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Compressor de amônia: nosso assunto da aula de hoje.
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Um sistema de refrigeração por amônia é composto por diversos itens. Entre eles, destaca-se o compressor. É ele o “coração” do sistema. Ele tem duas funções básicas: manter a pressão no evaporador de modo que o refrigerante líquido possa evaporar na temperatura requerida; e comprimir o fluido refrigerante de modo que o mesmo possa ser condensado numa temperatura normal. Devido à sua importância, o compressor de amônia necessita de cuidados especiais e, sobretudo, peças de qualidade. As válvulas Danfoss são um exemplo. Além disso, manter a manutenção e o funcionamento correto também é essencial. Entenda mais sobre esse equipamento e sobre seu controle de capacidade.
Controle de capacidade
A função básica do controle do compressor de amônia é a de ajustar a capacidade do compressor à demanda efetiva do sistema de refrigeração, de modo que a temperatura de evaporação requerida possa ser mantida. Se a capacidade do compressor de amônia for maior que a demanda, a pressão e temperatura de evaporação serão mais baixas que as requeridas e vice-versa. Além disto, não se deve permitir a operação do compressor fora de sua faixa de temperatura e pressão aceitáveis com objetivo de se tentar otimizar suas condições de operação.
Em um sistema de refrigeração o compressor é normalmente selecionado para que seja capaz de satisfazer a maior carga possível de resfriamento. No entanto, durante operação normal, muitas vezes a carga de resfriamento é inferior à carga de resfriamento de projeto. Isto significa que é sempre necessário controlar a capacidade do compressor para que ela seja adequada à carga efetiva do calor a ser removido.
Formas de controlar a capacidade do compressor de amônia
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Há diversas formas comuns de controlar a capacidade.
Controle por Estágios: isto significa desativar cilindros em um compressor de vários cilindros, abrir e fechar as válvulas de sucção de um compressor parafuso ou fazer a parada e partida de alguns compressores em um sistema com vários compressores. Este sistema é simples e conveniente. Além disto, a eficiência diminui muito pouco durante o período em que o sistema está em carga parcial. É especialmente aplicável a sistemas com diversos compressores alternativos com vários cilindros.
Controle da válvula de deslizamento: o dispositivo mais comum utilizado para controlar a capacidade de um compressor parafuso é a válvula de deslizamento (“slide valve”), a qual é acionada por pressão de óleo. A atuação desta válvula impede que parte do gás na sucção seja comprimido. A “slide valve” permite uma modulação suave e contínua da capacidade do compressor, de 100% para 10%, mas a eficiência diminui quando a operação é em carga parcial.
Controle de velocidade variável: esta solução é aplicável a todos os tipos de compressores e é eficiente. Para variar a velocidade do compressor pode ser usado um motor elétrico de duas velocidades ou um conversor de frequência. O motor elétrico de duas velocidades controla a capacidade do compressor operando em alta velocidade quando a carga térmica for alta (por exemplo, período de resfriamento) e em baixa velocidade quando a carga térmica for baixa (por exemplo, período de armazenamento). O conversor de frequência pode variar a velocidade de rotação continuamente para satisfazer a demanda efetiva. O conversor de frequência observa limites para mínima e máxima velocidade, controle de temperatura e pressão, a proteção do motor do compressor, assim como os limites de corrente e torque. Conversores de frequência oferecem baixa corrente de partida.
Desvio de gás quente: esta solução é aplicável a compressores com capacidades fixas e é mais facilmente encontrado na refrigeração comercial. Para controlar a capacidade de refrigeração, parte do fluxo de gás quente na linha de descarga é desviado para o lado de baixa pressão. Isto ajuda a diminuir a capacidade de refrigeração de duas formas: diminuindo o fornecimento de refrigerante líquido e liberando algum calor para o circuito de baixa pressão.
A solução para o controle em estágios da capacidade do compressor pode ser encontrada utilizando um controlador por estágios EKC 331 À. O EKC 331 é um controlador de quatro estágios com até quatro relés de saída. Ele controla o aumento/ redução da capacidade dos compressores, o liga/desliga dos pistões ou do motor elétrico do compressor de acordo com o sinal de pressão do transmissor de pressão AKS 33 ou AKS 32R instalado na tubulação de sucção. Com base no controle de zona neutra, o EKC 331 é capaz de controlar, por estágios, um sistema composto por até quatro compressores iguais ou, alternativamente, dois compressores controlados por capacidade (cada um deles com uma válvula de carga). A versão EKC 331T aceita um sinal de um sensor de temperatura PT 1000, que pode ser necessário para sistemas secundários.
Controle de Zona Neutra em compressor de amônia
A zona neutra é estabelecida próxima ao valor de referência onde não ocorra carga/descarga. Fora da zona neutra (nas áreas hachuradas “+zona” e “- zona”) ocorrerá o aumento/redução de carga à medida que a pressão medida for desviando dos valores ajustados de zona neutra (NZ). Se o controle ocorrer fora da área hachurada (chamada de ++zona e -zona), as mudanças na capacidade de ativação do controlador de alguma forma ocorrerá mais rapidamente do que se estivesse dentro da área hachurada.
O desvio do gás quente pode ser utilizado para controlar a capacidade de refrigeração para compressores que não possuem sistema para controle de capacidade. A válvula servo operada por piloto ICS juntamente com uma válvula piloto CVC é utilizada para controlar a vazão de gás quente a ser desviado de acordo com a pressão na linha de sucção. A CVC é uma válvula piloto controlada por contrapressão que abre a ICS e aumenta a vazão de gás quente quando a pressão de sucção estiver abaixo do valor ajustado. Desta forma, a pressão de sucção na entrada do compressor é mantida constante, portanto a capacidade de refrigeração satisfaz a carga efetiva de resfriamento.
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