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Tecumseh planeja investir R$ 75 milhões até 2025

Fábrica da Tecumseh em São Carlos | Foto: Divulgação

A Tecumseh do Brasil, uma das maiores fabricantes de compressores herméticos do mundo, completa 50 anos de atuação no país neste ano, com planos de investir mais de R$ 75 milhões até 2025.

Localizada em São Carlos, no interior de São Paulo, a empresa possui um moderno parque fabril com duas plantas integradas, e seus produtos estão dentro de refrigeradores, freezers, expositores comerciais, bebedouros, condicionadores de ar, no segmento automotivo, entre outros.

A Tecumseh é um enorme ativo para o estado de São Paulo e para o país, uma vez que já investiu cerca de US$ 330 milhões em suas operações no Brasil e tem capacidade de produção de 9 milhões de compressores por ano.

Os compressores e as unidades condensadoras fabricados nas instalações da Tecumseh em São Carlos não atendem apenas o mercado brasileiro de ar-condicionado e refrigeração, mas também são exportados para mais de 40 países em todo o mundo. A produção da Tecumseh é altamente integrada verticalmente, operando com duas plantas e uma unidade de P&D e testes na cidade de São Carlos.

A companhia também realiza investimentos significativos, cerca de 4% de seu faturamento anual, em P&D no Brasil, criando empregos de qualidade e gerando inovação e patentes locais de nível nacional e internacional. Nos últimos quatro anos, a Tecumseh investiu mais de R$ 40 milhões em desenvolvimento e testes de produtos, e sua equipe de P&D conta com cerca de 100 profissionais altamente qualificados, entre PhDs, mestres e engenheiros.

Este departamento tem um sucesso marcante, sendo responsável por dez das doze patentes totais geradas pela empresa. Um dos resultados destes investimentos foi o desenvolvimento do compressor inverter VR2, altamente eficiente energeticamente e pronto para atender aos padrões de eficiência do Inmetro que entrarão em vigor a partir de 31 de dezembro de 2022.

Nos próximos três anos, a Tecumseh também tem planos de investir mais R$ 75 milhões para aumentar a capacidade de produção destes produtos e desenvolver a próxima geração de compressores de alta eficiência para atender aos padrões de 2025 do Inmetro.

A empresa também tem um papel crucial na economia de toda a região. Compra produtos de aproximadamente 350 produtores locais (83% de seu total de suprimentos), apoiando indiretamente outros 10.000 empregos em toda a sua cadeia de fornecimento no Brasil. Além disso, a Tecumseh é a única fabricante de compressores rotativos de sua escala em todo o Hemisfério Ocidental.

A Tecumseh é hoje uma das maiores empregadoras da região, com 2.100 funcionários envolvidos no projeto, lançamento e fabricação de compressores e unidades condensadoras que reduzem o consumo de energia e as emissões de gases de efeito estufa.

A empresa tem sua história intimamente ligada à história da cidade de São Carlos, ocupando um lugar especial na vida de seus habitantes. É só perguntar: toda família de São Carlos pode contar uma história ou tem um ente querido que trabalha ou trabalhou na Tecumseh.

“Nosso pessoal na Tecumseh do Brasil é trabalhador por natureza e assume a cada dia a missão de sustentar suas famílias e ajudar nossa empresa a ser a melhor no que fazemos para nossos clientes. Eles vêm de diferentes origens educacionais e geográficas, mas compartilham uma verdadeira paixão pelos 50 anos de história da Tecumseh e um profundo compromisso com nosso futuro aqui no Brasil.  Liderar esta empresa significa abrir caminho para seu crescimento profissional e ajudá-los a construir suas vidas aqui mesmo nesta região. Eles são a cara e o coração do nosso negócio; temos imenso orgulho deles e mal podemos esperar para que o Brasil conheça suas histórias”, disse Ricardo Ferreira, diretor presidente da Tecumseh Brasil.

Para ajudar nas comemorações do 50º aniversário de operações bem-sucedidas no Brasil, a empresa anunciou o lançamento de uma série de vídeos com histórias em primeira pessoa contadas por funcionários reais, cujas vidas e carreiras foram impactadas positivamente pelo trabalho na moderna fábrica da empresa em São Carlos.

No primeiro vídeo são apresentadas Jucélia e Natália. Jucélia é uma operadora multifuncional, que trabalha na Tecumseh há 23 anos. Natália é sua filha, que cresceu participando de eventos na empresa com a mãe e hoje atua como analista de qualidade de produto. O vídeo pode ser encontrado aqui.

Os colaboradores da Tecumseh “são a cara e o coração do nosso negócio”, diz o presidente da empresa no Brasil, Ricardo Ferreira | Foto: Divulgação

Jelly Fish lança bomba de calor água/água com produção simultânea 

A Jelly Fish, divisão de água quente da Indústrias Tosi, anuncia a nova linha de bombas de calor água/água WW (Water & Water), disponíveis em 3 modelos: HOT 55 WW 58, HOT 55 WW 52 I (compressor Inverter), ambas para água quente até 55ºC, e a BC 64 WW, para aquecimento de piscina.

A novidade é que o equipamento ao invés de absorver o calor do ar de um ambiente externo, absorve calor de um sistema de água, que pode tanto ser a água gelada de retorno dos fancoils como também água de condensação, seja de um sistema de ar condicionado ou de resfriamento industrial. Todos os modelos utilizam o processo de aproveitamento de calor da água e não do ar, como das bombas de calor tradicionais.

Para Marcos Santamaria Alves Corrêa, engenheiro de aplicação da Indústrias Tosi, diante da crise Europeia envolvendo a utilização de combustíveis fósseis, em especial o gás, com leis restritivas para sistemas de aquecimento em novas instalações, as bombas de calor água/água estão no topo como alternativa sustentável, eficiente e com baixo custo operacional.

“Hoje, a melhor alternativa para aquecimento de água até 75°C é a utilização de bombas de calor, que além de trazerem menor custo operacional também são produtos ambientalmente amigáveis, pois não operam através da queima de combustíveis fósseis e exaustão de gases de combustão, bem como não dependem do transporte através de caminhões como ocorre com o gás GLP e a biomassa. É por este motivo que estão sendo aprovadas leis em países da Europa banindo o uso de combustíveis fósseis para novas instalações de sistemas de aquecimento, como na Áustria (a partir de 2023), Alemanha (a partir de 2024) e Holanda (a partir de 2026)”, informa.

Marcelo Tosi, diretor da Indústrias Tosi, aponta vantagens e um futuro promissor na utilização das novas bombas de calor.

“O mercado brasileiro ainda não tem o hábito de utilizar bombas de calor no aquecimento de água sanitária para uso em chuveiros e torneiras como ocorre nos Estados Unidos, Europa e Ásia. A grande vantagem do uso de bombas de calor é que ao utilizarem o processo do ciclo frigorífico na produção de água quente, estes equipamentos são capazes de multiplicar a energia elétrica, gerando mais energia térmica do que a energia elétrica consumida, pois o calor rejeitado em seus condensadores é a soma do calor absorvido em seus evaporadores com a energia elétrica consumida pelos compressor, de tal forma que, para cada kW de energia elétrica fornecida ao compressor, podemos ter de 3 kW a 9 kW de energia térmica produzida, dependendo das condições operacionais”, aponta.

Segundo a empresa, em termos de economia, a nova linha de bombas de calor água/água proporciona uma redução de custo operacional, podendo chegar até 85% quando comparados com o gás.

Desvendando os erros dos splits

Por Anderson Oliveira Tecnólogo em refrigeração e ar condicionado

Se tem um tema mais comentado e procurado em grupos de WhatsApp e redes sociais, quando o assunto é ar-condicionado split, principalmente na versão Inverter, é o tal código de erro.

Aqui iremos abordar esse tema e falar um pouco mais sobre os códigos de erros mais comuns em sistemas de ar condicionado split e saber a importância de se fazer um diagnóstico correto, para que o serviço preventivo ou corretivo tenha êxito.

Todo equipamento, seja ele elétrico, mecânico, pneumático, eletrônico ou equipamentos que utilize essas tecnologias simultaneamente, pode apresentar defeitos.

Esses defeitos podem ser decorrentes de falhas no sistema de alimentação das tecnologias citadas, como defeitos em componentes específicos; falhas por falta de manutenção preditiva, preventiva e corretiva, e até em casos isolados, mas reais, defeitos de fabricação.

Os condicionadores de ar tipo split, por serem utilizados no mundo todo, têm em sua estrutura alta tecnologia embarcada que hoje conta com projetos altamente tecnológicos, fazendo a junção da eletroeletrônica e IoT (internet das coisas), tornando possível, por exemplo, ligar, desligar, monitorar e receber alarmes em seu smartfone, em segundos.

E por falar em alarmes, esses só acontecem por causa de anomalias  elétricas, eletrônicas ou mecânicas.

São sobre esses alertas que falaremos a partir de agora.

Condicionadores de ar Inverter podem ter cinco sensores ou mais, no caso dos multi-splits, por exemplo

Os fabricantes dos condicionadores de ar prezam pela tecnologia, durabilidade e, principalmente, por sua reputação, que é proporcional à qualidade de seus produtos. Por isso, para que seus equipamentos tenham um tempo de vida útil satisfatório, é necessário alertar o usuário ou profissional do segmento se eles estão trabalhando em condições fora do projetado, nas quais podem correr um sério risco em apresentar um defeito grave, a ponto de vir a “quebrar”. Pensando em reduzir tais transtornos, os fabricantes, então, utilizam dos chamados códigos de erros.

Os principais códigos de erros estão disponíveis na maioria das vezes nos manuais de instalação dos fabricantes e isso facilita bastante a vida do instalador ou do mecânico que está executando o serviço. Essa facilidade proporciona menor tempo de resolução no defeito apresentado, bem como clareza no diagnóstico da falha ou do componente defeituoso.

Em resumo, o código de erro evita que o profissional vire um “trocador de peças”. Vale destacar que os números e letras apresentados nos códigos de erros não são universais, ou seja, cada fabricante coloca o código de falha de acordo com o definido pela sua engenharia, e esse código é apresentado no display do evaporador e, em alguns, casos também na condensadora.

Agora vamos apresentar alguns exemplos de códigos de erros de acordo com o especificado pelos fabricantes e apresentar as possíveis causas dessas falhas:

Erro de comunicação

A comunicação entre as placas eletrônicas é um fator primordial para o funcionamento completo do sistema. Geralmente, o borner S é o responsável por manter esse sinal.

Utilizando um multímetro em escala de tensão elétrica DC ele deverá apresentar valores positivos e negativos alternadamente entre os bornes N e S. Isso significa que a placa da evaporadora e condensadora estão trocando dados. Na prática, dizemos que as placas estão “conversando”. Isso significa que há envio e recebimento de dados, baseado nas leituras feitas por ambas placas versus o solicitado via controle remoto.

Um simples defeito em qualquer componente de uma das placas eletrônicas pode interferir nesse sinal e gerar esse “alarme”. Além disso, o rompimento ou mau contato do cabo S também pode contribuir com esse erro. Dependendo da distância e percurso desse cabo, o ideal (quase não se usa) é utilizar um cabo shield com malha. Assim, as perturbações da rede e outras anomalias são amplamente reduzidas.

Erro de sensor

Agora os campeões que não dispensam apresentações são os sensores de temperatura. Em equipamentos convencionais geralmente são apenas dois, sendo: sensor ambiente e sensor da serpentina evaporadora. Mas condicionadores do tipo Inverter podem ter cinco sensores ou mais, quando falamos de multi-split, por exemplo.

Geralmente, os sensores de temperaturas são do tipo NTC (coeficiente de temperatura negativa), em que sua resistência ôhmica varia em função da temperatura lida no ar ou na tubulação. Novamente, destacamos que cada fabricante tem seu próprio código para a mesma falha.

Há três possibilidades de defeitos em sensores: abertos, curto-circuito ou avariados.

Utilizando um multímetro ou alicate amperímetro na escala de resistência ôhmica, quando colocado as pontas de provas do instrumento nos cabos do sensor, no visor de instrumento irá aparecer a indicação OL (para instrumentos Fluke) ou 1 (para instrumentos Minipa).

Em ambos os casos dizemos que o sensor está “aberto” ou em “leitura infinita”. Isso significa que não há nenhuma leitura de resistência ôhmica vindo do sensor. Para isso ser verdade é preciso saber o valor padrão de resistência ôhmica informado pelo fabricante. Esses valores variam de 5 kΩ, 10 kΩ; 20 kΩ, 25 kΩ e valores acima destes. Geralmente, há uma tabela da relação resistência ôhmica versus temperatura ambiente para a leitura e valor correto do sensor.

Se nesse mesmo teste aparecer no visor do instrumento valores perto de zero ou simplesmente 000, significa que o sensor está em curto-circuito. E, por fim, se utilizando a tabela de resistência ôhmica versus temperatura e no visor aparecer valores completamente diferentes do especificado pelo fabricante, ele é considerado avariado. Mas atenção: só é considerado avariado se realmente for um sensor original com o mesmo valor nominal indicado pelo fabricante. Se por acaso o sensor nominal tem valor 10 kΩ a 25 °C e no equipamento tiver um sensor de 25 kΩ a 25°C, o equipamento interpretará como falha. E a “falha” não é do sensor, mas sim da aplicação equivocada de quem trocou o componente.

Falha no compressor

Esse defeito, junto com a troca prematura de placas eletrônicas, é o campeão de diagnósticos errôneos em campo. Geralmente, os profissionais com pouca experiência ou falta de conceitos técnicos, acabam “condenando” esses componentes, por já terem tentado encontrar o defeito no equipamento que, quando não descoberto, condena-se o compressor ou placa eletrônica.

Vale destacar que é importante saber como funciona o compressor, quais são os componentes que fazem seu acionamento, os componentes que fazem sua proteção e os componentes que fazem seu monitoramento. Saber como funciona esse conjunto de informações é fator predominante para o bom diagnóstico da falha do compressor.

Essa falha é acompanhada de um código que pode ser apresentado na evaporadora quanto na condensadora. O fato de apresentar falha no compressor não significa que ele esteja defeituoso. Um sistema operando com baixa carga de fluido refrigerante fará o compressor trabalhar superaquecido, e esse superaquecimento irá prejudicar o compressor elétrica e mecanicamente. O sistema, através de seu monitoramento, detecta essa falha e informa no display que sim, houve uma falha relacionada ao compressor, por seu desarme, por exemplo.

No entanto, a fuga de fluido refrigerante é que proporcionou esse defeito, afetando o compressor. Da mesma forma, quando tiver um excesso de fluido refrigerante no sistema ou a ausência de vácuo na instalação, irá aumentar significativamente a pressão, fazendo o compressor desarmar e apresentar a falha, ou seja, em nenhum dos casos o defeito é no compressor, e sim na avaria ocorrida no sistema, no qual colocou o compressor em condições fora do seu envelope de aplicação.

Vale destacar que compressores Inverter nunca devem ser testados diretamente sem a sua placa eletrônica, pois isso pode causar a queima imediata, uma vez que a tensão elétrica e a forma de onda da rede convencional não são idênticas a fornecida ao compressor através da sua placa eletrônica.

Por isso, recomendamos sempre consultar o fabricante. Agora, se você quer saber se o compressor está queimado, sendo esse um Inverter, é recomendado fazer o teste de resistência ôhmica com o compressor na temperatura ambiente. Os valores de resistência ôhmica das três bobinas devem ser mesmo (com variações mínimas). Esses valores são indicados pelo fabricante do compressor e, em alguns casos, pelo fabricante do equipamento.

Caso os valores de resistência ôhmica forem diferentes entre as bobinas (quando Inverter) ou simplesmente aparecer no display do instrumento 000 (curto-circuito), o compressor deve ser trocado. Os testes de baixa isolação junto à carcaça do equipamento também é válido nesse caso.

Trocas prematuras de placas eletrônicas são um dos principais problemas no segmento de refrigeração e ar condicionado

Falha no motoventilador BLDC

Os motores BLDC são motores eletrônicos aplicados nas unidades condensadoras Inverter. Esses motores não utilizam capacitores convencionais e sua rotação varia em função da carga térmica a ser retirada pelo condensador ou absorvida pelo evaporador, através da interação entre as placas eletrônicas e os respectivos sensores de monitoramento

Assim como o compressor Inverter, para testar esse BLDC é necessário e recomendado utilizar a placa eletrônica que o alimenta. Isso porque é ela que fornece uma tensão elétrica, que pode chegar em 310 VDC. Recomenda-se estudar a fundo sobre motores BLDC, pois, assim como o compressor, cada fabricante tem suas particularidades e os detalhem fazem muita diferença no momento do diagnóstico.

A falha nesses motores pode ser uma causa eletrônica na própria placa ou algum surto na rede, que chegou até o motor elétrico e causou sua queima. Como esse motoventilador atua sob demanda e essa demanda é monitorada pelo sensor de temperatura, um teste simples para saber se ele está funcionando bem é aquecer o sensor de temperatura e esfriar o sensor de temperatura e visualizar a alteração na rotação do eixo. Ao mesmo tempo, meça a tensão de alimentação no motor. Se houver a tensão elétrica correta e o motor elétrico não estiver funcionando, a probabilidade de ser defeito no BLDC é quase certa. Quase porque se o sensor estiver defeituoso, a placa principal não receberá o sinal para variação de rotação.

Em resumo, nos dias atuais temos imensas fontes de informações, bem como ferramentas para fazer um diagnóstico correto dos componentes nos equipamentos. Sites de fabricantes, aplicativos, manuais, vídeos, podcast, grupos de WhatsApp. Ou seja, você quase nunca está sozinho.

Contudo, isso não dá o “luxo” de parar de estudar e se qualificar na medida em que o mercado exige, pois equipamentos mais tecnológicos exigem profissionais mais qualificados e você não pode perder essa oportunidade.

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Fontes consultadas

Manuais de instalação Elgin Inverter (UAQ); Manual de instalação operação e manutenção Xpower Carrier; Manual de instalação Elgin (SRF-SSF/Q); Boletim Técnico LG (BT-RAC-05); Manual de instalação Midea Vize; Manual Jhonson Controls (DJEA   DJDA 07 24); Manual de instalação hi-wall Agratto.

 

 

Sistema VRF de climatização – aplicações, vantagens e desvantagens

Por Afonso, Rafael Novo 1

 

RESUMO: No Brasil, tem-se uma enorme demanda por sistemas de climatização que sejam cada vez mais eficientes e menos onerosos. Estima-se que, em edificações convencionais, os sistemas de condicionamento de ar sejam responsáveis por aproximadamente 50% do consumo total de energia elétrica. Para além da problemática do gasto energético, tem-se, ao iniciar-se um projeto de refrigeração, a questão da escolha de qual sistema de climatização será implementado. Tal demanda, levará em conta inúmeros fatores, e resultará na escolha de algum dos muitos sistemas de refrigeração disponíveis, como o high wall, piso e teto, cassete ou dutado. Ambos modelos com sua condensadora externa unitária, porém surge uma nova possibilidade, tanto para melhoria da eficiência energética, quanto para o gasto com o empreendimento. O VRF (fluxo de refrigerante variável) é um sistema com muitos benefícios, e que deve ser levado em conta na etapa de projeto.

INTRODUÇÃO

Durante a etapa de elaboração de um projeto de climatização de ambientes, o profissional deve levar em conta múltiplos fatores técnicos, como o levantamento de carga térmica do ambiente analisado, estudos de viabilidade técnica de implementação e viabilidade econômica. Para além do pensar da etapa de projeto, o profissional deverá analisar a implementação de equipamentos que, ofertem uma melhor flexibilidade de instalação, para com isso ganhar tempo e obter menos gastos com mão de obra. Neste ponto existem inúmeras opções e possibilidades de escolhas, que podem afetar significativamente o empreendimento, não apenas na etapa de projeto, mas posteriormente, com manutenções corretivas em excesso ou gastos com reparos simples.

O sistema de condicionamento VRF, aqui analisado, faz parte das múltiplas categorias de equipamentos de climatização em disponibilidade do profissional projetista, e um comparativo entre os vários sistemas deve ser realizado, em consonância com levantamentos de seleção de projeto e levando em conta suas vantagens, desvantagens e principais aplicações.

SISTEMAS DE CONDICIONAMENTO DE AR

Os sistemas de refrigeração por expansão direta, são equipamentos onde o gás refrigerante troca calor diretamente com o ar ambiente. Os diversos condicionadores de ar podem ser dos tipos, ACJ (ar condicionado de janela), Split System, VRF e Self Contained.

O Split System são sistemas separados, ou seja, o equipamento é composto por duas unidades, sendo uma interna, unidade evaporadora, e uma externa, unidade condensadora. No grupo Split System, existem os chamados multi-split, que são equipamentos que possuem mais de uma unidade evaporadora e apenas uma unidade condensadora, ou seja, se obtém a possibilidade de refrigeração de múltiplos ambientes, com apenas uma unidade externa.

Figura 1- Sistema de climatização Multi Split

Atualmente a tecnologia inverter, que consiste no uso de um compressor que possui capacidade de ajustes de acordo com a necessidade do ambiente, tem crescido enormemente. A capacidade do compressor varia devido a variação de rotação do motor e consequente alteração da vazão de fluido refrigerante no sistema.

Os equipamentos do tipo inverter não iniciam a partida com máxima carga, pelo contrário, a velocidade de distribuição de fluido no sistema é aumentada gradativamente até atingir o máximo valor, variando com a rotação do motor, se mantém sempre próximo ao set point de temperatura ajustado do termostato.

Existem no mercado, splits com tecnologia inverter com dispositivo de expansão capilar ou válvula de expansão eletrônica. Nesses tipos de equipamentos, splits ou multi splits de tecnologia inverter, com válvula de expansão eletrônica, a carga de gás é realizada somente utilizando balança na quantidade recomendada pelo fabricante. São frequentes reclamações de clientes sobre o desempenho destes equipamentos, por não proporcionar a economia de energia pretendida, devendo-se tal fato ao equipamento não estar dimensionado corretamente para o ambiente. (Queiroga, Sandro Lino Moreira, Refrigeração e Ar Condicionado; p 148)

Figura 2 – Gráfico tecnologia convencional e inverter; (a) rotação do compressor e (b) relação de economia

Nota-se pelo gráfico apresentado, que a tecnologia inverter é um grande salto em relação aos sistemas de refrigeração convencionais, devido ao controle eficiente de temperatura, que é mantido constante com poucas oscilações, devido ao melhor controle de rotação do compressor, baixo consumo de energia, cerca de 40% menor que os sistemas convencionais, baixo nível de ruído, pois, com a temperatura estável, o compressor opera em baixa rotação, reduzindo o ruído da condensadora e gás R-410A, que não agride a camada de ozônio em comparação ao R-22 (HCFC).

SISTEMA VRF – VARIABLE REFRIGERANT FLOW

A principal característica do sistema VRF, como o próprio nome diz, é a vazão de fluido refrigerante controlada. Porém, para além do controle de fluido no sistema, o VRF difere do sistema multi split em algumas questões. O VRF é mais robusto em relação ao multi split, já que permite tubulações mais longas e o acoplamento de até 64 unidades evaporadoras, enquanto o multi split permite cerca de 8 unidades evaporadoras acopladas a seu sistema de refrigeração.

No sistema VRF cada unidade interna opera de forma individual, de forma parecida com o split convencional. O principal diferencial, consiste no fato de que cada unidade evaporadora possui uma válvula de expansão exclusiva e boa parte dos sistemas VRF possui tecnologia inverter. Nesse sistema a unidade condensadora possui compressor do tipo scroll, que possui grande capacidade e é ligado através do uso de um inversor de frequência, que faz com que dado volume de fluido refrigerante varie conforme a demanda das unidades internas do sistema.

O sistema VRF possui a vantagem de fácil instalação e manutenção, quando comparado ao sistema de água gelada, boa flexibilidade de trabalho e alta eficiência energética. Também possui comando de regulagem da temperatura do ambiente interno a ser climatizado individual, através de controle e podendo operar com os mais diversos tipos de evaporadoras como cassete, piso e teto e hi wall.

Figura 3 – Representação dimensional sistema VFR

Pode-se citar como desvantagens de tal sistema, que o mesmo não possui sistema de renovação de ar, o que em ambientes específicos acaba sendo uma exigência. Caso ocorra algum defeito ou falha na unidade condensadora, as múltiplas unidades internas iram parar em decorrência da falha externa, ou seja, todo o sistema para de operar. Para tanto, o profissional projetista de sistemas de condicionamento de ar, deve atentar-se a inserção de linhas condensadoras de backup, para a possibilidade de falhas na linha principal.

CONCLUSÃO

O sistema de climatização de ambientes VRF demonstra-se uma boa opção quando comparado aos sistemas convencionais, devido ao bom desempenho tecnológico, alta eficiência energética, facilidade de regulagem da temperatura de cada ambiente de maneira individual, baixo nível de ruído e facilidade de instalação. Porém, em contrapartida nota-se problemas referentes a não renovação de ar, que dependerá do ambiente a ser climatizado em sua exigência normativa e a dependência de uma única unidade externa em caso de falha.

Portanto, ainda que o VRF seja uma ótima opção atualmente, o profissional deve analisar a viabilidade do investimento econômico e a tecnologia de acordo com suas necessidades e demandas, e analisar o sistema mais adequado ao projeto.

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REFERÊNCIAS

QUEIROGA, Sandro L. Princípios de Refrigeração e Ar Condicionado, 1° edição, Editora Ciência Moderna, 2019.

SILVA, José C. Refrigeração e Climatização Industrial, 1° edição Editora Hermus, 2004.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 16401: Instalações Centrais de Ar Condicionado para Conforto, Rio de Janeiro, 2008.

ARAUJO, A. M.P.C. Modernização de Sistemas de Climatização de Andares de Edifício. Universidade de Petrópolis, Rio de Janeiro, 2011.

CARNEIRO, MANUELA; COSTA, TAÍS. Análise técnica e econômica de um sistema de ar condicionado com fluxo de refrigerante variável. CONNEPI, 2012.

FUJITSU GENERAL BRAZIL, Tecnologia Inverter; <Tecnologia Inverter – Produtos: Ar condicionado – FUJITSU GENERAL DO BRASIL (fujitsu-general.com)> acesso em 31/03/2022

AMBIENTE GELADO, Tecnologia compressor Scroll e suas aplicações; <A tecnologia do compressor SCROLL e suas aplicações em ar condicionado, bombas térmicas e refrigeração (ambientegelado.com.br)> acesso em 31/03/2022

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1 Graduado em Engenharia Mecânica; Pós-graduado em Eng. de Térmica e Fluidos; Pós-graduado em Gestão da Qualidade e Produtividade; Professor de Física, Química e Eletrotécnica; E-mail: rafaelnovo.eng@gmail.com

Técnico cria kit didático para ensinar análise de equipamentos

Professor no Senai de Vicente de Carvalho, no Rio de Janeiro, o técnico em eletrotécnica Leonardo Souza desenvolveu o protótipo de um kit educacional para ajudar estudantes, técnicos e iniciantes do segmento de refrigeração a realizar várias experiências práticas envolvendo os conceitos fundamentais de elétrica e comandos elétricos.

O processo de aprendizagem é feito por meio da interação com elementos utilizados em sistemas de câmaras frias, podendo ser usado também para a área de congelados e resfriados. Segundo o inventor, a ideia é fornecer treinamento corporativo, participar de eventos do HVAC-R para facilitar a demonstração e, mais adiante, comercializar o dispositivo.

“O kit didático é capaz de proporcionar uma aprendizagem intuitiva e autônoma, facilitando ao estudante e ao técnico já formado a resolução de dúvidas em campo, no que diz respeito à parte elétrica”, afirma Souza, que atualmente cursa o 4º período de engenharia mecânica na Faculdade Metropolitana Unidas Educacional.

O inventor explica que o kit didático pode ser aplicado nos segmentos de produção de controladores de temperatura, distribuidores, montadoras de unidades evaporadoras e condensadoras e escolas profissionalizantes.

Em fase avançada de testes, o protótipo tem recursos simples, tais como coxim, caixa de madeira, suporte de ar-condicionado, plug do tipo banana e elementos elétricos (sinaleiras, controlador de temperatura, disjuntores, entre outros).

A principal característica é o formato plug in play, em que cada aluno pode realizar a sua própria ligação seguindo os diagramas elétricos fornecidos pelos fabricantes. O projeto foi desenvolvido com base na vasta experiência do docente, a partir da adoção gradual de métodos cada vez mais ágeis em seu laboratório.

Para a construção do kit didático, a empresa Coel doou os controladores de temperatura, inclusive o modelo Y39, que é aplicado em refrigeração com controle de temperatura on/off e controle de degelo por intervalo de tempo mediante parada do compressor, aquecimento elétrico ou gás quente com inversão de ciclo. O componente tem três saídas a relé e três entradas para sondas NTC, com a possibilidade de uma entrada ser configurada como entrada digital.

“Entretanto, busco outros players que possam agregar investimentos e patrocínios”, comenta Souza, enfatizando que já entrou com o pedido de patente do produto, e a expectativa é começar a comercializá-lo no mercado no segundo semestre de 2023, visto que já há fabricantes do setor negociando os direitos de produção do equipamento.

Professor Leonardo Souza está em busca de fabricantes interessados em produzir e comercializar o equipamento que facilita aprendizagem sobre comandos elétricos na refrigeração.

 

Incompatibilidade que gera danos

A correta combinação de usos entre óleos lubrificantes para compressores e fluidos refrigerantes é fator essencial para evitar o surgimento de problemas graves em equipamentos utilizados na cadeia do frio, com potencial inclusive de inutilizar desde um simples componente até a máquina toda.

A incompatibilidade de substâncias pode provocar formação de ácidos, corrosões, lubrificação insuficiente, carbonização do óleo e danos – até irreversíveis – ao compressor.

Embora os fabricantes disponham de manuais de instruções que proporcionam conhecimento sobre o tema, não é raro haver equívocos na hora da execução de um serviço. Esse tipo de erro não deveria existir, mas acontece.

Basicamente, o papel do óleo lubrificante é atenuar o atrito entre as partes móveis e fixas dos compressores, impedindo o desgaste prematuro das peças e o aquecimento excessivo do sistema. A lubrificação continuará dando conta da tarefa desde que uma simples equação seja obedecida – garantir as faixas ideais de temperatura de operação, de pressão e de ausência de contaminantes.

Estão disponíveis no mercado o óleo mineral (MO), alquilbenzeno (AB), polioléster (POE) e polialquilenoglicol (PAG) e cada qual para um tipo de aplicação e com suas características essenciais – viscosidade, miscibilidade, resíduo de carbono, floculação e umidade.

Para começar, a viscosidade sofre influência da temperatura. Se estiver elevada, a viscosidade diminui. Quando submetido a altas temperaturas, o óleo não pode afinar demais sem constituir uma camada protetora. E a baixas temperaturas, não deve ficar pastoso.

Lubrificantes atenuam atritos entre as partes fixas e móveis dos compressores, impedindo o desgaste prematuro de peças e o aquecimento excessivo do sistema

Capacidade de uma mistura de formar uma única fase em certos intervalos de temperatura, pressão e composição, a miscibilidade correta permite ao lubrificante fluir pelo sistema junto ao gás, garantindo o bom retorno ao compressor. A miscibilidade tem relação direta com a viscosidade do lubrificante, que diminui à medida que aumenta a solubilidade com o gás refrigerante. O aparecimento de resíduos de carbono é outro problema complexo enfrentado no setor, afinal os óleos podem sofrer decomposição pelo calor. O controle das temperaturas normais de trabalho do compressor é essencial para evitar a carbonização do óleo. Se o pior ocorrer, os resíduos de carbono favorecerão o desenvolvimento de borra, sedimento que pode provocar obstrução no sistema, gerando lubrificação insuficiente.

Quando o lubrificante é submetido a baixas temperaturas, ele sofre um processo chamado floculação, pelo qual a cera contida no produto tende a precipitar-se. Os flocos de cera gerados podem depositar-se no elemento de controle de fluxo, interrompendo a passagem do refrigerante, ou assentar-se no evaporador, diminuindo a transferência de calor. Uma dica importante: em temperaturas encontradas normalmente em sistemas de refrigeração, o lubrificante não deve sofrer floculação.

Por fim, a umidade presente no óleo é outro fator de atenção. Seu teor deve ser inferior ou igual ao especificado pelo fabricante. Se a umidade for maior, haverá formação de sedimentos e ácidos ou o processo de congelamento no interior do sistema.

“O lubrificante e o refrigerante precisam ter certa compatibilidade. O ideal é termos uma combinação entre eles muito solúvel e razoavelmente miscível”, pondera o engenheiro químico Wagner Carvalho, especialista em polímeros e tensoativos na Montreal, indústria paulista que desenvolve, produz e comercializa lubrificantes no segmento de refrigeração. Segundo ele, quando o lubrificante está em estado líquido e o refrigerante em estado gasoso, por exemplo, este segundo elemento tem que ser, preferencialmente, 100% solúvel no lubrificante. Da mesma forma, o refrigerante, em estado líquido, não deve ser 100% miscível no lubrificante também em estado líquido. “Ao contrário, haverá uma diluição grande dentro do compressor, diminuindo muito a viscosidade do lubrificante e gerando queda de performance”, explica. Com passagens por Castrol Plus, Tutela (Petronas) e Quaker Chemical, Carvalho enfatiza que se o refrigerante for totalmente solúvel ou miscível, poderá haver quebra do compressor. “Se for muito pouco miscível, também não será bom, porque o óleo vai sair do compressor e ficar armazenado no evaporador. E como não vai retornar para o compressor, poderá haver dano”, afirma.

“Em relação à umidade, quanto menos tempo o óleo ficar exposto, menos ele vai absorvê-la. Se houver umidade, pode-se gerar corrosão no sistema e hidrólise do óleo, que deixará de lubrificar, podendo causar quebra do compressor. Este é o principal problema em uma troca mal feita. O ideal é evitar deixar a embalagem aberta e realizar um vácuo bem-feito no sistema”, complementa o gestor.

De acordo com Carvalho, os sistemas estão cada vez menores. “Hoje há uma tendência de se usar um lubrificante com menor viscosidade, para ganhar eficiência dos equipamentos, com um consumo menor de energia”, conclui.

 

 

Frascold expande laboratório de testes para os compressores a R290 e CO2

O ar condicionado e a refrigeração são chamados a desempenhar um papel fundamental na luta contra as alterações climáticas: com o aumento das temperaturas e da população, o número de sistemas HVAC&R está, de fato, destinado a crescer exponencialmente. Em particular, a procura de soluções para o ar condicionado nos setores público e residencial irá aumentar, como testemunham estudos recentes segundo os quais o volume do mercado HVAC atingirá 151 milhões de unidades até 2024.

“Com o objetivo de reduzir a emissão de carbono de todo o setor económico e responder aos restritivos regulamentos europeus e mundiais, que impõem uma redução drástica dos HFCs, os atores do setor estão a potenciar o desenvolvimento de sistemas que utilizam fluidos refrigerantes de baixo PAG”, declara Marco Perri, Diretor de Pesquisa & Desenvolvimento e Apoio Técnico da Frascold – protagonista principal no desenvolvimento, produção e comercialização de compressores semi-herméticos para o serviço da indústria da refrigeração e do ar condicionado – que continua.

“A Frascold está entre os promotores desta mudança e, nesse sentido, investe em P&D e no seu laboratório, a fim de lançar novas gerações de compressores e testar os existentes, com fluidos refrigerantes alternativos, naturais ou HFOs, capazes de satisfazer a procura de soluções sustentáveis, seguras e performantes.”

UM LABORATÓRIO ENTRE OS MAIS AVANÇADOS NO SEU GÊNERO

O plano estratégico de investimento prevê novas bancadas de teste no interior do laboratório de última geração localizado no local de produção na província de Milão. Em particular, foi instalada uma bancada de teste para propano, renovado o calorímetro e o sistema de resistência a CO2. Sistemas que se acrescentam às numerosas bancadas de ensaio já existentes e que, em conjunto, tornam a sala de ensaios um verdadeiro centro de excelência. Graças à perícia da equipe de técnicos altamente qualificados da Frascold, são garantidas a máxima qualidade e fiabilidade, seja no que diz respeito à verificação dos produtos já existentes como para as novas famílias.

RESISTÊNCIA/CALORÍMETRO PARA PROPANO, SOB A INSÍGNIA DA SEGURANÇA

A principal novidade da sala de ensaios é a resistência/calorímetro para compressores de propano, que permite testar diferentes parâmetros de desempenho e verificar a eficácia e eficiência de novos componentes prototipados. Um sistema sob a insígnia da segurança do pessoal, graças às numerosas medidas adotadas, tais como, por exemplo, o posicionamento no exterior do edifício e a utilização apenas de componentes ATEX. Outra vantagem é a possibilidade de testar, com um único sistema, uma gama muito ampla de tamanhos de compressores semi-herméticos, de 30 a 300 m3/h, aos quais correspondem capacidades frigoríficas até 300 kW, bem como elementos adicionais, tais como o regulador e o de fluxostato destinados aos compressores ATEX.

BANCADA DE TESTE PARA CO2: VERIFICAÇÕES DE DESEMPENHO DE ALTO NÍVEL

Também é digno de nota o calorímetro para realizar ensaios de performance dos compressores a CO2, em conformidade com as duas normas de referência: a UNI EN 12900:2013, que especifica as condições de ensaio, as tolerâncias e o método de apresentação dos dados, e a UNI EN 13771-1:2017, que aborda em detalhe a metodologia com que os testes de desempenho devem ser conduzidos nos compressores em termos de capacidade frigorífica, potência absorvida, capacidade mássica de fluido refrigerante, rendimento isentrópico e eficiência.

Por fim, a Frascold melhorou o seu sistema de resistência para CO2, para realizar provas de vida e durabilidade dos compressores sob tensão, para replicar as condições reais de funcionamento no campo e assim assegurar a máxima fiabilidade de toda a gama de compressores transcríticos.

Marco Perri conclui: “A Frascold concentra-se na inovação contínua como alavanca estratégica para crescer e permanecer competitiva no cenário global, contribuindo para um sistema Econômico mais sustentável. Uma evolução alimentada, por um lado, por importantes colaborações com Universidades de prestígio, destinadas a promover a disseminação e o intercâmbio de conhecimentos e, por outro lado, pela atenção dada às temáticas de Pesquisa e Desenvolvimento. Nesse sentido, investir hoje no nosso laboratório de Teste e P&D significa garantir aos Clientes as melhores tecnologias para o amanhã. A Frascold já está, de fato, pronta para colaborar com os OEM (Fabricantes Originais de Equipamentos) e os Utilizadores Finais no explorar das tendências que guiarão o futuro, tais como a utilização do CO2 transcrítico também no âmbito industrial e do propano para aplicações em bombas de calor. O recente investimento é uma clara confirmação do nosso compromisso em transformar cada solução num verdadeiro valor acrescentado, a favor da fiabilidade, segurança e redução dos consumos.”

VEE e VET elevam eficiência, vida útil e segurança de equipamentos

 

No ciclo de refrigeração por compressão de vapor, o elemento de expansão regula a vazão de fluido refrigerante que entra no evaporador e reduz a pressão do refrigerante desde a pressão de condensação até a pressão de evaporação. Válvulas de expansão termostáticas (VET), válvulas de expansão a pressão constante, tubos capilares e válvulas de expansão eletrônicas (VEE) são os principais tipos de dispositivos dessa natureza aplicados em circuitos frigoríficos.

Segundo especialistas, o dispositivo de expansão e o compressor devem funcionar em condição de equilíbrio entre as pressões de evaporação e condensação, de forma a permitir que o compressor bombeie do evaporador a mesma quantidade de fluido refrigerante que o dispositivo de expansão alimenta o evaporador.

Enfim, o componente impacta diretamente na vida útil de compressores aplicados em sistemas refrigeração e bombas de calor.

Atualmente, o segmento de VEE segue em ritmo acelerado de crescimento, baseando-se principalmente no aumento da eficiência energética dos equipamentos e na redução das emissões de carbono, que reconhecidamente o HVAC-R mundial tem buscado conseguir.

Além da fácil instalação e configuração, a VEE está à frente, em termos de performance, das válvulas termostáticas.

A válvula eletrônica unifica as principais apostas do setor em soluções que contribuem para a eficiência energética, o reaproveitamento de recursos naturais e o uso da internet das coisas (IoT) para o desenvolvimento de produtos capazes de facilitar a comunicação entre sistemas e profissionais.

Um dos grandes players deste mercado, a Full Gauge Controls oferece, por exemplo, a linha Valex, composta por três modelos de drivers para comando de válvulas de expansão eletrônica para as capacidades mais usuais em sistemas de refrigeração.

“A VX-950 plus é nossa primogênita e conta com uma interface de configuração. Recentemente, lançamos também as compactas VX-1025E plus, com controle unipolar de 500 passos, e a VX-1050E plus, com controle bipolar de 6.500 passos configuráveis, sendo que este modelo atenderá vários fabricantes de válvulas”, afirma Fabiano Damião, consultor técnico de produtos da engenharia de aplicação da empresa.

A linha Valex conta com instrumentos compactos e integrados que oferecem uma solução completa e totalmente configurável para o controle de diversos modelos de VEE, envolvendo processos como superaquecimento, temperatura ambiente, degelos, pressão, ventilação, iluminação e alarmes.

“Nossos produtos substituem o controlador ou o termostato da instalação, pois controla os processos de refrigeração, além do fluxo de líquido. Outro grande diferencial é que incorporamos, dentro do drive, o ultracap, um dispositivo interno de segurança que dispensa o uso de solenoide em caso de falta de energia elétrica, fechando o corpo da VEE”, explica Damião.

A tecnologia da linha Valex vai ainda mais longe, uma vez que os instrumentos também recebem informações do transdutor de pressão, fazendo o recolhimento pump down, não necessitando mais de um pressostato mecânico para esse procedimento, tudo isso por meio de programações configuradas pelo técnico.

O drive recebe informações do transdutor de pressão e do sensor de temperatura para tomar as decisões para o melhor posicionamento e rendimento no sistema, obedecendo as configurações do superaquecimento conforme projeto do cliente e do instalador”, complementa o executivo ao abordar o controle do fluído refrigerante dentro do sistema.

Compatíveis com 23 tipos de fluidos refrigerantes, incluindo R-290 e R-600a, as VEE da Full Gauge Controls abrem a possibilidade de seleção do gás nas configurações do controlador antes do start up da instalação.

“O gerenciamento e monitoramento são feitos pelo software Sitrad Pro, que possibilita o controle das instalações a distância, inclusive para alterar parâmetros, gerar relatórios e outros processos. Caso a bobina (corpo de válvula) pare de modular ou o cabo se rompa, o instrumento emite um alarme por não ter recebido o feedback de modulação entre o comando do drive e a bobina”, salienta Damião.

Os instrumentos VX-950 plus, VX-1025E plus e VX-1050E plus são 100% desenvolvidos e produzidos no Brasil pela Full Gauge Controls. Já as válvulas utilizadas na linha Valex são fabricadas por fornecedores localizados na Ásia, que já possuem todo know-how e tecnologia.

VET

Outro importante player do mercado de válvulas, a Danfoss oferece as válvulas de expansão termostática modelos T2, TE2, TD1, TE5 / 55, TGE, TR6 e TU, desenhadas para garantir o controle preciso da injeção de refrigerante líquido em um evaporador. Esses componentes também protegem o motor do compressor contra o retorno de refrigerante líquido e favorecem o preenchimento ideal do evaporador em todas as condições de carga térmica.

A família de válvulas de expansão mecânicas é complementada pelas válvulas de expansão eletrônicas AKV & ETS, em conjunto com controladores eletrônicos ADAP-KOOL.

As válvulas de expansão termostática Danfoss são fornecidas com conexões SAE rosqueadas ou de cobre soldado, ou conexões bimetálicas de aço inoxidável/cobre. O diafragma da válvula é soldado a laser, garantindo uma longa vida útil do sistema. Entre as suas principais vantagens, descreve Javier Korenko Chmielewski, gerente sênior de desenvolvimento de vendas para ar condicionado da empresa para a América Latina, estão a realização de projeto de configurações de superaquecimento fixo e variável; alta MOPD e pressão de trabalho e design compacto, além de poder ser fornecido com uma carga de pressão máxima de operação (MOP), que protege o motor do compressor da pressão de evaporação excessiva durante a operação normal. A nossa válvula de expansão regula a quantidade de refrigerante que entra no evaporador por meio da medição do superaquecimento, que consiste na diferença entre a temperatura de evaporação (correspondente à pressão de evaporação) e a do fluido na saída do evaporador. Essa diferença de temperatura garante que todo o refrigerante dentro dele saia na forma de gás superaquecido, garantindo eficiência no preenchimento do evaporador”, explica o executivo da Danfoss.

Ele ressalta ainda que a linha de válvulas da multinacional é otimizada com configurações para várias faixas de operação, diversas configurações de superaquecimento e muitas opções de conexão, além de variados refrigerantes, como os conhecidos R-22, R-404, R-507, R-407, R-134a, R-410a, além de outros refrigerantes halogenados e não halogenados disponíveis no mercado.

O diagnóstico e a identificação de falhas nas VET da Danfoss podem ser feitos por meio de seu suporte técnico, além da disponibilização de uma ampla biblioteca de informações e literatura técnica on-line, assim como a plataforma Danfoss Learning e vários programas e aplicativos de cálculo, como o Coolselector 2 e o KoolCode. “O principal benefício da VET é permitir que o correto funcionamento do sistema seja mantido sob ampla faixa de carga térmica, promovendo economia de energia pela redução da pegada de carbono gerada pelo consumo elétrico daquela instalação. Da mesma forma, os sistemas com VEE permitem um preenchimento ideal do evaporador e, juntamente com a gestão eletrônica da instalação, são garantidos a eficiência e o consumo de eletricidade adequados, reduzindo as emissões de carbono”, acrescenta Chmielewski.

Revolução em curso na indústria de compressores

Fabricantes investem no desenvolvimento de equipamentos energeticamente mais eficientes, menores e menos ruidosos, compatíveis com refrigerantes de menor impacto ambiental.

Eficiência energética, mudança de fluidos refrigerantes, redução do tamanho do equipamento e melhor percepção acústica são os quatro pilares de ordem tecnológica que, nos últimos anos, fazem parte do planejamento dos fabricantes de compressores.

Investimentos pesados em pesquisa e desenvolvimento têm dado o tom nesse mercado, ditando o surgimento das principais tendências. Uma das maiores expoentes deste movimento, a Nidec Global Appliance, detentora da marca Embraco, anualmente investe entre 3% a 4% do faturamento em P&D, com um time de mais de 500 engenheiros. No Brasil, a companhia está investindo cerca de R$ 100 milhões em uma nova linha de produção para aumento da capacidade produtiva.

No campo da eficiência energética, por exemplo, o uso da tecnologia de velocidade variável tem ganhado terreno no HVAC-R mundial, uma vez que pode promover economia de energia de até 40% dependendo da aplicação, em comparação com um compressor de velocidade fixa.

“Compressores de velocidade variável têm um tipo diferente de motor, controlado por um inversor, que altera as velocidades, garantindo que a capacidade de refrigeração atendida pelo compressor corresponda às necessidades de cada aplicação, ao mesmo tempo garante que se use uma quantidade significativamente menor de energia”, explica o engenheiro de automação industrial Fábio Venâncio, gerente de vendas na Nidec Global Appliance e responsável pelo portfólio Embraco para aplicações comerciais e mercado de reposição na América Latina. Segundo o especialista, outro avanço importante neste segmento se dá a partir da miniaturização, tendência que deve continuar influenciando o mercado nos próximos anos. Isto porque um compressor menor tem uma combinação de ganhos, como melhor desempenho acústico, redução da carga de refrigerante e mais espaço no gabinete.

“Os avanços em design da marca Embraco permitem que um compressor menor tenha o mesmo ou até melhor desempenho, tanto em capacidade de refrigeração quanto em eficiência energética, do que um modelo maior. A miniaturização é possível para compressores de velocidade variável e de velocidade fixa”, salienta.

Já a migração para refrigerantes com baixo potencial de aquecimento global (GWP, na sigla em inglês) se tornou ainda mais forte a partir de ações mundiais pelo fim do uso de CFCs e HCFCs. “Dentro desse contexto, acreditamos que a utilização de hidrocarbonetos como o isobutano (R-600a) e o propano (R-290), que são refrigerantes naturais, é uma das melhores e mais viáveis alternativas no campo da refrigeração doméstica e comercial, especialmente de pequeno porte, por não serem prejudiciais à camada de ozônio, terem baixo GWP e ainda contribuírem para a eficiência energética do compressor”, esclarece Fábio.

Por último, o mercado do frio tem provado uma grande evolução no campo da percepção acústica, especialmente pelas alterações no design interno dos compressores e pelo uso da velocidade variável.

“Desde o primeiro compressor vendido pela Embraco, que era o PW, em comparação com as plataformas de compressores lançadas atualmente, o ruído gerado pelo aparelho teve reduções que chegam a até 10 decibéis, diferença que é percebida pelo ouvido humano como sendo duas vezes mais baixo”, enfatiza o engenheiro, lembrando que os ruídos emitidos são ainda menores em compressores de velocidade variável.

 Compressores inteligentes

Uma das maiores fabricantes de compressores do mundo, a Danfoss também se destaca no mercado pelos expressivos investimentos em tecnologias para fornecer compressores inteligentes, sustentáveis e energeticamente eficientes para uma variada gama de aplicações comerciais.

Entre esses equipamentos de ponta está o Danfoss Turbocor, primeiro compressor mancal magnético sem óleo para o HVAC-R, que fornece alta eficiência e baixos níveis de ruído, com uma área de ocupação compacta. Tal desempenho é obtido com rolamentos magnéticos sem óleo, que proporcionam eficiência com zero degradação de desempenho ao longo da vida útil do compressor.

“Esses compressores possuem a flexibilidade de serem utilizados em chillers refrigerados a ar, a água e por evaporação, operando em uma ampla gama de aplicações, tais como refrigeração de conforto, processos em baixa temperatura, armazenagem de gelo e recuperação de calor. Essa flexibilidade resultou em mais de 80 mil unidades instaladas em locais de trabalho ao redor do mundo”, frisa o engenheiro mecânico Gustavo Asquino, gerente de vendas e marketing da área de refrigeração da Danfoss na América Latina. Ele explica que os compressores de ar-condicionado fabricados pela multinacional reduzem custos durante toda a vida útil do produto, além de dar apoio ao design do sistema para um desempenho de alta eficiência e para o uso de refrigerantes alternativos para aplicações de HVAC-R comerciais leves, comerciais e industriais, como unidades de telhado, chillers, refrigeração de processo, unidades modulares, entre outras.

“Entre os lançamentos recentes está a terceira geração dos compressores scroll VZH, que conta a tecnologia IDV – Intermediate Discharge Valve – válvula de descarga intermediária, para maior eficiência sazonal, além de um mapa operacional mais amplo. Esses produtos são particularmente adequados para aplicações reversíveis de conforto e unidades de ar condicionado para datacenters”, descreve.

Da mesma forma, a empresa tem apostado nos compressores de refrigeração para aplicações comerciais, tais como câmaras frigoríficas, expositores, máquinas de gelo, expositores com portas de vidro e refrigeração de processos. Sua qualificação com refrigerantes com menor GWP torna esses equipamentos compatíveis com regulamentações globais sobre gases de efeito estufa fluorados.

“Os compressores são projetados para refrigeração, bem como para aplicações de ar-condicionado com refrigerantes como R-404A, R-507A, R-407C e R-22, mas também com refrigerantes com menor GWP, tais como R-134a, R-407A/R-407F, R-448A, R-449A e R-452A”, explica Gustavo, para quem uma das tendências do setor é a alta eficiência em cargas parciais, realidade em expansão no segmento de ar condicionado.

Potências variadas

Outra gigante que também atua no mercado de compressores, a Elgin oferece uma linha com equipamentos com potência de 1/12 HP até 6 HP do tipo alternativo de pistão e uma linha scroll de 1 1/3 HP até 15 HP, que podem ser aplicadas desde bebedouros até câmaras frigoríficas.

“Nossos compressores são desenvolvidos para atender às necessidades do mercado com alta performance e baixo consumo de energia e estão disponíveis para aplicação dos fluidos refrigerantes R-22, R-134a, R-404A e blends”, salienta o engenheiro Vanderlei Pinto, gerente de produtos da empresa. Além disso, complementa o executivo, a Elgin estuda projetos de compressores do tipo Inverter e o desenvolvimento das linhas com fluidos naturais, como R-290, para os próximos anos.

Emenda de Kigali

A eliminação progressiva de gases refrigerantes de alto impacto climático já está em curso na União Europeia e em outros países.

A Emenda de Kigali ao Protocolo de Montreal, aprovada em Ruanda em 2016 e em vigor desde 2019, visa cortar a produção e o consumo de HFCs em mais de 80% nos próximos 30 anos. Esse novo cenário tecnológico não é só uma resposta da indústria a pressões de ordem ambiental, como a emergência climática, mas também à demanda por maiores índices de eficiência energética, segundo especialistas do segmento.

Embora o Brasil ainda não tenha ratificado a Emenda de Kigali, fabricantes e ambientalistas têm pressionado o Congresso a votar o Projeto de Decreto Legislativo (PDC) 1.100/18, que aprova o texto do acordo climático.

De acordo essa coalização, a adesão do Brasil ao tratado permitirá que os fabricantes nacionais de equipamentos de refrigeração e ar condicionado tenham acesso a cerca de US$ 100 milhões.

O dinheiro é parte dos recursos do Fundo Multilateral para Implementação do Protocolo de Montreal para o período de 2021-2023 e deve ser destinado à adaptação de processos produtivos.

Isso, dizem seus defensores, faria com “que a indústria brasileira ficasse alinhada às inovações já presentes em mercados como o americano, o europeu, o chinês e o indiano”.

Caso contrário, o Brasil perderá competitividade e o mercado consumidor brasileiro correrá o risco de se consolidar como destino de produtos obsoletos e de alto consumo de energia.

Até o momento, mais de 120 países, bem como a UE, ratificaram a Emenda de Kigali, mas Brasil, Índia, China e EUA têm sido, até agora, exceções notáveis. EUA e China, porém, já sinalizaram que vão implementar o tratado.

Num comunicado conjunto divulgado em abril, ambos informaram que “se comprometeram a cooperar” entre si e com outros países para enfrentar as mudanças climáticas.

A Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA), inclusive, já propôs um conjunto de regras para reduzir em 85% a produção e a importação de HFCs nos próximos 15 anos.

O diretor da EPA, Michael Regan, avalia que o país “está tomando uma ação importante para ajudar a manter o aumento da temperatura global sob controle”, ressaltando que a medida estimulará a “fabricação de novos produtos seguros para o clima”. O Instituto de Refrigeração, Aquecimento e Ar Condicionado (AHRI), entidade que representa os fabricantes de equipamentos, ressalta que as indústrias americanas já gastaram bilhões de dólares no desenvolvimento de fluidos refrigerantes alternativos aos HFCs para exportação, como fluorquímicos à base de HFOs, que vêm sendo cada vez mais aprovados por fabricantes de compressores ao redor do mundo, tanto para retrofits quanto para uso em novos equipamentos especialmente projetados para operar com esses gases.

Compressores de velocidade variável são o caminho para a economia de energia na refrigeração

A energia, sua geração e disponibilidade, são não apenas fundamentais para a economia de todos os países e para a saúde de qualquer população, mas também uma questão ambiental global. O mesmo acontece com a refrigeração. Embora ela seja vital para a preservação dos alimentos e o desenvolvimento da economia, assim como para a medicina e os progressos científicos, é também uma grande consumidora de energia: a estimativa do Instituto Internacional de Refrigeração é que o setor (incluindo ar-condicionado) consome cerca de 17% da eletricidade usada em todo o mundo.

A refrigeração é um setor altamente tecnológico e a eficiência energética está entre as prioridades na busca constante por evolução e inovação dessa indústria. Um de seus direcionadores tecnológicos é o compressor de velocidade variável (também conhecido por compressor inverter), que, depois de provar suas vantagens e se tornar tendência no mercado de condicionadores de ar e aplicações de refrigeração doméstica, agora está ganhando cada vez mais espaço na indústria de refrigeração comercial em todo o mundo.

Em comparação com o compressor de velocidade fixa (também conhecido como on-off), o de velocidade variável tem um tipo de motor diferente, o motor BLDC (corrente contínua sem escova). Trata-se de um motor trifásico de corrente contínua. Outra diferença é que este motor trabalha conectado com um dispositivo chamado inversor de frequência. O inversor controla o motor do compressor, proporcionando diferentes velocidades de rotação em função da carga térmica do sistema de refrigeração, diminuindo a rotação quando a temperatura ideal é atingida e aumentando quando é necessária maior remoção de calor.

Graças a estas características, os compressores de velocidade variável têm significativas vantagens sobre os de velocidade fixa, e aqui as listamos na perspectiva que mais importa: a do usuário final.

Economia de energia. Um compressor tradicional de velocidade fixa opera em velocidade constante (3000rpm a 50Hz / 3600rpm a 60Hz), continuamente ligando e desligando para atender a demanda de resfriamento do equipamento. Este modo de operação exige uma carga de energia abrupta durante a partida do compressor. Posteriormente, o compressor opera em sua rotação máxima por todo o período de funcionamento, independente da carga térmica, o que leva ao desperdício de energia.

Como descrito previamente, compressores de velocidade variável utilizam uma eletrônica integrada, que permite controlar a velocidade de rotação, diminuindo ao atingir a temperatura alvo, e aumentando quando houver necessidade de mais remoção de calor, idealmente sem ligar e desligar (ou com uma consistente redução dos ciclos de ligar e desligar e com uma potência de partida limitada, em relação aos compressores on-off). Isso permite que o compressor use apenas a quantidade de energia necessária em cada momento e nada mais.

A economia de energia com a utilização de velocidade variável varia de acordo com a aplicação, mas é sempre muito significativa. A Embraco fez diversos estudos de casos com compressores e a única mudança feita foi a troca de um compressor de velocidade fixa por um de velocidade variável. O resultado foi uma economia de energia de pelo menos 15% e de até cerca de 40%. Apenas para citar um exemplo, em um freezer horizontal com desempenho otimizado – por utilizar um compressor on-off de alta eficiência com refrigerante R-290 – a redução de energia foi de 32,6% em uma temperatura ambiente de 20°C, quando usado um compressor de velocidade variável com lógica de controle Smart Drop In (SDI), sem qualquer outra otimização do sistema.

 

Recuperação de temperatura mais rápida. Os compressores inverter se recuperam das aberturas de portas com muito mais rapidez. Em rotações mais altas, esses compressores são capazes de regular rapidamente o delta entre as temperaturas do produto e do ambiente.

Possuem um tempo médio de pulldown (abaixamento de temperatura) menor, que é o tempo necessário para baixar a temperatura do produto, desde sua temperatura inicial (no gabinete do refrigerador) até a temperatura final desejada. Os testes com compressor inverter têm mostrado uma redução média de 20% no tempo de pulldown em comparação aos on-off.  Esse modo de trabalho também contribui para a economia de energia em relação aos compressores tradicionais: o compressor inverter atinge rapidamente as condições estabilizadas, nas quais funciona a uma baixa rotação (com economia de energia).

Baixo nível de ruído e vibração. A tecnologia de velocidade variável permite que as aplicações também gerem menos ruído (menos barulho), em razão de operarem em rotações mais baixas por períodos mais longos do que a de velocidade fixa. Além disso, existe a característica da “partida suave”, que significa que o compressor inicia a operação com uma velocidade mais baixa e, em alguns minutos, acelera até atingir a velocidade necessária, ajustando continuamente a corrente para fornecer a energia requerida dependendo das condições do sistema, com menos vibração e ruído. É importante ressaltar que, em alta rotação, acima de 3600 RPM, o ruído do compressor de velocidade variável é equivalente a um compressor liga-desliga.

Ciclo de vida. Devido à forma como o compressor de velocidade variável trabalha, controlando sua velocidade de rotação de acordo com a temperatura necessária, com longos períodos de funcionamento em baixa velocidade, sua expectativa de vida útil será inerentemente mais duradoura em comparação com o compressor de velocidade fixa.

Ampla faixa de tensão. Graças ao inversor de frequência, eletrônica que comanda o compressor, os sistemas de refrigeração com velocidade variável tem um comportamento muito bom em fortes flutuações de tensão (situações que podem acontecer em muitos países): em baixas tensões, onde o compressor on-off pode nem dar partida, um de velocidade variável o faz. Por exemplo, em locais onde a tensão é de 115V60Hz, por regulamentação, a tensão da rede pode variar de 98V até 127V. O compressor on-off irá funcionar apropriadamente se a tensão estiver dentro deste intervalo, entretanto, sabemos que na prática a tensão muitas vezes pode estar fora destes limites. No caso do compressor de velocidade variável, considerando que utilize um inversor de frequência 115V, ele pode operar normalmente em um intervalo que pode variar entre  70V e 140V.

Eficiência de espaço. Os compressores inverter não são apenas energeticamente eficientes, eles também são eficientes em espaço. Isso porque pode-se produzir um compressor de velocidade variável em menor tamanho para fazer o mesmo trabalho de um compressor de velocidade fixa, que é maior. Durante a fase do projeto para o compressor on-off é necessário projetar seu tamanho para suportar o maior pico de capacidade de resfriamento, uma vez que ele sempre operará em velocidade máxima. Já em um compressor de velocidade variável, o tamanho pode ser projetado para a velocidade média que ele terá na maior parte do tempo, que será uma velocidade mais baixa. Ao liberar mais espaço dentro de gabinetes comerciais sem mudar nenhuma dimensão externa, os fabricantes podem projetar equipamentos de forma mais criativa e fornecer opções de layout mais flexíveis para as lojas.

Há mais do que isso

Além da velocidade variável, outra tecnologia que contribui para a eficiência energética do compressor são os fluidos hidrocarbonetos. Devido às características termodinâmicas dos refrigerantes HCs, proporcionam também, por si sós, uma economia de energia em relação aos HFCs (hidrofluorcarbonetos). Nos testes, usando um compressor on-off, na mesma aplicação, trocando somente o refrigerante HFC R-404A para o refrigerante natural R-290, a energia economizada atingiu em torno de 10%, gerando a mesma capacidade de refrigeração.

Apesar dos fatos aqui destacados terem um impacto mais alto na refrigeração comercial do que na residencial, a adoção da velocidade variável na refrigeração doméstica tem sido alta em muitos países devido a rígidas regulamentações de consumo de energia. Um exemplo é a Europa, onde as regulamentações para classificação de eletrodomésticos por seu nível de consumo de energia estão em vigor há muitos anos. Enquanto isso, na refrigeração comercial, a penetração da velocidade variável – apesar de já ser importante em gabinetes integrados para varejistas – ainda tem um amplo espaço de crescimento. Em março, a Europa já adicionou novas regulamentações que irão contribuir para a difusão dos compressores inverter.

Segundo a Nidec, na refrigeração comercial os principais obstáculos para a adoção de compressores de velocidade variável são: seus benefícios ainda pouco disseminados, seu preço, superior ao compressor de velocidade fixa e a necessidade de uma unidade de controle adicional para regular os parâmetros de funcionamento dos compressores, que existiu por muitos anos e encarecia todo o sistema.

Mas isso está mudando. Graças à evolução da tecnologia do compressor e seus eletrônicos embutidos, a diferença de preço dos compressores inverter em comparação aos compressores on-off tende a diminuir. Além disso, levando em consideração a economia na conta de energia, o investimento tem um retorno rápido (até seis meses em algumas aplicações para o varejo). Em relação à necessidade de uma unidade de controle, isso não é mais verdade. Existem soluções disponíveis no mercado que eliminam a necessidade de uma unidade de controle adicional.

Neste novo momento de economia global em que proteger o meio ambiente ganha nova importância, cada vez mais, a eficiência energética está se tornando um critério relevante para a tomada de decisões e a tecnologia para isso está se tornando mais acessível. A tendência é vermos cada vez mais compressores inverter no mercado de refrigeração, tanto doméstica quanto comercial.

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Por: Daniel Fretta, Especialista de Engenharia de Aplicação na Nidec Global Appliance, onde atua com o portfólio Embraco

Com contribuições de Daniel Daniel Hofmann, John Prall, Daniel Hense, Peter Buksar e Marino Bassi, todos da Nidec Global Appliance.