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Sistemas com baixa carga de amônia ganham espaço no mercado industrial

 

A crescente preocupação em torno da segurança das pessoas e da proteção do meio ambiente no setor de refrigeração e climatização industrial tem levado diversos players do HVAC-R a constantemente buscar tecnologias mais eficientes. Exemplo desta nova realidade traduz-se na adoção de sistemas com carga reduzida de amônia, processo que tem se expandido rapidamente no setor.

Trata-se de uma solução inovadora que combina os benefícios da amônia como refrigerante com medidas de segurança avançadas. Ao reduzir os riscos associados ao uso de NH3 proporcionam-se também maior eficiência energética, conformidade regulatória e sustentabilidade ambiental.

A implementação apropriada desses sistemas passa, fundamentalmente, pela ênfase na avaliação de riscos, em projeto adequado, treinamento e manutenção regular, itens essenciais para garantir o desempenho ideal. É sob este cenário positivo que o mercado de refrigeração brasileiro está testemunhando o avanço do uso de carga reduzida de amônia.

A multinacional japonesa Mayekawa do Brasil, por exemplo, tem investido pesadamente para atender demandas relativas a instalações com baixa carga de fluidos refrigerantes, bem como o uso de fluidos naturais. Baseada nestes pontos, a empresa tem, em seu portfólio, a instalação de sistemas de refrigeração indireta, voltados ao resfriamento ou congelamento de produtos, os quais também podem ser utilizados em sistemas de climatização.

Denominado de CO2 Brine, o sistema consiste na aplicação da carga de amônia reduzida, utilizando-se dióxido de carbono como fluido refrigerante secundário (Brine). “Por ser um fluido natural de baixo custo e com uma baixa viscosidade dinâmica, tem sido uma ótima opção de fluido secundário seguindo a tendência dos fluidos refrigerantes naturais”, afirma o diretor comercial da Mayekawa do Brasil, Silvio Guglielmoni.

O executivo acrescenta que, se por um lado o sistema com amônia é extremamente eficiente energeticamente, por outro há riscos devido à sua toxidade. Em função dessa característica, instalações de refrigeração com carga reduzida de amônia são projetadas para mitigar esses riscos. Afinal, uma das principais preocupações no uso da amônia como refrigerante é o potencial de vazamentos, visto que podem representar riscos significativos para a saúde humana e o meio ambiente.

Vários são os aspectos levados em consideração em um projeto refrigeração com carga reduzida de amônia, como a adoção de válvulas de alívio de pressão, desenvolvidas para liberar amônia em caso de aumento excessivo de pressão no sistema, evitando falhas estruturais ou rupturas.

No caso de sistemas de detecção de vazamentos, a tecnologia se encontra em sensores de amônia, capazes de identificar e alertar sobre possíveis vazamentos, permitindo uma resposta rápida e eficaz para minimizar os riscos. Mas se houver vazamentos, sistemas de ventilação do ambiente de instalação são fundamentais para garantir a dissipação segura de amônia, protegendo os trabalhadores e o ambiente circundante.

A NR-36 desempenha papel fundamental ao estabelecer padrões de segurança, sugerindo, uma série de diretrizes, como a instalação de detectores de amônia em áreas técnicas, a implementação de sistemas de exaustão e purificação do ar, assim como a adoção de sistemas de alarme e evacuação de ambientes, como forma de lidar com eventuais ocorrências.

Vantagens

A adoção de carga reduzida de amônia oferece várias vantagens significativas para os profissionais do HVAC-R. Ao diminuir a quantidade de amônia no sistema, os riscos associados a vazamentos são substancialmente reduzidos, proporcionando um ambiente de trabalho mais seguro para os técnicos e evitando possíveis danos ao meio ambiente. Da mesma forma, esses sistemas operam de maneira eficiente, minimizando o consumo de energia e reduzindo os custos operacionais.

Outra importante exigência configura-se na conformidade regulatória. Em muitas regiões, existem regulamentações e normas rigorosas em relação ao uso de amônia como refrigerante devido aos seus riscos potenciais. Os sistemas de refrigeração com carga reduzida de amônia permitem que as empresas cumpram essas regulamentações. Além disso, a manutenção dos sistemas de refrigeração torna-se mais simples e econômica, incluindo a detecção de vazamentos, exigindo menos tempo e recursos para a manutenção preventiva.

Os sistemas de refrigeração com carga reduzida de NH3 contribuem para a sustentabilidade ambiental, uma vez que a amônia é um refrigerante natural sem potencial de aquecimento global.

Companhia que detém globalmente o pioneirismo e a expertise neste sistema, a Mayekawa do Brasil concluiu a primeira obra do País para uma indústria alimentícia. “Ao não bombear amônia para os evaporadores de ar forçado nos espaços refrigerados, utiliza-se uma pequena carga desse fluido refrigerante na sala de máquinas no estágio primário do ciclo de refrigeração para rebaixar a temperatura do CO2 para congelados (-30°C) e resfriados (-10°C). O CO2 é bombeado para os evaporadores de ar forçado como um fluido secundário”, explica o gerente comercial Ricardo César dos Santos.

Através da aplicação da solução com CO2 Brine, a empresa obteve uma redução significativa aproximada de 90% da carga de NH3, de 3.000 para 280 quilos com aplicação do CO2. “Também reduzimos a pressão de projeto em aproximadamente 60%, de 120 (bar) do sistema CO2 convencional para 40 (bar) no sistema CO2 Brine Mayekawa, mitigando consideravelmente riscos operacionais, além de aumentar a eficiência energética dos sistemas”, complementa.

A nova fábrica atendida pela Mayekawa tem capacidade total de refrigeração para o sistema de congelados de 420 Mcal/h e de 1.100 Mcal/h para resfriados. Além do Brasil, a multinacional japonesa já aplicou o conceito de CO2 Brine em dois projetos no Equador e um na Argentina. Na Ásia, onde esta aplicação está mais adiantada, são mais de 500 instalações de refrigeração industrial.

Etapas essenciais

Ao considerar a implementação de sistemas de refrigeração com carga reduzida de amônia, é importante seguir algumas fases fundamentais. A primeira delas é a realização de uma análise de riscos abrangente para identificar os pontos críticos e as áreas de melhoria em relação aos sistemas de refrigeração existentes.

Paralelamente, profissionais especializados devem projetar o sistema, considerando os requisitos específicos da instalação e garantindo que as medidas de segurança, como válvulas de alívio de pressão e sistemas de detecção de vazamentos, estejam devidamente incorporadas.

Outro fator importante é estabelecer um programa de manutenção preventiva para garantir o bom funcionamento do sistema, incluindo a verificação periódica de vazamentos, inspeção das válvulas de segurança e manutenção dos sistemas de detecção de amônia. Para que este item funcione bem, é essencial haver constantes treinamento e conscientização de técnicos e instaladores, sempre enfatizando os procedimentos de segurança e a importância da carga reduzida de amônia.

Ainda de acordo com a Mayekawa, as vantagens do CO2 como fluido secundário são várias – utilização 100% de Fluidos Naturais: NH3 e CO2; redução de 70% a 90% do volume de NH3; melhor eficiência energética total entre sistemas CO2 Brine x CO2 cascata; menor impacto caso haja vazamento, benefício no seguro industrial, atóxico, não inflamável, agilidade nas licenças ambientais); menor impacto ambiental (GWP e ODP zero) e no EAR ou PRG (Cetesb P4.261).

Outras vantagens são o custo de instalação e de manutenção mais baixo (reposições de óleo, overhaul, compressor x bomba); operação similar ao sistema NH3 bombeado convencional; sistema de controle simplificado; forçadores com redução de tamanho e peso na estrutura metálica; bombas secundárias com reduções significativas de potência; tubulações com redução nos diâmetros; sistema secundário isento de óleo; sistema secundário isento de ar; pressão de CO2 similar ao sistema NH3 convencional; carga de NH3 drasticamente reduzida através da utilização de trocadores shell & plate.

“Construir e projetar sistemas de refrigeração confiáveis, com excelente custo-benefício e ecologicamente corretos, usando CO2 como fluido secundário e utilizando o know-how japonês com mais de 90 anos de atuação no mundo, são os conceitos de trabalho da nossa companhia’, conclui Guglielmoni.

Escassez de semicondutores impulsiona manutenção de placas eletrônicas

Brutalmente afetada pela covid-19, a partir de 2020, a indústria mundial de microchips agora corre para pelo menos retomar o patamar de produção pré-pandemia.

Usadas largamente em todo mundo – do setor de eletro-portáteis ao automobilístico e das fabricantes de mísseis às do HVAC-R, as placas eletrônicas, compostas por semicondutores, ainda continuam fazendo falta para atender à demanda por produtos novos.

Especialmente na China, Taiwan, Japão e Coreia do Sul, onde se concentra grande parte da produção desses itens de alta tecnologia, a pandemia trouxe consigo uma série de desafios para fábricas e fornecedores.

Restrições de trabalho, fechamento temporário de fábricas e interrupções na cadeia de suprimentos levaram a uma diminuição brutal – ou mesmo, paralisação total – na produção desses componentes essenciais para o dia o dia das pessoas. Além disso, o aumento da demanda por dispositivos eletrônicos durante o período de lockdown, com mais pessoas trabalhando e estudando em casa, agravou ainda mais a situação.

“Antigamente, a produção dos chips era planejada para computadores, celulares e outros dispositivos de tecnologia da informação, e hoje há geladeiras com algum tipo de inteligência, carros conectados e processos ligados à Internet das Coisas, com várias máquinas conectadas digitalmente”, comenta Reinaldo Sakis, gerente de pesquisa e consultoria e devices consumer da consultoria IDC, para quem o crescimento do uso de chips em larga escala passou a exigir um total replanejamento das linhas de produção.

De acordo com a IDC, o mercado global de semicondutores deve fechar 2023 com 6% de aumento em relação ao ano anterior, perfazendo uma receita de US$ 676,3 bilhões, chegando a US$ 745,5 bilhões ao final de 2027. “Estados Unidos e Europa estão recebendo investimentos altíssimos em fábricas de semicondutores, que levam anos para serem construídas. Projetos iniciados em 2021 devem começar a produzir em 2024. São necessários bilhões de dólares para desenvolver uma fábrica dessas e pelo menos de quatro a cinco anos para entrar em produção”, explica Sakis, indicando que a oferta desses produtos tende a demorar um pouco para se estabilizar.

Conhecido por seu dinamismo, o mercado do frio se adaptou a este complexo e inédito processo gerado pela falta de semicondutores, a partir do desenvolvimento de técnicas avançadas para a recuperação de componentes. Assim, foi impulsionado principalmente o segmento formado por empresas e profissionais especializados em manutenção, reparo e recondicionamento de componentes danificados ou defeituosos em placas eletrônicas de equipamentos comerciais e residenciais.

O conserto de placas eletrônicas em vez de sua substituição total configurou-se em uma marcante mudança de abordagem, que não apenas contribui para uma utilização mais eficiente dos recursos, mas também reduz o impacto ambiental da indústria de eletrônicos, especialmente pelo prolongamento da vida útil dessas placas, evitando a produção desnecessária de novos dispositivos.

“Outra razão para esta alteração é o elevado custo das placas para reposição, muitas das quais podendo chegar a até 80% do valor do equipamento, inviabilizando o conserto. O reparo deixa essas placas funcionando perfeitamente a um baixo custo, não precisando descartar prematuramente o equipamento, além de ter a mesma garantia de uma nova, ou seja, três meses”, afirma o eletrotécnico Rogério Lima, fundador da Refrigeração Lima e do e-commerce Split Peças e sócio-diretor da Inverter na Prática Treinamentos.

O especialista entende que o avanço da tecnologia Inverter, nos equipamentos de ar condicionado, é extremamente positivo, inclusive porque o reparo dessas placas é mais fácil e rápido. O funcionamento da placas Inverter tem uma importância enorme, porque elas – uma na unidade interna e outra na externa – se comunicam para que haja a execução de funções solicitadas pelo consumidor.

Primeira coisa a ser feita, comenta o Lima, é identificar o defeito que o equipamento está mostrando, e se ele indica o problema na unidade externa, não tem sentido ver a interna. Sabendo disso, é necessário verificar todas as conexões, tanto nas placas como nos seus periféricos, motor, ventilador, compressor, sensores e válvulas. Só depois parte-se para a identificação de defeito nas placas.

Limpeza preventiva

Nos aparelhos de ar condicionado Inverter e convencionais, a limpeza preventiva tem papel fundamental para um melhor funcionamento e rendimento do equipamento, além do aumento da vida útil.

A higiene das placas é feita igual a qualquer outra, apenas diferenciando que elas geralmente acabam sujando mais devido à função de ventilação presente nos equipamentos. A limpeza das placas deve ser realizada com álcool isopropílico, que é de rápida evaporação.

“Outra forma de prevenir principalmente a queima da placa da unidade externa é a troca da pasta térmica, principalmente em locais muito quentes, porque ela acaba ressecando e diminuindo a vida útil da sua função, que é retirar calor dos componentes da placa”, enfatiza Lima.

Quanto ao ferramental utilizado, não é tão extenso, sendo formado por ferros de solda, pinças, alicates de bico, multímetros digital e analógico, suporte para placas, sugador de solda, lupa, solda para placa eletrônica, fluxo para solda e uma pequena bancada de teste.

“É ideal utilizar, para o teste de placas, uma lâmpada em série para teste de curto, luvas antiestáticas e emborrachadas. Além de um bom disjuntor para proteção da sua rede elétrica”, recomenda o professor Roberto Messias, sócio-diretor da Inverter na Prática Treinamentos.

Segundo ele, sempre deve-se identificar qual o erro indicado, por meio de códigos ou leds piscando, e com esta informação, eliminar todas as possibilidades que podem estar nos periféricos, para só depois avaliar a placa.

“Um dos defeitos mais comuns é a ‘placa morta’, em que o ar não liga ou não aciona o led da placa, após energizada. Este defeito pode ocorrer na entrada de tensão da placa, e quando ela é convertida de AC para DC, os principais componentes são os osciladores de tensão, ou TOP”, detalha Messias.

O professor salienta que já existem no mercado testes prontos disponibilizados por empresas que os construíram e testes dos próprios fabricantes, usados especificamente nos seus equipamentos.

Para facilitar as manutenções dessas placas, ele lembra do Método Inverter na Prática criou diversos testadores Inverter, como teste do motor BLDC; de compressor Inverter; de comunicação; de IPM; e de osciladores, compondo um rol com mais de 20 testes na plataforma de estudo.

“As placas eletrônicas estão ficando menores e mais eficientes, diminuindo componentes e centralizando algumas funções em partes mais inteligentes. Outra mudança para se produzir equipamentos mais econômicos e eficientes e de baixo consumo, está nos compressores Inverter, que gradualmente vêm melhorando sua tecnologia. Consequentemente, as placas precisam ser atualizadas para o perfeito funcionamento dos compressores”, complementa Messias.

1º dia do Circuito dos Instaladores – Santos/SP

Mercado de cursos para HVAC-R busca equilíbrio entre presencial e a distância

O mercado de cursos na área de refrigeração e climatização vai voltar com força total em 2023, projetam diversos gestores da área educacional ouvidos pela Revista do Frio. Basicamente, esta nova fase do setor se dará principalmente por três aspectos.

Em primeiro lugar, a volta gradual dos treinamentos presenciais, iniciada em 2022, foi acelerada durante todo o ano passado, pelo fato de o Brasil ter ultrapassado a marca de 80% da população com o esquema vacinal completo contra a covid-19. Esta realidade trouxe um clima de mais segurança para docentes e estudantes.

O segundo ponto a se considerar, segundo pessoas ligadas ao segmento educacional, é o crescimento da oferta de cursos técnicos, profissionalizantes e de nível superior, com uma variedade de temas, horários, datas e valores. Neste caso, destacam-se treinamentos sobre sistemas inverter e VRF (fluxo de refrigerante variável) e refrigeração comercial.

Por fim, a maioria das instituições de ensino especializadas em refrigeração e climatização passou a investir em grades de treinamentos com um mix mais equilibrado entre presenciais, online e semipresenciais. A ideia foi dar mais opções aos alunos, uma vez que boa parte trabalha em horário comercial, tendo tempo limitado para estudar.

A estratégia de investir em aulas online, por exemplo, já se mostrou positiva, uma vez que este mercado ganhou força no país durante a pandemia, conforme evidenciou o Exame Nacional de Desempenho dos Estudantes (Enade). Em 2021, auge da crise sanitária, os cursos EaD na graduação representavam 52% das matrículas quando comparados com os presenciais. Traduzindo: a aderência ao ensino a distância passou a ser tão fundamental para aprendizado quanto o presencial.

Mesmo assim, os treinamentos presenciais continuam a ser o carro-chefe dos estabelecimentos de ensino, uma vez que a parte prática é fundamental para o aprendizado. “No segundo semestre deste ano, a Fatec São Paulo vai dar início ao seu novo curso de refrigeração e sistemas de ar condicionado e climatização, nos mesmos moldes da unidade de Itaquera”, adianta o professor Cléber Vieira, membro do Departamento de Mecânica da Fatec.

O curso de tecnologia em projetos e processos destaca-se porque tem, em sua grade horária, um semestre da disciplina de sistemas mecânicos 3, onde entra a matéria de refrigeração e ar-condicionado. Enquanto Cleber cuida da parte prática nos laboratórios, o professor José Ernesto Furlan fica com o ensino da teoria.

A parte teórica, por exemplo, desafia os alunos a calcular a carga térmica de uma biblioteca ou um anfiteatro. A prática, no laboratório, é realizada a partir de experimentos nas bancadas de refrigeração e ar condicionado, onde são estudadas as peças dos componentes do evaporador, condensador, motor e compressor, inclusive em cortes, além de fluidos refrigerante e da Ficha de Informação de Segurança de Produtos Químicos. Os cursos na Fatec são gratuitos e têm duração de três anos.

Igualmente gratuitos, os concorridos cursos da Escola Senai Oscar Rodrigues Alves estão em consonância com as demandas do mercado do frio, que cada vez mais dá prioridade à mão de obra especializada. Reconhecido como um dos mais fortes estabelecimentos de ensino na área de HVAC-R, o Senai atualmente dispõe de diversos cursos, como “Mecânico de manutenção de aparelhos da linha branca”, “Mecânico de climatização residencial”, “Instalação de condicionador de ar tipo split”, “Mecânico de manutenção em sistemas VRF”, “Mecânico de manutenção em centrais de climatização”, “Técnicas de brasagem em tubulação de cobre” e “Instalação de isolamento térmico em tubulações frigoríficas”.

A Intac Cursos também compartilha de uma visão mais equilibrada da adoção das modalidades (presencial, semipresencial e online) disponíveis no setor de treinamentos em HVAC-R. Afinal, se o mercado de ensino superior, com características superexigentes, já aprova a aplicação do ensino a distância, nos cursos profissionalizantes em HVAC-R não poderia ser diferente.

“Nós buscamos sempre desenvolver cursos que atendam às demandas atuais do mercado do frio. Neste ano, teremos treinamentos práticos por meio do uso da tecnologia de simulação em 3D e realidade virtual. Esse método de ensino é inédito para o HVAC-R no Brasil”, afirma o professor e tecnólogo em refrigeração e climatização Anderson Oliveira.

A grade 2003 da Intac é formada por cursos sobre refrigeração comercial, câmaras frigoríficas, ar-condicionado residencial e centrais de climatização (chiller e torres de resfriamento). “Todos os cursos serão ministrados online, com encontros presenciais aos sábados para utilização dos óculos 3D para imersão no Metaverso”, complementa o docente.

Mercado em alta

Outros importantes players do mercado de cursos estão crescendo no setor do frio, e por isso vêm investindo pesado para atrair cada vez mais alunos, inclusive abrindo novas turmas em períodos antes não explorados.

Duas das mais importantes instituições de ensino do setor, a Escola Técnica Profissional (ETP) e a Fapro, ambas sediadas em Curitiba (PR), também estão recebendo grandes investimentos. Atualmente, é possível escolher entre cursos de “Refrige-ração comercial”, “PMOC – legislação e prática”, “Técnico em refrigeração e ar condicionado”, “Mecânico de refrigeração e ar-condicionado”, “Pós-graduação em engenharia da climatização” e “Tecnologia em refrigeração e climatização” (curso superior).

“Este é o ano em que o nosso Laboratório, em parceria com a GIZ Brasil e o Ministério do Meio Ambiente, começara a funcionar, e assim poderemos ofertar o treinamento em fluídos refrigerantes naturais. Além disso, os múltiplos racks e expositores já estão em nossas dependências, e a obra se encontra bem adiantada”, salienta o professor Alexandre Fernandes Santos, CEO do Grupo de Educação ETP, lembran-do que o curso “Tecnólogo em refrigeração e ar-condicionado”, de nível superior, obteve nota 4 no MEC.

Em Belo Horizonte (MG), a Treinatec também tem se destacado no segmento, colocando à disposição, em 2023, os cursos “Refrigeração doméstica + split + ACJ”, “Refrigeração doméstica”, “Split” e “Refrigeração comercial”.

Sediada em Santo André (SP), a Samacursos é outro player que tem investido em treinamentos para o setor, a exemplo dos cursos de “Refrigeração residencial”, “Refrigeração residencial avançado”, “Refrigeração comercial câmara fria”, “Ar-condicionado mini split”, “Lavadoras de roupa – top load”, “Lava e seca – front load” e “Micro-ondas”.

“Pela previsibilidade de mercado, haverá neste ano um crescimento significativo em vendas e manutenção de equipamentos de refrigeração residencial e comercial, passando pela linha de comercial leve, câmara fria e linha branca, além de ar-condicionado”, explica a proprietária da escola, Renata Arcipretti, destacando que a constante expansão do setor tem levado a uma situação curiosa.

Somente na cidade de São Paulo, há mais de 4 mil vagas para refrigeristas, mas não são encontrados profissionais para suprir essa demanda. São pequenos comércios voltados à refrigeração comercial, conhecidos como comercial leve, como balcões frigoríficos, expositores, entre outros, que estão presentes em padarias, açougues e supermercados, sem falar do segmento de refrigeração residencial”, completa o diretor e coordenador da Samacursos, Adriano de Oliveira Gomes.

Localizada na cidade de São José do Rio Preto (SP), onde as temperaturas facilmente ultrapassam os 35ºC no verão, a Thermo Cursos se posicionou como uma reconhecida formadora de mão de obra qualificada, conforme deixa claro o diretor técnico Américo Martins Junior.

A grade de cursos para este ano inclui “Split até 30.000 BTUs – manutenção e insta-lação”, “”Refrigeração comercial (balcão refrigerado, cervejeiras, minicâmaras e câmara fria)”, “Inverter – manutenção e instalação”, “Chiller – manutenção – scroll e parafuso” e “Rack (supermercado)”.

“O fato de os nossos treinamentos terem 50% de pura prática, faz com que os alunos aprendam a trabalhar de forma correta, e este aspecto traz a garantia de uma excelente prestação de serviços, sem retrabalhos, e com satisfação plena do cliente”, enfatiza Américo.

Sistemas com degelo a gás quente precisam usar compressores projetados para este tipo de operação

Este artigo apresenta os fenômenos que ocorrem durante o degelo a gás quente (Hot Gas Defrost) e os requisitos para o projeto do compressor. Esta descrição é importante para entender que compressores projetados para operação em gás quente possuem características especiais e maior robustez de componentes para suportar tal condição. Desta forma, ao selecionar um compressor para aplicações com esse sistema de degelo, sempre verifique se o modelo do compressor foi projetado considerando tais condições.

Degelo a gás quente no circuito de refrigeração

Nos aparelhos de refrigeração convencionais, o evaporador é o componente responsável por resfriar o ar do gabinete. Durante o processo, a umidade do ar, que condensa na superfície do evaporador,  pode eventualmente congelar, reduzindo a eficiência de troca de calor. Em outros aparelhos, como máquinas de gelo, durante o período de resfriamento, o evaporador precisa estar em contato direto com a água para produzir os cubos de gelo. Em ambos os casos, o gelo deve ser removido da superfície do evaporador, seja para melhorar sua eficiência ou para coleta de cubos de gelo.

O método de degelo por gás quente é o comumente utilizado em aparelhos comerciais, como máquinas de gelo, freezers comerciais, unidades seladas e em alguns equipamentos médicos. Este método utiliza o gás da descarga do compressor, que está em alta temperatura e pressão, para derreter o gelo. O principal benefício do degelo por gás quente é derreter o gelo da superfície do evaporador para fora de forma rápida, com menor irradiação de calor para o gabinete. Para possibilitar este método, um desvio é adicionado (chamado de linha de gás quente, desvio de gás quente ou bypass de gás quente), para criar um atalho entre a descarga do compressor e a entrada do evaporador.

Durante o período de resfriamento, o bypass de gás quente é desenergizado (válvula fechada) e a operação do sistema é semelhante a um circuito de resfriamento padrão. Para realizar o degelo, o bypass é energizado para que a válvula, em geral do tipo solenoide, abra. A operação pode ocorrer com o compressor funcionando ou desligado, dependendo da configuração do aparelho. Depois que a válvula é aberta, a maior parte do gás de descarga do compressor, que está em alta temperatura e pressão, fluirá pelo bypass de gás quente, devido à menor restrição em comparação ao escoamento pelo condensador e dispositivo de expansão (tubo capilar ou válvula de expansão).

Da linha de gás quente, ele flui para o evaporador onde condensa e rejeita calor para a tubulação do evaporador, realizando o degelo. Durante quase todo o período do degelo por gás quente, a condição de saída do evaporador será uma mistura de refrigerante líquido e vapor. Finalmente, a mistura de gás-líquido refrigerante é empurrada do evaporador para o compressor e aquecida por seus componentes. Durante este ciclo, o refrigerante continua a circular na seguinte sequência: compressor, bypass de gás quente, evaporador e compressor. Em um dado momento, o degelo por gás quente é encerrado por um sensor de temperatura ou outro meio e a válvula solenoide é fechada. Antes que o ciclo de resfriamento seja iniciado novamente, pode ser aplicado um tempo de gotejamento da água de degelo.

Operação do compressor durante o degelo a gás quente

No início do processo do degelo por gás quente, a válvula solenoide é aberta e a alta vazão empurra o refrigerante líquido acumulado no evaporador para o compressor. A quantidade de líquido que chega ao tubo de sucção do compressor depende das características da aplicação. Quando o refrigerante líquido atinge o compressor, ele pode: (i) evaporar ao entrar em contato com elementos quentes, (ii) entrar no filtro acústico de sucção (muffler) ou (iii) acumular na carcaça do compressor. Cada um desses “caminhos de líquidos” pode ocorrer em paralelo e afetar os componentes do compressor de diferentes maneiras, exigindo diferentes soluções.

Se o líquido entrar no filtro acústico de sucção e atingir a câmara de compressão, a carga aumentará significativamente para o motor do compressor. Além do retorno do líquido, as altas pressões de evaporação durante o degelo a gás quente também aumentarão a carga em outros componentes. Devido a essas cargas, os compressores que operam em sistemas com degelo a gás quente necessitam de maior robustez. Requisitos especiais devem ser levados em conta para mancais, válvulas, cabeçote e filtro acústico de sucção de modo a considerar essas cargas.

Filtro acústico de sucção

O líquido que entra no compressor deve passar pelo filtro acústico de sucção de modo a atingir a câmara de compressão. Quando certa quantidade de líquido (óleo ou refrigerante) é comprimida, podem ocorrer picos de carga conhecidos como “golpe de líquido”. Para reduzir a probabilidade de ocorrência destes “golpes de líquido”, o caminho de sucção do compressor pode ser projetado de tal forma que proporcione uma separação eficaz e segura de vapor e líquido.

Isso é feito, por exemplo, quando o conector do tubo de sucção na carcaça do compressor, a entrada de gás do filtro acústico de sucção de gás e a unidade de bombeamento estão localizados em lados opostos da carcaça do compressor (sucção indireta). No entanto, este conceito reduz a eficiência do compressor, uma vez que o gás de sucção é superaquecido dentro da carcaça. Nos compressores de alta eficiência, o filtro acústico de sucção é projetado para reduzir o superaquecimento do refrigerante, que exige um caminho mais direto para chegar à câmara de compressão (sucção semidireta e direta). Para o filtro acústico de sucção direta, em que o caminho do refrigerante é “limitado” por um conector, a probabilidade de “golpe de líquido” aumenta. Neste caso, sugere-se utilizar um separador de gás/líquido adequado, após a saída do evaporador para evitar que o líquido atinja o tubo de sucção do compressor.

Válvulas

 Mesmo durante o degelo a gás quente, se o projeto da linha de sucção e do filtro acústico considerar essa condição, apenas uma fração do líquido deverá conseguir atingir a câmara de compressão. No entanto, quando este líquido é comprimido, leva a picos de pressão extremos dentro da câmara do cilindro e impõe uma carga adicional nas válvulas e no kit mecânico. A compressão de uma determinada quantidade de líquido (refrigerante ou óleo) pode causar danos à válvula, como uma deformação permanente, que pode resultar em quebra quando o limite à fadiga for atingido.

Outra possibilidade é a quebra direta de outros componentes mecânicos com maior quantidade de líquido. Além do retorno de líquido, as condições de degelo a gás quente geralmente implicam que o compressor precisa funcionar fora do envelope de operação aprovado, com temperaturas de evaporação mais altas e condensação mais baixas do que aquelas que são caracterizadas no envelope. Isso pode estressar o sistema de válvulas (principalmente os modelos LBP). Pelas razões expostas acima, em compressores que usam degelo a gás quente , o sistema de válvulas deve ser robusto o suficiente para aguentar operação fora da envelope, bem como as cargas adicionais impostas pela eventual compressão de gotículas de líquido.

Mancais

O refrigerante líquido, que retorna ao compressor, será misturado com o óleo do compressor, que reduzirá suas propriedades lubrificantes. Enquanto é bombeado através dos mancais, a pressão do óleo é reduzida e a mistura é aquecida por superfícies quentes e fricção, que promovem a evaporação do refrigerante líquido, resultando em um fluxo bifásico que pode levar à cavitação nos mancais. A cavitação reduzirá a capacidade de carga dos mancais, o que pode levar ao desgaste. Portanto, os compressores aprovados para degelo a gás quente possuem requisitos especiais para os mancais. A quantidade de óleo, viscosidade e capacidade de carga dos mancais são algumas das variáveis ​​de projeto que visam garantir uma operação robusta durante o degelo a gás quente .

Design do sistema de refrigeração

Além do projeto do próprio compressor, o projeto do refrigerador também pode contribuir para a robustez durante a operação durante degelo a gás quente . Isso requer um projeto que minimize o retorno do líquido ao compressor. Os componentes que mais influenciam são o separador líquido-vapor, a carga de refrigerante, o acumulador, o comprimento e a orientação do tubo de sucção, o  evaporador, a restrição de fluxo de bypass de gás quente e o algoritmo de controle da válvula solenoide e compressor.

 

Por Daniel Hense, pesquisador sênior da área de Pesquisa e Desenvolvimento da Nidec Global Appliance (detentora da marca Embraco)

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.