em um sistema com recirculado, não hásuperaquecimento a ser utilizado como umavariável de controle para a válvula de expansão.A expansão é geralmente controlada pelo nível
controle da bomba
no separador de líquido ou, às vezes, pelo nível norecipiente de líquido / condensador. Este é ochamado que seráintroduzido em detalhes na Seção 4.
Se os evaporadores forem do tipo refrigerados aar e a temperatura de evaporação estiver abaixode 0°C, gelo se formará nas bobinas. Ocongelamento precisa ser removidoperiodicamente; caso contrário, restringirá o fluxode ar e aumentará a resistência de transferênciade calor.
Os métodos mais utilizados para odescongelamento de serpentinas industrialutilizam: ar, água, elétrico ou gás quente. Na Fig.10.2, o gás quente é utilizado para odescongelamento. Parte do vapor de alta pressãoda descarga é puxado para dentro do evaporadorpara degelo.
O vapor aquecerá o evaporador e se condensaráem líquido de alta pressão. Este líquido de altapressão saindo do evaporador se expande noseparador de líquido através da válvula deexpansão 2.
é aplicável somentepara sistemas contendo pelo menos trêsevaporadores em paralelo. No processo dedegelo, pelo menos dois terços dos evaporadores(em termos de capacidade) devem estar sobrefrigeração e no máximo um terço sob degelo,caso contrário, a quantidade de gás quente seráinsuficiente.
Como alterar entre o processo de refrigeração e oprocesso de degelo é um tópico da Seção decontrole do evaporador (Seção 5).
controle de nível de líquido
O degelo por gás quente
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91
Sistema de dois estágios
Fig. 10.3 Sistema de Refrigeração de Dois Estágios
Refrigerante vapor a altapressão (HP)Refrigerante líquido a altapressão (HP)Mistura de líquido/vaporrefrigeranteRefrigerante vapor a baixapressão (LP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)Refrigerante líquido apressão intermediária
Refrigerante vapor apressão intermediária
Outros meios (óleo, água,etc.)
Compressor
Recipiente de líquido
EvaporadorSeparador de líquido
Resfriadorde óleo
Resfriadorintermediário
Compressor
Válvulade expansão
Separad
or d
e óleo
Separad
or d
e óleo
Condensador
Danfoss
Tapp_0131_02
04-2006
Em sistemas de simples estágio, o líquidorefrigerante expande diretamente da alta pressão(no lado do recipiente de líquido) para a pressãode sucção, conforme mostrado na Fig. 10.1 e Fig.10.2. No processo de expansão, parte do líquidorefrigerante se transformará em vapor e resfriará aoutra parte do líquido.
Esta parte do vapor então não terá recursos derefrigeração, mas ainda precisará ser comprimidoda pressão de sucção para a pressão de descarga.Esta parte da energia de compressão é um tipo deperda. Se algum líquido refrigerante puderexpandir em uma pressão intermediária pararesfriar o outro líquido, termodinamicamente eleserá mais eficiente, pois o resfriamento ocorre emuma temperatura mais alta.
Este é o princípio do sistema de dois estágios, porex., Fig. 10.3. Parte do líquido refrigerante dorecipiente de líquido primeiro se expande empressão intermediária e se evapora para resfriar aoutra parte do líquido refrigerante no resfriadorintermediário.
O vapor na pressão intermediária é entãodirecionado para a linha de descarga de estágio debaixa pressão, resfria o vapor de descarga deestágio de baixa pressão e entra no compressor deestágio de alta pressão.
A energia utilizada para comprimir esta parte dovapor da pressão de sucção para a pressãointermediária é economizada e a temperatura dedescarga do compressor de estágio de alta
pressão é mais baixa.Desta forma, o sistema de dois estágios éespecialmente adequado para um sistema derefrigeração de baixa temperatura, para altaeficiência e baixa temperatura de descarga.
O resfriador intermediário também pode fornecerrefrigerante para os evaporadores de temperaturaintermediária. Na Fig. 10.3, o refrigerante defornecimento intermediário para o evaporador deplaca através de re-circulação por gravidade.
Em comparação com a recirculação por bomba, arecirculação por gravidade é acionada pelo efeitotermosifônico no evaporador, ao invés da bomba.A re-circulação natural é mais simples e maisconfiável (quanto à falha da bomba), mas atransferência de calor geralmente não é tão boaquanto à da circulação por bomba.
O sistema de dois estágios pode ser teoricamenteefetivo. No entanto, é difícil encontrar um tipo derefrigerante que seja adequado tanto para atemperatura baixa quanto para a alta em sistemasde refrigeração de baixa temperatura.
Em temperaturas altas, a pressão do refrigeranteserá muita alta demandando requisitos rigorososdo compressor. Sob baixas temperaturas, a pressãodo refrigerante pode ser o vácuo, o que leva a maisvazamentos de ar para dentro do sistema (o ar nosistema reduzirá a transferência de calor docondensador, veja a Seção 9.4). Portanto, o sistemaem cascata pode ser uma melhor opção parasistemas de baixa refrigeração.
Evaporador
Válvulade expansão
Bomba derefrigerante
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Sistema em cascata
Fig. 10.4 Sistema de Refrigeração em Cascata
Refrigerante vapor a altapressão (HP)Refrigerante líquido a altapressão (HP)Mistura de líquido/vaporrefrigeranteRefrigerante vapor a baixapressão (LP)Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)Outros meios (óleo,água, etc.)
Condensador
Evaporador
Separador de líquido
Válvula deexpansão
Bomba derefrigerante
Bomba derefrigerante
Condensadorem cascata
Compressor Separad
or d
e óleo
Separad
or d
e óleo
Válvula deexpansão
Separador de líquido
Compressor
Resfriador a óleo
Recipiente de líquido
Recipiente de líquido
Danfoss
Tapp_0132_02
04-2006
10.2Controles ON/OFF (liga/desliga) e modulantes
P Proporcional
I Integração
D
PB Faixa proporcional (%) de um controlador de P, PI ou PID. Valor porcentual em que o PV teráque ser alterado, para que a ação do controlador (y) passe de 0 para 100%
Kp
Ti Tempo de integração [s] em um controlador PI ou PID
Td
PID Um controlador típico que inclui as funções P, I e D.
SP Ponto de ajuste (set point)
Diferença entre SP e PV
PV
Variação (x)
Variável do processo (o parâmetro controlado: temperatura, pressão, nível do líquido, etc.)
y Saída calculada de um controlador.
TempoMorto
Se a medição física da PV for assim montada, o sinal será sempre retardado,comparativamente a uma medição da PV instalada mais perto do ponto onde a mesmaocorre.
Referências [1] Reguleringsteknik, Thomas Heilmann / L. Alfred Hansen
O sistema em cascata consiste em doiscircuitos de refrigeração independentes,conforme mostrado na Fig. 10.4. Ocondensador num sistema em cascatainterconecta os dois circuitos atuando comocondensador do circuito de alta temperatura eevaporador do circuito de baixa temperatura.
O refrigerante utilizado para os dois circuitospode ser diferente e otimizado para cadacircuito. Por exemplo, o refrigerante pode serNH para o circuito de alta temperatura e CO3 2
para o circuito de baixa temperatura.Este sistema de CO /NH precisa de menos cargade amônia e é comprovadamente mais eficientepara refrigeração de baixa temperatura do queum sistema similar de dois estágios.
2 3
Este documento irá pormenorizar a teoriarealmente básica dos controles do tipoLIGA/DESLIGA e de modulação, proporcionandouma compreensão básica da teoria de controle edos termos técnicos que são utilizados, sem
exigir necessariamente formação ou grauacadêmico teórico em matéria de engenharia decontrole. Adicionalmente, serão oferecidasalgumas sugestões práticas.
Abreviações e definições
Derivativo
Tempo diferencial [s] em um controlador PID
Fator de amplificação em um controlador P, PI ou PID.
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93
AKS 38
Separador de Líquido
Dorecipientede líquido
EVRA+FA
Danfoss
Tapp_0133_02
04-2006
Refrigerante líquido a altapressão (HP)
Refrigerante vapor a baixapressão (LP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
10.2.1Controle ON/OFF (liga/desliga)
Em alguns casos, o dispositivo de controle podeser integrado no controle do tipo ON/OFF. Emassim sendo, o dispositivo regulador (válvula,termostato etc.) só poderá ter duas posições,como totalmente aberto ou fechado ou contatosfechados (ON)/abertos (OFF). Este princípio decontrole é conhecido como ON/OFF.
Historicamente falando, os controlesON/OFFsempre foram amplamente utilizados emrefrigeração, principalmente em refrigeradoresequipados com termostatos.
No entanto, os princípios ON/OFF tambémpodem ser utilizados em sistemas avançadosonde os princípios do PID são utilizados.
Por exemplo, uma válvula do tipo ON/OFF (podeser a válvula Danfoss tipo AKV / A) utilizada paracontrolar o superaquecimento com parâmetrosPID disponíveis no controlador eletrônicodedicado (Danfoss tipo EKC 315 A).
Um controlador ON/OFF responderá apenasdentro de certos limites determinados, como por
exemplo, Máx. e Min.. Fora desses limites, osvalores do controlador ON/OFF não podemexecutar nenhuma ação.
Normalmente o controle do tipo ON/OFF éutilizado devido ao:
Baixo custo, sistema menos complicado, semmalha (loop) de feedback.É aceitável uma certa variação da PV, durante ointervalo de operação do dispositivo ON/OFF.O processo tem uma capacidade tão grandeque a operação ON/OFF não tem qualquerinfluência na PV.Em sistemas com tempo morto, o controleON/OFF pode ser vantajoso.
Em sistemas ON/OFF haverá um feedback, talcomo para sistemas do tipo modulante, mas, acaracterística dos sistemas ON/OFF é que a PVvaria e o sistema não é capaz de eliminarnenhum desvio (offset).
Um exemplo de controle ON/OFFSe houver necessidade de controlar os níveis máximo e mínimo deum líquido, poderá ser utilizado um dispositivo LIGA/DESLIGA comoo Danfoss AKS 38. O AKS 38 é um comutador acionado por flutuador(bóia), capaz de controlar válvulas solenóide LIGA/DESLIGA.
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Um exemplo de controle modulante
Separador de Líquido
Do recipientede líquido
AKS41
EKC 347: Controlador comparâmetros paraserem inseridos:SPPID
PVmedida
ICM
Danfoss
Tapp_0134_02
04-2006Refrigerante líquido a altapressão (HP)
Refrigerante líquido abaixa pressão (LP)
Em um controlador P é possível ajustar: PB ouK ;p
Em um controlador PI é possível ajustar: PB ouK e T ;p i
Em um controlador PID é possível ajustar: PBou K e T e T .p i d
+ x ySP
PV
Controlador
-
Danfo
ss
Tapp_0135_02
04-2
006
X = SP – PV Y = Kp (PV-SP)
KP+
-
x y %SP%
PV %
Controlador
+
50%+
Danfo
ss
Tapp_0136_02
04-2
006
Y = Kp (PV – SP)+50%
10.2.2Controle modulante
A principal diferença entre os controles demodulação e os controles do tipo ON/OFF é queos sistemas de modulação reagemcontinuamente durante a variação da PV.Além disso, é normal que os controladoreseletrônicos ofereçam a possibilidade de fácil
modificação dos parâmetros de controle como P,I e D. Essa possibilidade lhes confere um elevadograu de flexibilidade, o que, vale repetir, éextremamente útil, uma vez que o controladorpode assim ser regulado em função de diversasaplicações.
Princípios básicos de P, I e DNa maioria dos controles comuns existe a possibilidadede ajustar os parâmetros de controle em P. PI ou PID
Controlador PEm todo controlador existe um componente P.Em um controlador P há uma relação linear entrea entrada e saída.
Na prática, os controladores de P são projetadosde forma que, quando SP = PV, o controladorofereça um rendimento correspondente à carganormal do sistema.
Normalmente isto significa que a saída será 50 %da saída máxima. Por exemplo, uma válvulamotorizada, funcionará com o passar do tempoem grau de abertura 50 % de modo a manter SP.
Alguns controladores não utilizam K ao invés dePB. A relação entre PB e K é: PB[%] = 100/K
Observe que PB pode ser maior que 100%,correspondendo à K menor que 1.
p
p p
p
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95
0
20
40
60
80
100
PV, %
y, %
25 55
(40, 50)
SP
0 50 100
Fator de Amplificação kp ebanda proporcional PB
Danfo
ss
Ta
pp_0137_02
04-2
006
Controlador P (continuação)
SP = 40%, PB = 30% (Kp= 3.33)
10.2.2Controle modulante(continuação)
Quando PV = SP o controlador proverá uma saída(y) de 50% (ou seja, uma válvula terá um grau deabertura de 50%).
Se PV = 46% o controlador P calculará uma saída(y) de 70%.
Observe que sob esta condição, há um desvioentre SP e PV de 6% e esse desvio o controlador Pnão pode solucionar. O desvio é decorrente dafunção básica de um controlador P.
Para obter um desvio mínimo é importante queo dispositivo de ajuste (válvula) seja projetadopara que a saída (y) do controlador possacontrolar o processo de tal modo a ser igual àcarga média normal.
Então o desvio deve ser o menor a qualquermomento e com o passar do tempo seaproximar de zero.
Características de ajuste do controlador PP é o componente de controle primário. Namaioria dos casos, P criará um desviopermanente que pode ser significativamentepequeno, mas ao mesmo tempoinaceitavelmente grande. No entanto, o controleP é melhor que nenhum controle (sem feedback,sem malha fechada).
A alteração de PB tem dois efeitos importantes:
O PB menor (maior amplificação) causa umdesvio menor, ou seja, melhor efeito contraalterações de carga, mas também acarretauma maior tendência de flutuações.
A banda P maior (amplificação menor) causamais desvio, mas uma menor tendência deflutuações.
PB menor significa que teoricamente ocontrole está se aproximando da operaçãoON/OFF.
O desenho abaixo é válido universalmente para amalha de controle direto P.
O desenho mostra as diferentes respostas deuma malha (loop) com PB = 33% e com PB =333% quando a malha com controle P forinfluenciada por SP ele será mudado por + 1unidade.
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96
Controlador IA característica mais importante de um controlador I éque ele elimina o desvio e por isso é utilizado. Ocontrolador I continua a mudar sua saída enquantoexistir um desvio. No entanto, a habilidade de removertotalmente os desvios está ligada com o desvio que,na prática, esteja corretamente proporcional.
A boa propriedade do controlador I de removerdesvios tem um lado negativo também: Eleaumentará a tendência de flutuações em uma malhade controle.
Basicamente, a tendência a flutuações é maior para umcontrolador I que para um controlador P.
A habilidade de opor-se a mudanças de carga é maislenta para um controlador I que para um controlador P.
Controlador PIA combinação de vantagens e desvantagens relativasao P e I faz com que seja vantajoso combinar P e I emum controlador PI.
Em um controlador PI será possível ajustar: PB e T ,sendo T normalmente registrado em segundos ouminutos.
i
i
Quando precisar inserir T , ele deverá ser conciliadoentre estabilidade e eliminação de desvios.
T reduzido (maior influência de integração) significauma eliminação de desvio mais rápida, mas tambémum aumento da tendência de flutuações.
i
i
Controlador DA característica mais importante de um controlador D(derivativo) é que ele pode responder às mudanças.Isto também significa que se houver um desvioconstante, o controlador D não será capaz de executarqualquer ação para removê-lo. O componente D fazcom que o sistema responda rapidamente àsalterações de cargas.
O efeito D melhora a estabilidade e deixa o sistemamais rápido. Este controlador não exerce nenhumaação contra desvios, mas opera de modo a causartendências a flutuações menores. O D responde àsalterações de erro e a malha (loop) responde maisrápido às alterações de carga do que sem o D.A reação rápida às alterações significa umamortecimento de todas as flutuações.
Em controladores com a influência de D, o T pode serajustado. Normalmente o T é registrado em segundosou minutos.
Deve-se ter o cuidado para não deixar o T muitogrande, pois, neste caso, a influência poderá ser muitogrande ao mudar, por ex. o SP. Durante a partida dasinstalações poderá ser vantajosamente mais simplesremover a influência de D. (T =0)
A igualdade acima significa que o controlador D nuncaserá utilizado sozinho. A sua utilização típica seria umacombinação PD ou PID com a habilidade de amortecerflutuações.
d
d
d
d
Controlador PIDA combinação de todos os três componentes em umcontrolador PID tem se tornado a utilização maiscomum.
As diretrizes / propriedades gerais para umcontrolador PID são:
O PB reduzido melhora o desvio (desvio menor),mas piora a estabilidade;
O componente I elimina o desvio (offset). Um Imaior (T menor) causa uma eliminação maisrápida do desvio.
i
O componente I aumenta a tendência deflutuações.
O componente D amortece a tendência deflutuações e faz com que o controle seja maisrápido. Um D maior (T maior) causa uma influênciamais forte na condição acima, no entanto, até umlimite específico. Um T muito grande significa quehaverá reações de grande intensidade e alteraçõesrepentinas deixando a malha de controle instável.
d
d
10.2.2Controle modulante(continuação)
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Sem controlador
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PB Ti Td
P 66.7 % - -
PI 100 % 60 s -
PID 41.7 % 40 s 12 s
10.2.2Controle modulante(continuação)
Curvas 1 - típicas de estado transitório de PID: Ajustes ideais de PID
Os ajustes:
Os mesmos ajustes daqueles indicados acima. Exposto a umaalteração de carga igual a 1.
Acima são exibidos os diferentes princípios de controle quandoinfluenciado pela alteração SP por + 1 unidade.
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PB Ti Td
PID-a 25.0 % 40 s 12 s
PID-b 41.7 % 40 s 12 s
PID-c 83.3 % 40 s 12 s
PB Ti Td
PID-a 41.7 % 20 s 12 s
PID-b 41.7 % 40 s 12 s
PID-c 41.7 % 120 s 12 s
10.2.2Controle modulante(continuação)
Curvas 2 - típicas de estado transitório de PID: Alteração de PB
Os ajustes:
O indicado acima mostra uma variação de PBcom relação ao controle PID, que quandoinfluenciado por SP será mudado para + 1unidade. De acordo com o exposto acima, fica
evidente que quando o PB for muito pequeno ossistemas se tornam mais instáveis (oscilatórios).Quando PB for muito grande ele se tornará muitolento.
Curvas 3 - típicas de estado transitório de PID: Alteração de Ti
Os ajustes:
O indicado acima mostra uma variação de Tcom relação ao controle PID, que quandoinfluenciado por SP será mudado para + 1unidade. De acordo com o exposto acima, fica
i evidente que quando o Ti for muito pequeno ossistemas se tornam mais instáveis (oscilatórios).Quando Ti for muito grande levará muito tempopara a eliminação do último desvio.
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10.2.2Controle modulante(continuação)
Curvas 4 - típicas de estado transitório PID : Alteração de Ti
Os ajustes:PB Ti Td
PID-a 41.7 % 40 s 24 s
PID-b 41.7 % 40 s 12 s
PID-c 41.7 % 40 s 6 s
O indicado acima mostra uma variação de T comrelação ao controle PID, que quando influenciadopor SP será mudado para + 1 unidade. De acordocom o exposto acima, fica evidente que quando
do T for muito pequeno ou muito grande emcomparação com o ideal (T =12) os sistemas setornam mais instáveis (oscilatórios).
d
d
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101
Literatura de Referência -Ordem Alfabética
Manual de Aplicação Controles Automáticos Para os Sistemas de Refrigeração Industrial
Tipo Título Folheto / ManualTécnico
Instrução doProduto
AKS 21 ED.SA0.A RI.14.D
AKS 32R RD.5G.J PI.SB0.A
AKS 33 RD.5G.H PI.SB0.A
AKS 38 RD.5M.A RI.5M.A
AKS 41 PD.SC0.A PI.SC0.A
AKVA PD.VA1.B PI.VA1.C / PI.VA1.B
AMV 20 ED.95.N EI.96.A
BSV RD.7F.B RI.7F.A
CVC PD.HN0.A RI.4X.L
CVP PD.HN0.A RI.4X.D
CVPP PD.HN0.A RI.4X.D
CVQ PD.HN0.A PI.VH1.A
DCR PD.EJ0.A PI.EJ0.B
DSV PD.ID0.A PI.IE0.A / RI.7D.A
EKC 202 RS.8D.Z RI.8J.V
EKC 315A RS.8C.S RI.8G.T
EKC 331 RS.8A.G RI.8B.E
EKC 347 RS.8A.X RI.8B.Y
EKC 361 RS.8A.E RI.8B.F
EVM PD.HN0.A RI.3X.J
EVRA / EVRAT RD.3C.B RI.3D.A
FA PD.FM0.A RI.6C.A
FIA PD.FN0.A PI.FN0.A
GPLX PD.BO0.A RI.7C.A
HE RD.6K.A RI.6K.A
ICF PD.FT0.A PI.FT0.A
ICM / ICAD PD.HT0.A PI.HT0.A
ICS PD.HS0.A PI.HS0.A
KDC PD.FQ0.A PI.FQ0.A
LLG PD.GG0.A RI.6D.D
MLI PD.GH0.A
MP 55 A RD.5C.B RI.5C.E
NRVA RD.6H.A RI.6H.B
OFV RD.7G.D PI.HX0.B
ORV PD.HP0.A RI.7J.A
PMFL / PMFH RD.2C.B PI.GE0.A / RI.2C.A
PMLX PD.BR0.A RI.3F.D / RI.3F.C
POV PD.ID0.A PI.ID0.A
QDV PD.KL0.A PI.KL0.A
REG RD.1G.D PI.KM0.A
RT 107 RD.5E.A
RT 1A RD.5B.A RI.5B.C
RT 260A RD.5B.A RI.5B.B
RT 5A RD.5B.A RI.5B.C
SCA PD.FL0.A PI.FL0.A
SFA PD.IF0.A RI.7F.F
SGR PD.EK0.A PI.EK0.A
SNV PD.KB0.A PI.KB0.A
SV 1-3 RD.2C.B RI.2B.F
SV 4-6 RD.2C.B RI.2B.B
SVA PD.KD0.A PI.KD0.B
TEA RD.1E.A PI.AJ0.A
TEAT RD.1F.A PI.AU0.A
VM 2 ED.97.K VI.HB.C
WVS RD.4C.A RI.4C.B
WVTS RD.4C.A RI.4D.A
Para baixar a última versão da literatura, visite o site da Danfoss na Internethttp://www.danfoss.com/BusinessAreas/RefrigerationAndAirConditioning/Products/Documentation.htm
AKD Acionamento de velocidade variável RB.8D.B EI.R1.H / EI.R1.R
Sensor de temperatura
Transmissor de Pressão
Transmissor de Pressão
Chave de nível
Transmissor do Nível de Líquido
Válvula de expansão operada eletricamente
Atuador controlado por três pontos
Válvula de alívio de segurança
Válvulas piloto para servo válvula principal
Válvulas piloto para servo válvula principal
Válvulas piloto para servo válvula principal
Válvulas piloto para servo válvula principal
Filtro secadores
Válvula de 3 vias para válvula de segurança)
Controlador para controle de temperatura
Controlador industrial para controle de evaporador
Controlador da capacidade
Controlador de nível de líquido
Controlador para o controle da temperatura do meio
Válvulas piloto solenóide
Válvula solenóide
Filtro
Filtro
Válvula de bloqueio acionada por gás
Trocador de calor
Solução de controle
Válvula motorizada
Válvula servo operada
Válvula de retenção para descarga do compressor
Visor de nível de líquido
Visor no nível de óleo
Controle de pressão diferencial
Válvula de retenção para amônia
Válvula de alívio
Válvula solenóide, ON/OFF (liga/desliga) de dois estágios
Válvula de regulagem de óleo
Regulador de nível de líquido modulante
Válvula de segurança interna operada por piloto
Válvula de drenagem rápida de óleo
Válvula de regulagem manual
Termostato de diferencial
Controle de pressão, controle de pressão diferencial
Controle de pressão, controle de pressão diferencial
Controle de pressão, controle de pressão diferencial
Válvula conjugada de bloqueio e de retenção
Válvula de alívio de segurança
Visor com indicador
Válvula de bloqueio do tipo agulha
Regulador de nível de líquido modulante
Válvula de bloqueio
Válvula de expansão termostática
Válvula de pressão balanceada
Válvula de água
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BR20012800 Maio 2006
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