Automação ajuda HVAC-R a virar o jogo contra o desperdício de energia

Irreversível, processo é aplicado em equipamentos, componentes e ferramentas, gerando ganho de tempo na execução de serviços e maior velocidade e precisão em ações de coleta, guarda, gerenciamento e análise de dados.

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Presente em praticamente em todos os aspectos da nossa vida cotidiana – automóveis, residências, aviões e bancos, por exemplo –, a automação historicamente é um dos personagens centrais para o desenvolvimento da sociedade, e pelo menos nos últimos 10 a 15 anos tem sido decisiva para a expansão do HVAC-R, especialmente pela utilização disseminada por comunicação remota via internet, wi-fi e bluetooth.

Este processo agora começa a ganhar ainda mais corpo, em função da chegada da rede 5G para transmissão de dados, que vai ampliar a velocidade de tráfego de dados e, consequentemente, a interação dos técnicos com a interface dos produtos com esta tecnologia embarcada.

Os sistemas de refrigeração comerciais com centrais frigoríficas e multievaporadores foram os primeiros, há algum tempo, a receber automação. Segundo a gerente de marketing da brasileira Full Gauge Controls, Valéria Sales, as principais tendências na área “são os produtos que contribuem para a redução do consumo de energia elétrica em instalações e equipamentos, mas ainda pouco usados por aqui. Talvez pela falta de conhecimento técnico ou pelo mito que se criou de serem ‘equipamentos caros’, mas que na verdade representam um custo mínimo dentro de projetos de médio/grande porte e que se pagam em poucos meses com todos benefícios e segurança que oferecem”.

A gestora salienta que “a todo momento são disponibilizadas melhorias nos sistemas e nos controles. Atualmente, o uso de compressores e ventiladores variáveis superam os 40% de economia de energia, além das válvulas de expansão eletrônicas que permitem utilizar 100% da carga de um evaporador, evitando o coeficiente de erro no dimensionamento dos trocadores de calor. O monitoramento e o gerenciamento remoto de instalações e equipamentos, que há tantos anos divulgamos, estão cada vez mais populares também”.

“Dentro de nossa linha, oferecemos soluções voltadas para eficiência energética, como por exemplo, válvulas de expansão eletrônica (linha Valex), controladores inteligentes (linha Rackontrol), controladores para compressores de velocidade variável (linha +ECO), softwares para gerenciamento de instalações (Sitrad PRO) e outros”, acrescenta.

“Neste segmento, percebe-se que novas tendências, incluindo aplicações com fluidos naturais como demanda do mercado, estão gerando um controle muito maior para garantir que os sistemas mantenham os equipamentos dentro de uma zona de maior performance energética e de capacidade, além do balance entre a real demanda (compressores, degelo e capacidade) e a capacidade acionada”, argumenta o gerente regional de aplicação e serviços da Danfoss na América Latina, Eduardo de Castro Drigo.

Segundo ele, isso só é possível com a utilização de componentes como inversores de frequência nos compressores e bombas, ventiladores que também variam sua capacidade, sensores e algoritmos cada vez mais sofisticados.

Para o executivo da multinacional dinamarquesa, outras áreas que antes não utilizavam controles passaram a fazê-lo. Com o aumento do preço da energia e para reduzir perdas e diminuir custos operacionais, os players do HVAC-R, como os dos segmentos de refrigeração industrial e de câmaras frias, estão investindo pesado em desenvolvimento em uma área do mercado que sempre foi de baixo custo e que, gradualmente, vem demandando cada vez mais esta solução.

“Uma tendência forte é o controle mais preciso dos compressores e condensadores – entrega por demanda e não por controles fixos – e evaporadores – controle de injeção e refrigerante e Delta T para otimizar os degelos”, ressalta Drigo.

A Danfoss, por exemplo, oferece automação para todos os segmentos em que atua, como refrigeração comercial, ar condicionado e refrigeração industrial. No caso da refrigeração comercial, oferece a linha ERC, formada por controladores para geladeiras de bebidas, freezers horizontais e aplicações similares, que entre as várias funções de controle, têm como a principal a economia de energia sobre o controle de abertura de portas e da frequência com que clientes passam em frente ao expositor.

“Além disso, esses equipamentos dispõem de uma função específica que indica se há algum problema com o sistema, o que tem reduzido a quebra de compressores neste segmento, garantindo a qualidade dos produtos expostos para o consumidor. Há alguns modelos para centrais frigoríficas”, explica o executivo.

Para fluidos refrigerantes em geral, a Danfoss tem o AK-PC 551, cujo software de controle tem algoritmos específicos para compressores do mercado que demandam controles específicos e tradicionais. Voltado para todas as aplicações do mercado de refrigeração comercial, ele possibilita controlar um chiller de acordo com a demanda de sistemas com glicol, otimizando a condensação de acordo com o Delta T do condensador.

Para sistemas com CO2, a empresa oferece o controlador AK-PC783, que, além de controlar todo o sistema do frio, é capaz de analisar o balance de carga do sistema e entrega o melhor desempenho possível de acordo com as leituras. Ele também controla os periféricos, como por exemplo bomba e aquecimento de água, caso seja necessário usar a alta energia gerada pela descarga dos compressores.

Já para o controle de evaporadores, a Danfoss lançou recentemente o AK-CC55, controlador que é capaz de pilotar qualquer tipo de válvula de expansão eletrônica (AKVP-Pulso ou a ETS-Motorizada) e traz uma interface bluetooth para comunicação com o smartphone, para facilitar a configuração, o comissionamento e a manutenção.

“Além disso, em uma instalação com muitos evaporadores, essa interface facilita a programação em massa, pois pode ser usada como um arquivo eletrônico armazenando as configurações e compartilhando a programação com outros controladores”, detalha Drigo.

Para o controle de evaporadores aplicados com amônia, a multinacional tem o EKE400, controlador desenvolvido para todos os tipos de aplicação em evaporadores para sistemas com amônia, incluindo configurações bem específicas do nosso mercado.

“Por fim, o Alsense é uma solução de IoT para varejo alimentar, e o mais recente lançamento em nuvem da Danfoss para supermercados e aplicações de varejo de alimentos. A oferta de serviços inclui um portal escalonável e seguro para otimizar o desempenho das operações de varejo de alimentos, a partir de uma tecnologia que pode ajudar a alcançar as eficiências necessárias.”

“A solução permite rastrear facilmente o desempenho dos equipamentos de refrigeração que estão conectados ao gerenciador AK-SM800A, responder a alarmes, integrar monitoramento 24 horas por dia, sete dias por semana, reduzir o consumo de energia e muito mais, tudo em uma plataforma integrada”, complementa.

Segundo o gestor, a chegada da tecnologia 5G vai melhorar a integração entre os controladores e as soluções em nuvem, pensando em compartilhamento de informações.

“Como o acesso à internet será muito maior e a capacidade de interagir com outras plataformas online também, os hardwares terão menos responsabilidade direta sobre o controle e mais em compartilhar com a nuvem os dados do equipamento/instalação e os algoritmos ou as inteligências artificiais ficarão em nuvem enviando comandos para os hardwares nas plantas”, conclui Drigo.

O mercado de automação se beneficiou muito da evolução das redes móveis, nos últimos dez anos, com milhões de reais em investimentos em pesquisa e desenvolvimento. A introdução da tecnologia 4G, por exemplo, impactou naquele momento e abriu as portas para o que se tem hoje no HVAC-R.

“O 4G possibilitou, na União Europeia, sistemas de automação para o consumo energético e promoveu uma redução média de 37% em 2007 sobre o consumo que se tinha em 1998, isso só com a implantação do sistema de gestão técnica de edifícios”, descreve o engenheiro Paulo Américo dos Reis, presidente do Departamento Nacional de Automação da Associação Brasileira de Refrigeração, Ar Condicionado, Ventilação e Aquecimento (Abrava).

“A meta com o 5G é atingir um consumo de 2.000 W/mês por habitante na Europa, e outros 1.000 W/mês por habitante, sendo possível apenas pela autogeração alternativa, como foto solar, eólica ou geotérmica”, frisa.

De acordo com o especialista, no Brasil, infelizmente só a área financeira (bancos) vem utilizando em grande escala os produtos ofertados pelas empresas de tecnologia e automação. No varejo, somente os grandes grupos têm utilizados, e em nível pouco perceptível, vinculado só ao controle de logística e financeiro.

“Se pensarmos, por exemplo, que nos países de origem germânica (Alemanha, Áustria, Dinamarca, Holanda e Suíça) possuem desde um pequeno comércio até grandes redes de supermercados sistemas de automação, na verdade gestão totalmente automatizada e remota, em supermercados existe um número porcentual de caixas sem operador, tudo feito pelo cliente em um sistema completo de gestão”, compara.

Sensoreamento

Otimista com a transformação promovida pela expansão da automação no mercado do frio, a Johnson Controls também aposta em tecnologia. Para o diretor de soluções digitais da empresa para América Latina, João Paulo Oliveira, com o sensoreamento espalhado, é possível identificar como está o consumo de energia e frio, e quão eficiente está a planta em determinado instante.

“Assim, a partir desses dados, adotar estratégias, seja o retrofit dos equipamentos, a troca por equipamentos novos, a adoção de novas lógicas de controles ou o uso de soluções que hoje a nossa empresa já tem disponíveis, as quais permitem enviar os dados para a nuvem. A partir da análise dos dados e de diferentes simulações, com machine learning, inteligência artificial, é possível definir uma lógica ótima que irá gerar a economia de energia que o cliente busca”, enfatiza.

O executivo afirma que outra tendência do segmento é a troca da manutenção preventiva para uma mais preditiva, ou até mesmo para aquela que o mercado chama de prescritiva. “Muitas plantas seguem fazendo a manutenção sugerida pelo catálogo do equipamento. A partir do momento em que temos uma conectividade mais rápida e sensores disponíveis em protocolos abertos, passamos a ter a oportunidade de mandar esses dados também para nuvem, para entender como está o comportamento daquele equipamento, e, ao invés de fazer a manutenção baseada em horas de operação, passamos a ter a possibilidade de agir quando alguma coisa está mal”, especifica Oliveira

Na nuvem, enfatiza ele, tem-se a oportunidade não só de detectar um problema, mas descrevê-lo e listar as tarefas que têm de ser seguidas para resolve-lo. “Isso dá mais agilidade e aumenta a disponibilidade da planta, influenciando também na eficiência”, emenda.

Atualmente, a Johnson Controls tem um portfólio bem amplo de produtos dentro da categoria de automação e controle. Fabrica e vende desde sistemas de automação e controle para edificações, controles para todos os aspectos dos espaços refrigerados, para fluxo de ar, painéis de controle e termostatos, além do OpenBlue, plataforma agnóstica, totalmente aberta e conectada, que possui um conjunto de serviços sob medida, estruturadas com inteligência artificial, como diagnósticos remotos, manutenção preditiva, monitoramento de conformidade, avaliações avançadas de riscos, entre outras funcionalidades, que atende a diversos setores.

Nas próximas semanas, revela Oliveira, a Johnson Controls lançará um sensor próprio de qualidade do ar para oferecer monitoramento, mandando os dados colhidos para a nuvem. “Assim, conseguimos identificar para o cliente qual a lógica de controle ótima, ou qual a estratégia que pode ser implementada para melhorar a qualidade do ar em um espaço específico”, completa.

A mesma visão tem a Coel, fabricante de uma linha completa de instrumentos para toda a cadeia do frio, desde a casa de máquinas ao PDV, de termostatos eletrônicos a PLCs, interfaces de comunicação sem fio e softwares de monitoramento.

Para o gerente da engenharia de aplicações da companhia, Silvio Barbelli, com a diminuição dos custos, devido ao aumento de demanda, os dispositivos de automação, como inversores de frequência e válvulas eletrônicas estão sendo mais utilizados na cadeia do frio.

Sobre a rede 5G, o executivo reforça que as interfaces de comunicação 3G e 4G também atenderão ao 5G. A Coel, afirma ele, investe continuamente em desenvolvimento de softwares e hardwares em parceria com instituições de pesquisa e desenvolvimento de Manaus.

“O monitoramento do HVAC-R em nuvem já é uma realidade e a tendência é que todos os dispositivos de conservação e controle sejam conectáveis. Em curto prazo, o 5G possibilitará o monitoramento e controle da cadeia do frio a distância, garantindo a qualidade na fabricação, transporte e armazenamento dos produtos”, projeta.

Outro player que investe pesado em automação, a Elitech apresenta ao mercado sistemas de controle de temperatura em equipamentos de refrigeração e ferramentas digitais para uso em instalação e manutenção de equipamentos.

Além disso, possui uma vasta linha de dataloggers, que registram leituras de temperatura e/ou umidade relativa do ar, e esses dados são usados principalmente em aplicações nas áreas farmacêutica, alimentícia, laboratoriais e de transporte de produtos sensíveis à variação de temperatura.

“Nossas soluções auxiliam os profissionais do setor do frio, principalmente no ganho de tempo para executar tarefas”, destaca o diretor da multinacional no Brasil, Antonio Nascimento Junior.

“Cada vez mais a tecnologia se desenvolve para ajudar os profissionais a ganhar um precioso tempo na coleta e análise de informações geradas por instrumentos de automação, realidade que será cada vez mais explorada pela Elitech”, acrescenta.